一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，包括压电驱动器底座、多自由度压电驱动器、不锈钢顶板、数字控制器、顶板约束支架。本实用新型专利技术的主动式隔振系统具有模块化、小型化、低能耗、响应速度快、高精度等特点，同时又可实现包括超低频在内的全频段微振动的有效衰减抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统
本技术涉及机电设备隔振系统领域，具体是一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统。
技术介绍
目前半导体行业飞速发展，半导体制程设备的精度越来越高，制程设备对微振动等环境的要求也越来越敏感，少许的微振动就会降低制程设备的产出良率，甚至使制程设备不能正常工作，因此对微振动的隔离变得越来越重要。振动隔离是振动控制中广泛应用的控制技术，即在震源与设备之间安置适当的隔振材料来隔离震动的传递。现有的被动隔振技术对低频振动的隔离效果不理想，应用的频率范围不宽。其次，适应性较差，当工作中遇到随机性扰动时，被动隔振无法做出相应的变化，导致隔振效果不能满足要求。在敏感设备工作精度越来越高的半导体领域，纯被动隔振系统已不能满足要求。现有微振动控制技术也有采用主动式隔振技术，主要的主动式隔振器有电磁式隔振器和气压式隔振器，电磁式隔振器带有磁路，设计复杂，缠绕线圈，尺寸上受限，另外散热问题难以解决，影响使用寿命。气压式隔振器也有需求稳定气源、噪声大、气路复杂、有严重的延时性、精度低等缺点。
技术实现思路
为了克服现有产品技术存在的上述缺陷，本技术提供了一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，解决了现有技术中反应速度慢、精准度低的问题。一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，包括压电驱动器底座、多自由度压电驱动器、不锈钢顶板、数字控制器、顶板约束支架。所述压电驱动器底座安装到洁净室内的楼板上，所述多自由度压电驱动器固定到压电驱动器底座上，所述不锈钢顶板安放到多自由度压电驱动器上，所述顶板约束支架连接在压电驱动器底座和不锈钢顶板之间，对不锈钢顶板起一定的固定和约束作用，所述数字控制器包括数字控制器、控制器支持底座和数字控制器连接电缆，所述数字控制器连接电缆连接数字式控制器和多自由度压电驱动器，实现对多自由度压电驱动器的实时控制。优选地，所述压电驱动器底座的长宽高分别为420mm、350mm、310mm，材质为20mm厚的碳钢板，数量为四个，分别布置在四个角的位置。优选地，所述压电驱动器底座通过调整地脚螺栓进行初步调平，在压电驱动器底四周的楼板上粘贴模板，最后在模板内灌入混凝土浆料进行固定，灌浆料浇筑的高度比模板顶沿低2mm。优选地，所述多自由度压电驱动器的长宽高分别为280mm、280mm、195mm，材质为PZP陶瓷材料，具有X、Y、Z三个方向上的自由度，可以在竖直和水平方式上输出微动作。优选地，所述控制器支持底座的长宽高分别为300mm、400mm、260mm，由3mm厚的碳钢板折弯焊接而成，表面喷塑处理。优选地，所述不锈钢顶板的最大长宽尺寸为2100mm、1900mm，厚度为104mm，表面钻螺纹孔，用于安装半导体制程设备的防震脚。优选地，所述顶板约束支架通过螺钉固定进行精确调平，使不锈钢顶板10的顶面满足平面度的要求。本专利技术的有益效果为：本技术的主动式隔振系统具有模块化、小型化、低能耗、响应速度快、高精度等特点，同时又可实现包括超低频在内的全频段微振动的有效衰减抑制。附图说明图1为本技术主动式隔振系统的结构示意图。图2为本技术主动式隔振系统的安装示意图。图3为本技术压电驱动器底座的安装示意图。图4为本技术主动式隔振系统的连线示意图。图5为本技术多自由压电驱动器的示意图。图6为本技术主动式隔振系统的控制原理图。具体实施方式图中10-不锈钢顶板、20-多自由度压电驱动器、30-压电驱动器底座、31-地脚螺栓、40-数字控制器、41-控制器支持底座、42-数字控制器连接电缆、50-顶板约束支架、51-约束支架的固定螺钉、60-灌浆层、70-楼板。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述地实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1至图6所示，本技术一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，包括压电驱动器底座30、多自由度压电驱动器20、不锈钢顶板10、数字控制器40、顶板约束支架50。