• 제목/요약/키워드: Micro-positioning

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마이크로 렌즈가 집적된 2-자유도 평면구동기의 설계 및 제작 (Integration of a micro lens on a in-plane positioning actuator with 2-DOF)

  • 김재흥;김용권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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    • pp.3322-3324
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    • 1999
  • This paper studies on the design and fabrication of a micro in-plane positioning actuator integrated with a microlens. Proposed in-plane actuator is a micro XY-stage which is composed of two linear comb drive actuators being orthogonal to each other. In the fabrication of actuator, the single crystalline silicon substrate anodically bonded with a #7740 glass substrate is used because of simple release and passivation. The structure of actuator is formed on the silicon facet of bonded fixture by chlorine-based deep RIE and then released by isotropic wet etching of glass (#7740) in hydrofluoric acid solution. Fabricated actuator has a large travel range up to $30({\pm}15){\mu}m$ and high resolution less than 0.01f1l1l in each direction. Experimented resonant frequency of this actuator is 630Hz. The micro-Fresnel lens is fabricated on the square-shape glass structure prepared in the center of actuator.

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마이크로 변위제어 시스템의 압전 액츄에이터 구동을 위한 스위칭 증폭기 성능 분석 (Performance Evaluation of Switching Amplifier in Micro-positioning Systems with Piezoelectric Actuator)

  • 박종후;백종복;조보형;최성진
    • 전력전자학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.62-71
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    • 2009
  • 본 논문에서는 마이크로 변위제어 시스템의 적층형 압전 액츄에이터를 위한 스위칭 증폭 구동회로의 구동방법을 제시하고 성능을 평가하였다. 이 증폭기는 압전 액츄에이터로부터 임의의 용량성 부하에 저장된 에너지를 효율적으로 회수할 수 있는 장점이 있다. 기존의 전압 되먹임 제어 방식은 100mHz의 정현파 기준치 추종시, 총 왜곡율이 -32dB (${\approx}2.5%$)로서, 액츄에이터의 전압과 변위 사이의 비선형적 관계로 인한 오차발생을 확인할 수 있었다. 이를 개선하기 위하여 전하 제어방식을 살펴보았는데, 기존의 직렬 커패시터를 연결하는 대신, 변위 기준치를 미분하고, 이를 출력전류와 비교하는 방식으로 개선하였다. 전하량 되먹임 제어 적용시 변위의 왜곡률은 약 -52dB (${\approx}0.25%$)로서 선형성이 매우 우수한 특성을 보임을 알 수 있다. 마지막으로 살펴본 직접 변위 제어 방식은 구현상의 복잡성으로 성능의 한계가 존재함을 알 수 있다.

정밀 위치 결정 기구에서 원통형 구동부의 자세 보정 (Correction Method for Orientation of Cylindrical Moving Part in Micro-Positioning Device)

  • 조남규;김도현;권기환
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권11호
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    • pp.42-50
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    • 2001
  • In this paper, a new technique and theory are proposed which correct the orientation (inclination of a vertical axis) of a cylinder in vertical-micro positioning device. An algorithm for determining the orientation of the cylinder with a pair of displacement sensor units is derived and two types of the correction methods are described. To assess the performance and efficiency of the developed correction technique, the compensation errors originated from the correction algorithm and the machined characteristics of cylinder surface are evaluated from the geometrical considerations and the statistical techniques. Based upon the evaluation results, the maximum compensation error is estimated for the orientation of cylinder and the optimum correction technique is derived.

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엔드밀 가공시 비례적분제어를 이용한 커터 런아웃 보상에 관한 연구 (A Study on the Cutter Runout Compensation by PI Control in End Mill Process)

  • 이기용;황준;정의식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.65-71
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    • 1998
  • This paper presents in-process compensation methodology to eliminate cutter runout and improve machined surface quality. The cutter runout compensation system consists of the micro-positioning mechanism with the PZT (piezo-electric translator) which is embeded in the sliding table to manipulate the radial depth of cut in real time. For the implementation of cutter runout compensation methodology. cutting force adaptive control was proposed in the angle domain based upon PI (proportional-integral) control strategy to eliminate chip-load change in end milling process. Micro-positioning control due to adaptive acuation force response improves the machined surface quality by compensation or elimination of cutter runout induced cutting force variation. This results will provide lots of information to build-up the precision machining technology.

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듀얼스테이지를 이용한 고정밀도의 하이브리드 밀링머신 (High Precision Hybrid Milling Machine Using Dual-Stage)

  • 정병묵;여인주;고태조;이천
    • 한국정밀공학회지
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    • 제25권7호
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    • pp.39-46
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    • 2008
  • High precision machining technology has become one of the important parts in the development of a precision machine. Such a machine requires high speed on a large workspace as well as high precision positioning. For machining systems having a long stroke with ultra precision, a dual-stage system including a global stage (coarse stage) and a micro stage (fine stage) is designed in this paper. Though linear motors have a long stroke and high precision feed drivers, they have some limitations for submicron positioning. Piezo-actuators with high precision also have severe disadvantage for the travel range, and the stroke is limited to a few microns. In the milling experiments, the positional accuracy has been readily achieved within 0.2 micron over the typical 20 mm stroke, and the path error over 2 micron was reduced within 0.2 micron. Therefore, this technique can be applied to develop high precision positioning and machining in the micro manufacturing and machining system.

