• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1997년도 제26회 추계학술대회
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• pp.129-134
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• 1997

현재 외부 가압 공기베어링이 사용되어지는 분야는 PCB 기판, 엔진의 연료분사노즐 등의 고속가공용 스핀들, 전자 기기, 광학 기기 등에 사용되는 초정밀 부품가공용 스핀들, 정밀 측정 기기, 의료 기기, 저온 팽창기등 상대운동을 하는 많은 분야에서 이용되고 있으며, 이들 분야의 고속화 및 고정밀화 추세에 따라 고속에서의 안정성과 높은 운전정밀도가 보장된 외부 가압 공기 베어링이 요구되고 있다. 정밀 스핀들 시스템에 공기베어링이 사용되는 이유는 윤활제인 공기의 압축성에 기인된 평균화효과로 인하여 어느 정도 형상오차가 존재하더라도 축의 회전 시 떨림 진폭이 흡수되어 높은 운전정밀도를 유지하며 운전이 가능하기 때문이다. 그러나, 공기의 압축성에 의한 평균화효과로 어느 정도의 떨림 진폭은 흡수되나 형상오차에 의한 떨림 진폭은 작은 크기라도 여전히 남아있게 된다. 따라서, 초정밀 가공 기기나 정밀 측정 기기 등 높은 운전정밀도가 요구되는 곳에 공기베어링이 사용될 경우에 있어서 형상오차는 운전정밀도에 영향을 미치는 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 각각 두 개의 오비 가압 공기 저널 및 스러스트 베어링으로 구성된 스핀들 시스템에 대한 축과 베어링의 직각도 오차가 운전정밀도에 미치는 영향에 대해 해석하고 결과를 고찰하여 스핀들 시스템에 있어서 형상 공차에 대한 기초 설계자료를 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.238-244
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• 2017

공작기계 응용에 있어서 고속 및 고효율 가공의 추세는 스핀들의 고속화를 지속적으로 요구하고 있다. 내장형 모터를 장착한 스핀들은 가공시스템의 구조를 단순하게 한다. 하지만 로터에는 불평형 질량에 의해 진동이 발생하며, 이를 제거하기 위한 밸런싱 작업은 필수적이다. 이 논문에서는 내장형 모터를 장착한 고속 스핀들의 동적거동을 해석하였다. 불평형 질량, 베어링 강성, 회전 속도의 변화에 따른 휘돌림 궤적을 해석하였고, 이를 저감시키는 방법을 모색하였다. 또한 Timoshenko 빔 요소를 적용하여 스핀들-베어링 시스템을 모델링하고, 영향 계수법을 적용하여 밸런싱 과정을 시뮬레이션 하였다. 스핀들의 경우, 불평형 하중이 작용할 때, 베어링 지지점에서 가장 작은 휘돌림 궤적이 나타났으며, 양단에서 가장 큰 휘돌림 궤적을 나타내었다. 스핀들의 회전속도가 증가함에 따라 스핀들 선단에서의 휘돌림 궤적도 증가하였다. 베어링의 강성이 커짐에 따라 휘돌림 궤적 또한 증가하였다. 밸런싱 전, 후의 휘돌림 궤적 반경은 최대 73%까지 감소함을 확인할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 CNC 자동선반의 스핀들 고속화에 중요한 정보를 제공하고 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.48-55
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• 2005

본 논문은 약계자 영역에서 퍼지제어기를 이용하는 스핀들 유도전동기의 속도제어 방법을 제안한다. 제안된 퍼지제어기 기반의 스핀들 유도전동기의 성능은 기존의 PI 제어기를 기반으로 한 드라이브 구동 시스템과 비교되었다. 퍼지제어기를 사용하는 구동 드라이브 시스템은 기존의 PI 제어기를 사용하는 스핀들 유도전동기 드라이브 시스템보다 고성능 운전이 가능함을 시뮬레이션 및 실험결과로 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.443-450
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• 1989

본 연구에서는 공작기계 생산 현장에서 직접적으로 이용될 수 있는 측정시스 템의 개발을 목표로 이제까지 이론적으로 제안된 스핀들 정밀도 측정방법을 종합 분석 하여 디지틀 측정의 기본이론을 정립하고 이를 기반으로 마이크로 컴퓨터를 이용한 측정시스템을 실계 제작하였다.또한 실험을 통하여 본 연구에서 제안된 측정 시스 템의 성능을 기존의 애널로그 측정방법과 비교 검토함으로써 본 방법의 우수성 및 제한점을 실증적으로 입증하고자 하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.614-619
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• 2009

The STW(servo track writing) system which is the process of writing servo signals on disks before assembling in drives uses the spindle motor-chuck mechanism to realize low cost because the spindle motor-chuck mechanism has merit which can simultaneously write multi-disk by piling up disks in hub. Therefore, when the spindle motor-chuck mechanism of horizontal type operates in high rotation speed it is necessary to reduce the effect of RRO(repeatable run-out) and NRRO(non-repeatable run-out) to achieve the high precision accuracy of nano-meter level during the STW process. In this paper, we analyzed that the slip in assembly surfaces can be caused by the mechanical tolerance and clamping force in hub-chuck mechanism and can affect NRRO performance. We designed springs for centering and clamping considering centrifugal force by the rotation speed and assembly condition. The experimental result showed NRRO performance improves about 30 % than case of weak clamping force. The result shows that the optimal design of the spindle motor-chuck mechanism can effectively reduce the effect of NRRO and RRO in STW process.

• 소음진동
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• 제9권4호
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• pp.652-659
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• 1999

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1997년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.274-278
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• 1997

• 소음진동
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• 제12권4호
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• pp.267-271
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• 2002

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.1089-1094
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• 2003

A main vibration source in HDD is arisen from high rotating disk/spindle, and vibration suppression of the disk-spindle system becomes a critical issue and a major concern for high performance of the drive. In this paper, we study the feasibility of suppressing unwanted vibration of disk-spindle system of the HDD by external shock and excitation utilizing piezoelectric shunt damping methodology. By considering dynamic characteristics of the disk-spindle system through modal analysis, a target vibration mode is determined and then the piezoelectric material is carefully integrated to the modified drive. In order to maximize improvement of vibration characteristics of the proposed system, shunt circuit is optimally designed via tuning processes. Finally, the vibration characteristics of the high rotating disk-spindle system of the proposed drive is experimentally evaluated in frequency domain.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.592-595
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• 2004

This paper presents the feasibility of the piezoelectric shunt damping for vibration suppression of the highly rotating HDD disk-spindle system. A target vibration mode which restricts the recording density increment of the drive is determined by modal analysis of the drive, and a piezoelectric bimorph is designed to suppress the vibration level of the target mode. After deriving the generalized two-dimensional electromechanical coupling coefficient of the shunted spindle-disk system, the damping performance of the system is predicted by simulating the displacement transmissibility on the target mode. After manufacturing the proposed drive, the vibration suppression performance of the proposed methodology is experimentally evaluated in frequency domain.