기술개요
마이크로/나노 스케일의 위치제어 및 구동제어기술, 레이저를 이용한 광학적 비접촉 측정기술, 컴퓨터 지원 설계 및 해석 기술을 구현하는 연구분야로써 첨단 나노급 가공 및 성형장비의 기반 기술이다. 또한 빛을 이용한 직접적인 측정 기술은 빛의 굴절 한계 때문에 나노급의 분해능을 구현하는데 어려움이 많다. 따라서 빛의 간섭 현상 및 근접광 효과등을 이용하여 나노 스케일의 분해능을 구현하는 연구가 진행중이며, 산업현장에서 실시간으로 사용 가능한 안정적이고 반복재현 기술 개발에 대하여 연구되고 있다.
실시간 측정 및 보정 정밀 측정 기술
기계 가공 기술의 발전으로 수㎛~ 수십nm의 정도를 요구되고 있다. 이러한 정도를 달성하기 위해서는 가공시 발생하는 오차를 근원적으로 제거하거나 보상이 이루어져야 한다. 이런 오차를 줄이기 위해서 다양한 종류의 센서를 이용하여 형상 가공물의 표면 오차 데이터 등의 필요 데이터를 실시간 수집하여 적절한 보상모델을 통해 오차를 보정한다. 이를 위하여 다양한 센서에서 들어오는 각종 데이터의 신호 획득, 신호처리 및 제어 시스템의 연구가 활발히 진행되고 있다.
[AE 센서를 이용한 보정 시스템의 예]
대면적 형상 가공시 waviness의 모티터링과 보정
Objectives
- 마이크로 기기에서 가공 정밀도를 향상시키기 위한 모니터링과 보정
- 대면적에서 마이크로 형성 가공시 보다 나은 센싱방법과 모니터링/기술 요구
Contents of research
- 측정방법과 연계방법
- 고속의 신호처리
- 자가 진단과 보정
- Geometric waviness - 미세가공 중 특정한 가공 깊이를 일정하게 유지
- Material waviness - 재료의 불균일성으로 야기되는 가공상태의 모니터링
Result of research
- 표면 파형의 실시간 고속 측정 가능
- 경면 공작물에 대한 측정 반복성 존재
- 비경면의 경우 속도가 빠를수록 반복성이 떨어짐
- 공구위치의 정확한 보정을 위하여 고정밀 측정과 고속 서브시스템 필요
레이저 반사광 기반 비접촉식 표면 조도 측정기의 개발
Objectives of research
- 비접촉식
- 인 프로세서 타입
- 기상 측정식
- 휴대성
- 표면 측정용
Contents of research
- ① 하우징
- ② 레이저 다이오드
- ③ 빔 슬릿
- ④ CMOS 이미지 센서
- ⑤ 마이크로 컨트롤러
Result of research
-
-
[연마된 표면에 적용 결과(SKD11)]
무선 AE(Acoutic Emission)시스템의 개발
Objectives of research
초정밀 회전기기에서 제품의 품질과 생산성 향상을 위한 무선 AE(Acoutic Emission)모니터링 시스템 개발
Contents of research
- 고이득/저노이저성을 고려한 AE모니터링 시스템 설계 및 제작
- DSP를 이용한 신호처리(Digital Signal Processor)
- EMI-Free 무선 데이터 전송 기술
- 무선 AE모니터링 시스템을 기반인원-칩 컴퓨터
Result of research
이상상태의 실시간 모니터링 결과 획득
- 이상상태 : 결점, 균열 및 회전부품들의 마찰
웜 가공 시스템의 개발
Objectives of research
- 자동차의 보편성, 고품질로 웜 기어의 사용이 증가됨
- 해외 자동차 부품시장에서의 가격 경쟁력 향상을 위하여 고품질, 불량율 감소, 재료비 절감이 필요함
- 자동차에서 모터의 소음 및 진공의 해결책 요구됨
- 전조방식을 교체한 새로운 생산 시스템
Contents of research
- 웜기어의 새로운 생산 시스템
- CNC가공을 위한 CAM시스템
- 웜 기어 검사 시스템
Result of research
- 자동 선반에서 윌링 툴을 이용한 1 setup 생산시스템이 개발
- 웜 기어가 사용되는 DC모터의 경우 소음과 진동 측면에서 기존의 제품보다 품질이 우수함
- 가공 시간의 단축을 위해 사이드 밀링 커터를 이용한 가공법이 개발
자기변형 구동기의 개발
Objectives of research
Contents of research
Result of research
◆ 냉각성능
- 코일의 열을 냉각하기에는 공냉시스템은 성능 부족으로 부적합
- 온도 증가와 열 분포 측면에서 냉각유가 냉각수보다 냉각 성능이 2배임
(1) 냉각의 효율성과 안전성 측면에서 코일을 직접 냉각하는 전기 절연유가 최상임
(2) 냉각온도 유지를 위한 냉각제의 유량 선정
위치에 따른 추력의 비선형성이 고려된 보이스 코일 액츄에이터의 정밀 위치 제어
Objectives of research
VCM 위치 제어시스템에서 사용되며, VCM의 성능은 기계적, 전자기적 손실이 효율성을떨어뜨림전자기적 손실을 고려하여 추종 성능을 향상시키는 새로운 방법을 제시함
1차 코일의 자기장의 극성은 2차 코일의 극성과 반대임.
