Input-Shaping Methods for a Linear Motor Motion Stage with a Passive RFC(Reaction Force Compensation) Mechanism

Kang Jo Hwang; Jae Seong Jeong; Hyeong-Joon Ahn

doi:10.7736/KSPE.2017.34.12.897

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저자정보: Kang Jo Hwang (숭실대학교) Jae Seong Jeong (숭실대학교) Hyeong-Joon Ahn (숭실대학교)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.34 No.12

발행연도: 2017.12

수록면: 897 - 902 (6page)

DOI: 10.7736/KSPE.2017.34.12.897

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The residual vibration during the high acceleration and deceleration of a motion stage degrades the manufacturingsystem productivity and lifespan. Although a passive RFC mechanism with a movable magnet track reduces the residual vibration of the system base, a magnet track resonance may occur according to the motion profile, and the mover inposition error increases due to the residual vibration of the magnet track. We investigated input-shaping methods for a linear motor motion stage with a passive RFC mechanism. An air-bearing linear motor motion stage with the passive RFC mechanism is built, and the dynamic characteristic of the passive RFC mechanism is identified using a freevibration test. Then, mover velocity profiles are generated using various input-shaping methods. Further, the effects of the input-shaping methods on the air-bearing linear motor motion stage are investigated by comparing the magnet track oscillation, settling time, and mover in-position error. Finally, several input-shaping methods are applied to reduce the mover rise-time delay for the proposed linear motor motion stage. A properly shaped input motion profile removes the residual vibration of the passive RFC mechanism without any additional devices, as well as reducing the transmitted reaction force and the in-position error.

#Linear motor motion stage (선형 모터 모션 스테이지) #Residual vibration (잔류 진동) #Reaction force compensation (반발력 보상) #Input-shaping method (입력 성형 기법)

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ASML, “TWINSCAN NXT: 1960Bi,” http://www.asml.com/asml/show.do?lang=EN&ctx=46772&dfp_product_id=7414 (Accessed 13 NOV 2017) Woo, S. and Gweon, D.-G., “Design and Optimization of Long Stroke Planar Motion Maglev Stage using Copper Strip Array,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 16, No. 3, pp. 479-485, 2015 Pham, M. N. and Ahn, H.-J., “Horizontal Active Vibration Isolator (HAVI) Using Electromagnetic Planar Actuator (EPA),” Int. J. Precis. Eng. Manuf.-Green Tech., Vol. 2, No. 3, pp. 269- 274, 2015. You, Y. H. and Ahn, H.-J., “A Passive Reaction Force Compensation (RFC) Mechanism for a Linear Motor Motion Stage,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 15, No. 5, pp. 797-801, 2014. Nguyen, D. C. and Ahn, H.-J., “Dynamic Analysis and Iterative Design of a Passive Reaction Force Compensation Device for a Linear Motor Motion Stage,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 15, No. 11, pp. 2376-2373, 2014.

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