• 한국레이저가공학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2009

최근, 전자, 디스플레이, 반도체 등 여러 분야에서 광학적, 기계적 등의 성질이 우수한 유리와 세라믹 재료의 사용이 급증하고 있다. 이러한 취성 재료의 절단가공에 있어서 전통적인 기계적 방식은 미세균열로부터 자유로울 수 없다는 한계를 지닌다. 따라서 레이저로 열응력을 발생시켜 재료를 절단하는 controlled fracture 레이저 절단공정은 기존 공정을 대체하는 새로운 기술로 각광받고 있다. 따라서 controlled tincture에 대하여 많은 연구가 진행되고 왔으며 현재에도 다양한 새로운 공정이 개발되고 있다. 하지만 아직도 열응력에 의해 재료가 변형, 절단되는 물리적인 메커니즘이 명확히 규명되어 있지 않을 뿐 아니라 레이저 광원, 냉각방식 및 각종 공정변수가 절단 품질에 미치는 영향도 체계적으로 분석되지는 못한 실정이다. 따라서 보다 효과적인 공정개발을 위해서는 추후 더욱 심도 있고 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제14권1호
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• pp.7-14
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• 1996

3D 기피 현상에 따른 인력난은 이제 국내 산업계 전반에 걸친 커다란 문제가 되었으며, 특히 용접 및 절단 공정에서는 그 정도가 심각한 상황으로 숙련된 기술자 의 확보가 용이하지 않은 상황이다. 따라서 많은 기업에서는 제품의 품질향상과 대량 생산 능력을 갖추기 위해서 용접 및 절단 공정에서의 자동화를 추진하고 있으며, 로봇 을 이용한 방법이 각광을 받고있다. 그러나 이 경우에도 용접용 로봇과 절단용 로봇을 비교하여 보면, 일본의 경우, 절단용으로 출하되는 로봇의 수는 용접용 로봇의 1/70 - 1/100 수준이다. 국내의 경우 최근 들어 용접분야에서의 로봇의 이용은 활성화 되어 있는 편이지만, 절단의 경우는 적용예가 드문 실정이다. 절단용 로봇의 경우 로봇 이용분야가 가장 발달된 일본의 경우도 1988년부터 로봇을 절단용으로 이용하기 시작 하였으며, 그 이용분야도 레이저 절단과 워터젯트 절단에 치중되어 있다. 그러나 현실 적으로 국내 산업현장에는 주로 가스절단이 절단의 주류를 이루고 있는 실정으로, 이에 대한 로봇 응용 시스템의 개발이 시급하다. 대우중공업에서는 가스절단 로봇을 국삭기 Boom측판에 개선가공 공정에 적용하여, 가스절단 분야에의 로봇 적용이라는 가능성을 보여주었으며, 본고에서 그 내용을 소개하고자 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.449-452
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• 2005

그레이팅(grating) 생산 공정에서 절단공정은 패널(panel)을 원하는 형태의 그레이팅으로 절단하여 제품을 생산한다. 실제 절단이 이루어지기 전에 절단 계획을 생성하는데, 이것은 절단 대상이 되는 그레이팅들의 배치 방법을 결정한다. 이 계획은 제품의 생산비용의 증감에 중요한 역할을 한다. 절단 계획의 생성은 2차원 절단 문제와 유사하다. 본 논문에서는 금속 그레이팅 생산 공정의 절단 계획에 대하여 연구하고 인공지능 탐색 방법 중 하나인 $A{\ast}$ 알고리즘을 계획 생성에 적용한다. 또한 시뮬레이션을 통하여 자재의 손실을 기준으로 제안된 방법과 기존의 방법을 비교 평가 하겠다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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• pp.73-77
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• 1992

환봉소재의 정밀절단을 위한 고속 환봉절단 공정에 있어서 절단금형은 공정중 막대한 타격력을 받기 때문에 금형의 파손방지 및 내구성향상을 위한 금형설계 기술이 절실히 요구되고 있다. 이같은 절단금형의 최적설계를 위해선 타격시 램이 금형에 가하는 충격력에 대한 예측이 필수적이므로 본 연구에서는 환봉절단 공정에 대한 동역학적 해석을 통해 충격력과 접촉시간을 이론적으로 구하였으며 이를 기존의 이론값과 비교한 결과, 보다 정확한 충격력의 예측이 가능하였다. 그리고 본 이론을 국내 최초로 개발된 환봉절단 장치에 적용하여 타격속도, 절단저항, 램과 금형의 하중비 등의 인자들과 충격력 사이의 관계를 밝혀냄으로써, 향후 최적금형 설계를 위한 데이터 베이스를 구축하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2003년도 춘계학술발표논문집 (상)
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• pp.273-276
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• 2003