추가적인 구동을 위해 두 개의 코일은 반대방향으로 연속적으로 감김
Contents of research
Result of research
보상기는
- 정적오차 : ±1um
- 유동 PID이득으로 위치 응답 측면에서 오버슈터를 감소시킴
초정밀 CAD/CAM 기술
CAD/CAM 기술 분야에서는 개념 설계, 해석, 최적 설계, 가공 최적화 등 제품 생산의 핵심 기술에 대해 연구하고 있다.
세부적인 연구 방향을 살펴보면 Unigraphics, Pro/E등을 이용한 솔리드 모델링 기술, 5축 고속 가공 관련 해석 소프트웨어의 개발, 전산모사 기술 및 관련 응용 프로그램의 개발, 기타 산업 응용 기술은 물론, 초정밀 가공 분야에서의 활용 또한 모색되고 있으며, 그와 관련한 연구를 지향하고 있다.
기 수행된 연구로는 5축 고속 가공 모사 프로그램 개발, 5축가공의 스웹 볼륨 모델링 알고리즘 개발, 5축 밀링가공용 NC Post-Processor 개발, 가전제품의 분리성을 고려한 설계 방법론 개발, 초고휘도 반사체 성형해석 및 금형 가공 기술 개발 등이있으며, 현재 다기능 5축 복합 가공용 통합 NC post-processing 기술 개발, Carbon Nano Tube 배열 해석 등의연구를 진행하고 있다.
-
5축 고속 가공 모사 프로그램
-
5축가공의 스웹 볼륨 모델링 알고리즘 개발
-
5축가공의 스웹 볼륨 모델링 알고리즘 개발
-
5축 밀링가공용 NC Post -Processor 개발
-
5축 밀링가공용 NC Post -Processor 개발
-
초고휘도 반사체 성형해석 및 금형 가공 기술 개발
-
초고휘도 반사체 성형해석 및 금형 가공 기술 개발
책임교수 및 참여교수
- 안중환 : 부산대 기계공학, jhwahn@pusan.ac.kr / Phone : (051) 510-2333, Fax : (051) 581-3087 / Homepage : http://home.pusan.ac.kr/~milab
- 이만형 : 부산대 기계공학, mahlee@pusan.ac.kr / Phone : (051) 510-2331, Fax : (051) 512-1722 / Homepage : http://mecha.re.pusan.ac.kr
- 이민철 : 부산대 기계공학, mclee@pusan.ac.kr / Phone : (051) 510-2439, Fax : (051) 512-9835 / Homepage : http://home.pusan.ac.kr/~mclab
- 정융호 : 부산대 기계공학, yhj@pusan.ac.kr / Phone : (051) 510-2469, Fax : (051) 512-1722 / Homepage : http://home.pusan.ac.kr/~cadcam
- 조용주 : 부산대 산업공학, yicho@pusan.ac.kr / Phone : (051) 510-2307, Fax : (051) 512-9835 / Homepage : http://home.pusan.ac.kr/~tribo
- 조규갑 : 부산대 산업공학, kkcho@pusan.ac.kr / Phone : (051) 510-2418, Fax : (051) 512-1722 / Homepage : http://ims.pusan.ac.kr
- 이상매 : 부산대 ERC/NSDM, smlee@pusan.ac.kr / Phone : (051) 510-7318, Fax : (051) 518-1456