Improvement of a Low Cost MEMS Inertial-GPS Integrated System Using Wavelet Denoising Techniques

  • Kang, Chang-Ho;Kim, Sun-Young;Park, Chan-Gook
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제12권4호
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    • pp.371-378
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    • 2011
  • In this paper, the wavelet denoising techniques using thresholding method are applied to the low cost micro electromechanical system (MEMS)-global positioning system(GPS) integrated system. This was done to improve the navigation performance. The low cost MEMS signals can be distorted with conventional pre-filtering method such as low-pass filtering method. However, wavelet denoising techniques using thresholding method do not distort the rapidly-changing signals. They can reduce the signal noise. This paper verified the improvement of the navigation performance compared to the conventional pre-filtering by simulation and experiment.

이중서보제어루프와 디지털 필터를 통한 서보모터-업전구동기의 초정밀위치결정 시스템 개발 (Ultra Precision Positining System for Servo Motor-piezo Actuator Using the Dual Servo Loop and Digital Filter Implementation)

  • 이동성;박종호;박희재
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권3호통권96호
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    • pp.154-163
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    • 1999
  • In this paper, an ultra precision positioning system has been developed using dual servo loop control. For positioning system having long distance with ultra precision , the combination of global stage and micro stage was required. A servo motor based ball screw is used as a global stage and the piezo actuator as a micro stage. For the improvement of positional precision, the digital Chebyshev filter is implemented in the developed to dual servo system. Therefore, the positional repeatability has been achieved within ${\pm}$ 10 mm, and this technique can be applied to develop precision semiconductor equipments such as lithography steppers and probers.

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다중 분자 영상을 위한 간편한 동물 특이적 자세 고정틀의 제작 (Facile Fabrication of Animal-Specific Positioning Molds For Multi-modality Molecular Imaging)

  • 박정찬;오지은;우승태;곽원정;이정은;김경민;안광일;최태현;천기정;장용민;이상우;안병철;이재태;유정수
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제42권5호
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    • pp.401-409
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    • 2008
  • 목적: 최근 들어, 분자 영상에서 다중 영상 기법이 널리 보급되고 있다. 우리는 PET/MR 융합 영상을 얻기 위해 쉽게 이용 가능한 점토와 순간 고형제를 이용하여 동물 특이적 자세 고정 틀을 제작하였다. 동물 특이적 자세 고정 틀은 동물의 고정과 재현성 있는 자세 연출이 가능하도록 한다. 여기에서 우리는 실험 동물의 틀을 제작하는데 있어 점토와 순간 고형제를 비교해 보았다. 재료 및 방법: MicroPET의 받침대와 잘 맞는 바닥이 둥근 아크릴 받침대를 먼저 제작하였다. 실험 동물은 마취 후, 자세 고정을 위해서 틀 위에 올려놓았다. 틀 제작을 위하여 순간 고형제와 점토가 사용되었다. 순간 고형제와 점토를 사용한 두 가지 경우 모두, 실험 동물의 자세 고정을 위하여 부드럽게 실험 동물을 눌러 위치를 잡았다. 위치가 잡혔으면, 쥐를 들어내고, 점토로 뜬 틀은 $60^{\circ}C$ 건조기에 넣어 두어 완전히 경화시켰다. 그리고 $[^{18}F]FDG$용액이 든 밀봉된 4개의 파이펫 팁을 기준 마커로 사용하였다. 실험 동물의 꼬리에 $[^{18}F]FDG$를 정맥 주사하여 microPET 스캔을 실시한 후, 동일한 실험동물을 순차적으로 MRI 스캔하였다. 결과: 다중 영상을 위하여 점토와 순간 고형제로 동물 특이적 자세 고정 틀을 제작하였다. MicroPET과 MRI를 통하여 기능적이고 해부학적인 영상을 얻었다. PET/MR 융합 영상은 무료로 이용 가능한 AMIDE 프로그램을 사용하여 획득할 수 있었다. 결론: 쉽게 이용 가능한 점토, 순간 고형제와 일회용 파이펫 팁을 사용하여 성공적으로 동물 특이적 자세 고정 틀을 제작할 수 있었다. 동물 특이적 자세 고정 틀 덕택으로, 적은 오차 범위 내에서 PET/MR 융합 영상을 얻을 수 있었다.

공기정합 스테이지의 위치결정오차 분석 및 보정 (Analysis and compensation of positioning error for aerostatic stage)

  • 황주호;박천홍;이찬흥;김승우
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.378-391
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    • 2002
  • A 250mm stroke aerostatic stage, which detects position with laser scale and is driven by linear motor, is made and analyzed positioning error in 20$\pm$ 0.5 $^{\circ}C$ controlled atmosphere, aiming at investigating positioning characteristic of ultra-precision stage. We prove this aerostatic stage has a 10nm micro step resolution by experiment. By means of analyzing laser interferometer system, the scale of measuring error is about 0.2-0.4$\mu\textrm{m}$ according to refractive index error from missing the temperature change. To improve laser interferometer system, compensate refractive index error using measuring data from thermocouple. And, confirm 0.10$\mu\textrm{m}$ repeatability and 0.13 $\mu\textrm{m}$ positioning accuracy using the compensating refractive index. Also, we confirm 0.07 ${\mu}{\textrm}{m}$ repeatability of the stage using capacitive displacement sensor.

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