생산공정 스케줄링 시스템(GPSS)에서 그레이팅(grating)이라는 금속제품을 생산하는데 있어 절단계획을 생성하기 위해 생산공정 단계 중의 하나인 절단계획 단계에서 자재 손실율을 비교하고 있다. 그러나 태스크나 그룹을 병합하여 절단계획을 생성한다고 해서 태스크나 그룹을 병합하지 않고 절단계획을 생성한 것보다 잔재의 손실율이 낮다고 볼 수 없기 때문에 잔재의 손실율을 반복적으로 비교해야 하는 불편함이 있다. 본 논문에서는 언어 변수를 사용한 공정 전문가의 지식을 기반으로 각 룰을 병렬로 1회만 적용하여 잔재 손실율이 가장 작은 것을 찾아 낼 수 있는 퍼지전문가 시스템 적용으로 절단계획을 생성하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권2호
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• pp.11-19
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• 1994

레이저 가공기술은 재료가공 분야에서 넓은 응용분야를 가지고 있으며, 특히 절단, 용접, 열처리 등의 가공분야에서 고정밀도와 자동화의 용이성으로 인해 생산성이 높은, 고부가가치의 첨단응용 기술로 부각되고 있다. 특히 레이저절단은 타 절단법에 비교되는 절단정도, 열영향, 생산성, 작업 환경등의 각종 우위성으로 박판 및 후판절단분야에서 급속한 보급을 보이기 시작하였다. 현재 대 부분의 레이저 가공기는 CNC화 되어가고 있는 추세이며, 레이저 절단의 경우 생산성증대 및 고 정밀화를 위하여 CAD/CAM인터페이스에 의한 자동화가 필연적인 상황이다. 뿐만아니라 고출력 레이저 발전기를 가공 기본체에 탑재한 탑재형 레이저가공기의 출현으로 대형부재의 절단이 가능 하게 되었으며, 더불어 절단공정의 무인화를 지향하는 각종 시스템이 개발되고 있다. 이와 같은 무인화, 생산성증대, 작업시간단축과 러닝 코스트 및 재료의 절감을 위한 노력의 일환으로 컴 퓨터에 의한 자동 및 반자동 네스팅 시스템의 개발을 들 수 있다. 레이저에 의한 2차원 절단응 용분야에서의 네스팅작업은 설계가 끝난 각 부품의 절단작업의 전단계로서 수행되며, 일반적으로 네스팅공정이 완료되면 절단경로를 결정하고 가공조건과 함께 수치제어공작기계의 제어에 필요한 NC코드를 생성하게 된다. 최근에는 이와 같은 네스팅 시스템이 일부 생산현장에 적용되고 있 으나 이러한 시스템들의 대부분이 외국에서 개발된 것을 수입하여 사용하는 실정이다. 2차원 패턴의 최적자동배치문제는 비단 레이저 절단과 같은 열가공 분야에서 뿐만 아니라 블랭킹 금형, 의류, 유리, 목재등 여러분야에서 응용이 가능하며 패키지의 국산화가 시급한 실정이다. 네스 팅작업은 적용되는 분야에 따라 요구사항과 구속조건이 달라지며 이로 인해 알고리즘과 자료구 조도 달라지게 되나 공통적인 목표는 주어진 영역안에서 겹침없이 배치하면서 버림율을 최소화 하는 것이다. 지난 10여년간 여러 산업의 응용분야에서는 네스팅시스템의 도입이 활발하게 이 루어지고 있는데 수동에 반자동 및 자동에 이르기까지 다양하나 자동네스팅시스템의 경우 배치 효율의 신뢰성이 비교적 부족하기 때문에 아직까지는 생산현장에서 기피하는 실정이다. 배치알 고리즘의 관점에서 볼 때 이러한 문제들은 NP-complete문제로 분류하며 제한된 시간안에 최적의 해를 구하기가 가능한 조합 최적화 문제로 알려져 있다. 따라서 이 글에서는 레이저 절단분야 에서의 네스팅시스템에 관한 개요와 최근의 연구동향 그리고 몇 가지 전형적인 네스팅 알고리 즘들을 소개하고 비교분석을 통해 개선점을 간략하게 논의하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.449-449
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• 2013

