• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.35 no.1
• /
• pp.53-58
• /
• 2011

Ultra-precision miniaturized machine tools essential for manufacturing accurate machine components in micro/meso-scale have been developed. To realize high accuracy using mMTs, geometric errors, which are considered as the main sources of inaccuracy should be identified and compensated. The conventional systems for measuring geometric errors, such as a laser interferometer, can measure only one geometric error in a single setup and they involve complicated measurement procedures. A measurement system using PSDs is a promising alternative but the measurable range of such systems is limited to the active range of the PSDs. The proposed measurement system using PSDs can overcome the limit of small measurable range. Further, the mounting errors that could occur during set-up process can be avoided. In this paper, an algorithm corresponding to the system was analyzed and experiments were carried out.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.22-27
• /
• 1993

산업기술의 발달에 따라 각 분야마다 정밀한 부품을 요구하고 있다. 이는 이들 부품이 시스템의 성능에 영향을 미치고 있기 때문이다. 부품의 정도는 길이정도와 표면의 정도를 모두 의미한다. 길이정도는 부품의 상대적 크기정도를, 표면정도는 3차원 형상정도를 나타낸다. 이들 부품의 정도를 평가하기 위해서는 반드시 측정이라는 방법이 수행되어야 하며, 측정은 요구되는 측정정도에 따라 이에 상용되는 방법으로 행해지게 된다. 요구되는 측정정도는 시간이 지남에 따라 점차 증가되고 있다. 이 러한 경향은 그림1의 시대에 따른 측정정도를 보면 확인할 수 있다. 시대에 따라 측정정도는 급격히 증가하고 있고 현재의 측정은 초정밀측정이라 말하는 약 0.1nm의 정밀도를 갖고 있다. 측정정도에 따라 표면측정기술도 여러가지 방법이 행해지고 있는데 이들 측정방법은 크게 접촉식 측정방법과 비접촉 측정 방법으로 나눌 수 있다. 대표적인 접촉식 측정방법으로는 촉침식 측정방법을 들 수 있다. 이 방법은 다이아몬드 촉침을 표면상에 접촉하여 주사이동하게 하고 이때 표면의 요철에 따른 촉침의 상하운동을 고성능 변위센서를 이용하여 표면형상을 측정하는 것이다. 이는1nm의 수직분해능을 갖고 측정이 가능 하다. 이 방법은 표면에 접촉함으로 인해 신뢰성이 높지만, 표면의 접촉압력으로 인해 표면의 손상 우려가 있다. 이런 이유로 현재 비접촉 측정방법이 주목받고 있다. 표면측정을 실현하는 데에는 광학 기술이 적극적으로 활용되고 있으며, 최근에는 물리학의 원리들이 도입되고 있다. 본 글에서는 이러한 측정기술의 기본원리를 소개하고 각 기술이 응용되는 예를 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2004.05a
• /
• pp.162-162
• /
• 2004

위치결정 기술은 초정밀 미세 기술의 발달과 제품의 소형화, 경량화에 대한 요구가 늘어나면서 고정밀화가 가속화되어 현재는 나노미터 수준의 위치정밀도를 요구하고 있다 현재 널리 사용되어지는 표면형상 측정기인 AFM은 분해능과 정밀도는 우수하지만, 이송 스테이지의 제한으로 측정영역이 좁은 단점이 있다. 이를 극복하기 위해서 이중서보를 사용한 방식들이 많이 제안되어 왔고 단일 서보를 사용하는 방식들도 연구되고 있다. 하지만 이중서보 방식은 여러 가지 액츄에이터와 컨트롤러를 사용해야하므로 제어알고리즘과 시스템이 복잡해지는 단점을 가지고 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
• /
• 1997.10a
• /
• pp.129-134
• /
• 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.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.116-126
• /
• 1992

