제진대 구조 및 원리

제진 테이블 설계

•제진 테이블은 고정밀 실험과 시스템을 위한 견고한 플랫폼을 제공합니다. 제진 테이블 설계에서 강성은

주요 고려사항입니다. 테이블 강성은 정적 또는 동적 강성의 관점에서 정량화할 수 있습니다.

•정적 강성은 정적 또는 준정적 하중 분포가 변경될 때 변위에 저항하는 제진 테이블의 성능을 설명합니다.

스테이지가 테이블 위를 움직이거나 장비를 이동, 추가 또는 제거할 때 테이블에 미치는 영향을 정적강성으로

판단할 수 있습니다.

•동적 강성은 제진 테이블이 기계적 가진에 반응하여 변위에 저항하는 능력을 설명합니다. 제진대의 동적강성을

평가하기 위해 Compliance 그래프가 유용하게 사용됩니다.

•Compliance 값은 외부 힘의 대한 영향으로 움직이는 구조물의 변위량을 의미하며 이 값이 클수록 동일힘에

대하여 변위량이 커집니다. 낮은 주파수영역에서 Compliance 값은 주파수 제곱에 반비례하여 감소하며

이것은 이상적인 강체로 취급됩니다. 일반적으로 80Hz 이상의 경우 이러한 경향성을 벗어나며 구조적 모드가

발생하면서 테이블의 변형이 일어납니다.

•주파수가 증가함에 따라 Compliance 값이 급격히 떨어지므로 일반적으로 가장 큰 변위는 저주파 공진 모드에

의해 발생합니다. 따라서 최소 공진 주파수를 높게 설계해야 테이블 변위의 진폭이 작고 안정성이 높아진다.

•공진시 최대 증폭 Q는 이상적인 강성체로부터 얼마나 벗어 나는지를 측정합니다. Q가 낮을 수록 감쇠가 잘되고

구조가 안정적입니다.

제진 테이블의 허니콤구조

•허니콤 구조는 보통 매우 낮은 무게의 매우 단단한 구조를

만드는 데 사용됩니다.

•테이블의 무게가 가벼우면 구조적 공진 모드에 직접적인

영향을 적게 주는 높은 주파수로 이동시키며 구조물의

동적 강성을 극적으로 개선합니다.

•가진력에 의해 진동이 발생한 경우 모드 주파수가 증가함

에 따라 변위량이 감소합니다. 이것이 대부분의 고급

제진대 시스템에서 허니콤 구조 테이블(그림 2 참조)이

화강암을 대체한 주된 이유입니다. 화강암은 상대적으로

무겁기 때문에 낮은 주파수에서 공명 모드가 발생하며

표면의 변위량이 커집니다.

제진을 위한 공압 지지대

• 공압 지지대는 진동이 제진 테이블 표면에 도달하기 전에 진동을 감소시킵니다. 제진 효과가 상승하면 테이블

위 장비의 움직임과 부품 간 상대적인 움직임으로 인한 문제를 최소화 할 수 있습니다.

•공압 지지대는 제진 테이블 및 하중과 결합하여 질량,스프링,댐퍼 시스템을 형성합니다. 공압 지지대 시스템은

자체 레벨링을 제공하고 질량 변화가 제진에 미치는 영향을 최소화하기 때문에 기계식 스프링 대신 사용됩니다.

•공압지지대의 성능은 주로 고유 주파수 및 댐핑 특성에 의해 정의됩니다. 고유 주파수 아래에서는 공압 지지대

가 기본적으로 견고하여 진동이 테이블로 직접 전달되며 고유 주파수에서 진동은 실제로 증폭됩니다.

• 공압지지대의 우선적인 목표는 고유 주파수를 낮추는 것 입니다. 이는 낮은 주파수영역에서의 제진을

향상시키고 전체적인 제진 영역을 넓히기 때문입니다.

• 또 다른 주요 목표는 공진 시 테이블 표면의 진폭을 감쇠시키는 것 입니다. 이것은 낮은 주파수 진동으로 인한

테이블 진폭을 낮추고 제진 시스템 안정성을 향상시킵니다.

• 하지만 고유 주파수와 댐핑 사이에는 절충점이 필요합니다. 댐핑이 증가함에 따라 공압지지대의 고유 주파수가

약간 더 높게 이동하며 고유주파수 이상의 영역에서 제진 성능이 감소합니다.