최근 반도체 소자의 집적회로는 점점 복잡해지고 있는 반면, 소자의 크기는 작아지고 있으며 그로 인해 패드의 크기가 작아지고 패드사이의 간격 또한 협소해지고 있다. 따라서 웨이퍼 단계에서 제조된 집적회로의 불량여부를 판단하기위한 검사 장비인 프로브카드(Probe Card)의 높은 집적도가 요구되고 있다. 하지만 기존의 MEMS 공법으로 제작되는 프로브 빔은 복잡한 제조 공정과 높은 생산비용, 낮은 집적도의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간단한 제조 공정과 낮은 생산비용, 높은 집적도를 가지는 프로브 빔을 개발하기 위하여 절연절단 방식으로 BeCu (Beryllium-Copper) 프로브 빔을 제작하였다. 낮은 소비 전력으로 우수한 프로브 빔 어레이를 제작하기 위해서 가장 고려해야할 대상은 프로브 빔의 재료와 구조(형상)이다. 절연전단 방식으로 프로브 빔을 형성할 때 요구되는 Fusing current는 프로브 빔의 구조(형상)에 크게 영향을 받는다. 낮은 Fusing current는 소비 전력을 줄여주고, 절연절단으로 형성되는 프로브 빔의 단면(끝)을 날카롭게 하여 프로브 빔과 집적회로의 패드 간의 접촉 저항을 감소시킨다. 프로브 빔의 제작은 BeCu 박판을 빔 형태로 식각하여 제작하였으며, 실리콘 비아 홀(Via hole) 구조의 기판위에 정렬하여 soldering 공정을 통해 실리콘 기판과 BeCu 박판을 접합시켰다. 접합된 프로브 빔의 끝부분을 들어 올린 상태로 전류를 인가하여 stress free 상태로 만들어 내부 응력을 제거하였으며, BeCu 박판에 fusing current를 인가하여 BeCu 박판 프레임으로부터 제거를 하였다. 제작된 프로브 빔의 길이는 1.7 mm, 폭은 $50{\mu}m$, 두께는 $15{\mu}m$, 절단부의 단면적은 1$50{\mu}m^2$로 제작되었다. 그리고 프로브 빔의 절단부의 길이는 $50{\mu}m$ 부터 $90{\mu}m$까지 $10{\mu}m$ 증가시켜 제작되었다. 이후에 절연절단 공정에 요구되는 Fusing current를 측정하였고, 절연절단 후의 절단면의 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 통하여 확인하였다. 절단부의 길이가 $50{\mu}m$일 때 5.98A의 fusing current를 얻었으며, 절연절단 후 절단부 상태 또한 가장 우수했다. 본 연구에서 제안된 프로브 빔 제작 방법은 프로브카드 및 테스트 소켓(Test socket) 생산에 응용이 가능하리라 기대한다.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 한국경영과학회 1995년도 추계학술대회발표논문집; 서울대학교, 서울; 30 Sep. 1995
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• pp.406-414
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• 1995

자재절단문제를 일반적인 알고리즘을 사용하여 해결하였을 경우 패턴이 형 성되었을 때 계속되는 패턴에서 부품들이 연속하여 절단되 나오지 않게 된 다. 이와같이 부품이 연속되어 나오지 않는 경우를 부품이 단락 (discontinuity)되어진다고 이야기 한다. 이럴 경우 각 부품들은 원하는 주문 량만큼 절단되어 나올 때까지 생산라인에서 대기하고 있어야 한다. 따라서 생산라인에서는 절단된 모든 부품들을 임시적으로 적재해 놓아야 하므로 공 종소요가 증가하게 되고 절단공정이 혼잡해 지게 된다. 이를 볼때 절단되어 나오는 부품들이 계속되는 패턴에서 연속적으로 절단되어지게 하는 것이 중 요하다. 이와같이 부품들이 단락되어지지 않고 연속적으로 생산되면 공정소 요를 줄일수 있게 될 뿐 아니라 생산성의 향상을 기할수 있게 될 것이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.639-642
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• 2000

• Journal of Welding and Joining
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• 제5권1호
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• pp.23-33
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• 1987

플라즈마 절단은 산업계에서 널리 사용되고 있으나 공정의 해석에 대한 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 알미늄판재에 나타나는 온도분포를 해석함으로써 절달폭을 이론적으로 예측하고 자 하였다. 열유동을 해석하는데 있어서, 플라즈마 아아크의 강도가 폭방향으로는 정상분포 (Gaussian distribution)을 갖고 두께방향으로는 지수함수적으로 감소한다고 가정하였다. 측정된 아아크효율을 이용한 계산결과 이론적으로 예측된 절단부의 크기 및 형상이 실험치와 매우 잘 일치하였으며, 따라서 제안된 해석방법은 플라즈마 절달공정의 해석에 유용하게 적용될 수 있 었다.