所述压电驱动器底座30安装到洁净室内的楼板70上，所述多自由度压电驱动器20固定到压电驱动器底座30上，所述不锈钢顶板10安放到多自由度压电驱动器20上，所述顶板约束支架50连接在压电驱动器底座30和不锈钢顶板10之间，对不锈钢顶板10起一定的固定和约束作用，所述数字控制器40包括数字控制器40、控制器支持底座41和数字控制器连接电缆42，所述数字控制器连接电缆42连接数字式控制器40和多自由度压电驱动器20，实现对多自由度压电驱动器20的实时控制。本技术解决其技术问题所采用的具体技术方案，包括以下流程：（1）根据半导体制程设备的重量和对微振动环境的要求，以及制程设备安装地点实际测量的微振动等级，洁净室高架地板的高度等条件，综合计算，选取合适承载能力的多自由度压电驱动器20和数字控制器40，根据主动式系统所采用的控制算法，调整数字控制器40的性能参数，来满足不同环境下对隔振能力的要求；（2）主动式隔振系统的安装过程如下，首先根据半导体制程设备的位置，推算测设出主动式隔振系统的就位位置，在楼板70上钻孔，放置膨胀式地脚螺栓31，然后对4台压电驱动器底座30分别进行安装，压电驱动器底座30由20mm厚的碳钢板焊接而成，压电驱动器底座30长宽高分别为420mm、350mm、310mm，压电驱动器底座30表面喷塑处理。压电驱动器底座30安装后，通过调整地脚螺栓31上的螺母，对压电驱动器底座30进行初步调平，在压电驱动器底座30四周楼板70上粘贴模板，为系统最后固定浇筑灌浆层60做准备；（3）其次，把4套多自由度压电驱动器20固定到压电驱动器底座30的上面，多自由度压电驱动器20的长宽高分别为280mm、280mm、195mm，多自由度压电驱动器20由PZP陶瓷材料制成，根据PZP陶瓷材料的正压电效应和逆压电效应，把传感器和驱动器集成到了一体。同时多自由度压电驱动器20能够在竖直和水平方式上输出微动作，如图5所示，多自由度压电驱动器具有X、Y、Z三个方向上的自由度；（4）再次，安装控制器支持底座41，控制器支持底座41由3mm厚的碳钢板折弯焊接而成，表面喷塑处理，控制器支持底座41的长宽高分别为300mm、400mm、260mm；（5）再次，把不锈钢顶板10吊装安放到多自由度压电驱动器20上，不锈钢顶板10由104mm厚的不锈钢板加工而成，根据半导体制程设备的要求，不锈钢顶板10加工成凹凸不规则外形，不锈钢顶板10最大长宽尺寸为2100mm、1900mm；不锈钢顶板10表面钻螺纹孔，用于安装半导体制程设备的防震脚；不锈钢顶板10表面做拉丝处理，整洁美观；不锈钢顶板10吊装完成后，调整不锈钢顶板10的左右位置，符合定位要求。然后安放顶板约束支架50，用约束支架的固定螺钉51进行固定，再进行最后精确调平，使不锈钢顶板10的顶面满足平面度的要求；（6）最后，把搅拌好的灌浆料浇筑到压电驱动器底座30四周的模板内，灌浆料浇筑的高度比模板顶沿低2mm左右，等灌浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，包括压电驱动器底座、多自由度压电驱动器、不锈钢顶板、数字控制器、顶板约束支架。

【技术特征摘要】
1.一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，包括压电驱动器底座、多自由度压电驱动器、不锈钢顶板、数字控制器、顶板约束支架。2.根据权利要求1所述的一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，其特征在于，所述压电驱动器底座安装到洁净室内的楼板上，所述多自由度压电驱动器固定到压电驱动器底座上，所述不锈钢顶板安放到多自由度压电驱动器上，所述顶板约束支架连接在压电驱动器底座和不锈钢顶板之间，对不锈钢顶板起一定的固定和约束作用，所述数字控制器包括数字控制器、控制器支持底座和数字控制器连接电缆，所述数字控制器连接电缆连接数字式控制器和多自由度压电驱动器，实现对多自由度压电驱动器的实时控制。3.根据权利要求1所述的一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，其特征在于，所述压电驱动器底座的长宽高分别为420mm、350mm、310mm，材质为20mm厚的碳钢板，数量为四个，分别布置在四个角的位置。4.根据权利要求1所述的一种基于多自由度压电驱动器的主动式隔振系统，其特征在于，所述压电驱动器底座通过调整地脚螺栓进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张厚根，曲明，尤健，马跃，
申请(专利权)人：大连地拓重工有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21