본 연구에서는 형내압 파형제어 시스템, 초고속, 사출성형, 그리고 금형진공 시스템 등을 갖춘 사출 성형기를 이용하여 정밀 구면렌즈를 성형하기 위한 실험을 수행하였다. 이 러한 목적을 위해 성형공정 변수인 사출시간 충전압력 그리고 보압시간이 성형품에 미치는 영향을 중량과 곡률반경 구면 정밀도 그리고 구면오차의 간접무늬를 측정하여 연구하였다. 그결과로서 성형품의 중량(칫수)과 곡률반경에 지대한 영향력을 행사하는 변수는 충전압력 이며 사출시간과 보압시간은 곡률반경과는 무관해 보이고 중량의 증가에는 기여하지만 공정 사이클 시간을 증가시키는 문제가 지적된다. 구면정밀도 측정실험 결과 길지도 짧지도 않는 15∼20초 사이의 보압시간 4초이내의 빠른 사출시간 그리고 860kg/cm2 이상의 높은 충전압 력에서 우수한 결과를 보여주었다, 마지막으로 구면의 형상에 대한 간접무늬 측정결과는 성 형공정을 이해하는데 강력한 도구가 됨을 발견하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.10a
• /
• pp.221-222
• /
• 2007

본 논문에서는 초정밀 위치 결정 시스템에서 보다 정확한 제어를 위한 새로운 제어기를 설계한다. 외란을 고려한 시스템의 경우, 환경이 달라질 때마다 측정 노이즈를 정확하게 알아내기란 쉽지 않다. 따라서 측정 장치의 정확성을 나타낼 수 있도록 칼만 필터추정기와 퍼지 이론을 이용하여 정확한 측정 오차값을 구한다. 이때, 파라미터 불확실성과 의란에 강인한 제어를 위해 슬라이딩 모드 제어기와 LQ 최적 제어기가 적용된다. 최종적으로, 제안된 제어기와 시간 최적 제어기의 성능비교를 통하여 보다 강인하고 안정된 성능개선을 증명한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.144-145
• /
• 2007

본 논문은 LabVIEW를 이용하여 온도측정과 amperometry 측정을 동시에 하며, amperometry 측정오차와 구동전압의 세팅 시간을 줄일 수 있는 시스템을 설계한 내용을 담고 있다. Amperometry는 구동전압을 인가하여, 전류를 측정하는 방법인데, 정확한 측정을 위해서는 구동전압을 균일하게 인가해야 한다. 또한 바이오 분야에서의 amperometry 측정은 온도에 따라 측정 결과가 다르게 나타날 수 있기 때문에 온도의 측정과 amperometry 측정이 동시에 이루어져야 측정오차를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 이상(異常) 구동전압의 배제 알고리즘을 통하여 전류측정의 오차를 ${\pm}$70pA에서 ${\pm}$50pA이내로 줄였으며, proportional control을 응용한 알고리즘을 사용하여 307초의 측정시간을 105초로 단축하였다. 또한 amperometry 측정 과정에서 온도를 실시간으로 측정함으로써 측정상태를 보다 정확히 파악하는 시스템을 구성하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2006.07d
• /
• pp.1773-1774
• /
• 2006

나노 기술의 급격한 발달에 따라 나노미터 수준의 정밀도를 갖는 초정밀 측정 기술이 여러 분야에서 요구되고 있다. 헤테로다인 레이저 간섭계를 이용하여 초정밀 위치 측정을 하려고 할 때, 광학기기 자체의 불완전함에서 발생하는 비선형성 오차는 주요한 요소로 작용한다. 본 논문에서는 헤테로다인 레이저 간섭계 시스템에서의 비선형성을 보정해주기 위해 적응형 알고리즘을 제안한다. 기준 입력인 정전용량센서와 최소자승법을 이용하여 보정변수를 구한 후, 반복 최소자승법을 이용하여 비선형성에 따른 타원 위상을 비선형성이 보정된 원 위의 위상으로 사상시킨다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.619-620
• /
• 2010

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2002.10a
• /
• pp.74-78
• /
• 2002

Ultra-Precision CNC polishing system including on-machine measurement system, a corrective polishing algorithm is developed. The unit removal profiles for various polishing tools and analyzed and tested and dwell time distributions and residual errors for a target removal shape are calculated. The corrective polishing algorithm is tested with various workpieces. This result will be used for the software development of the CNC polishing system.