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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김종선
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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최근 마이크로적인 부품 산업 및 LED산업, 반도체 산업의 발달로 이를 개발하고 양산하는 가공기의 기술이 서브마이크로 단위까지 내려가고 있으며, 이를 개발하는 공작기계 시장 또한 점점 확장되고 있다. 이런 초정밀 시스템은 이송거리가 길어지고, 또한 면적이 넓어짐으로 인해서 매우 높은 분해능 및 정밀도를 요구하고 있다.
이에 관하여 지금까지 다양한 연구를 통해 새로운 방식의 스테이지(Stage)가 제안되었고 적용되었다. 하지만 다중 물리 가공 개념이 적용된 연구는 국내외로 미비하다. 한국기계연구원에서는 다중 물리 가공을 위한 기역자 스테이지를 제안하였고, 프로토타입(Prototype)을 설계 제작하였다. 이는 나노급 정밀도를 가지는 가공시스템의 기반이 되어 다이아몬드, 유리, 세라믹, 조경합금 등의 난삭재 및 스틸, 알루미늄, 동 등의 것들 까지 가공시킬 수 있는 시스템을 구축하며 또한 적은 횟수의 안내면(Guide) 연삭을 통하여 비용측면을 최소화 시킬 수 있다. 하지만 아무리 높은 정밀도를 가지는 스테이지도 가이드의 제작시 발생하는 오차와 자중으로 생기는 처짐 그리고 온도 변화 등의 이유로 공작물의 가공시 오차가 발생한다. 이렇게 발생된 오차들은 스테이지의 성능을 저하시킨다. 그렇기에 누적으로 발생된 형상오차 및 운동오차를 보정을 통하여 제거시키는 것이 저 비용, 고 효율을 내는 스테이지의 설계에 있어서 매우 중요한 문제이다.
이 논문에서는 공기베어링을 이용한 능동자기예압 기역자 스테이지가 이송시 가지는 5자유도에 대한 오차발생을 혼합축차이점법을 적용하여 해결하고자 하였다. 이를 위하여 지그(Jig)의 설계 및 제작하여 이송시 발생되는 오차 값을 측정을 하였다. 또한 이 측정값의 평균을 이용 신뢰성을 확보하는 것을 제안하였고, 이를 토대로 각 엑츄에이터당 발생되는 이득을 측정, 연산하여 컨트롤러에 입력시킴으로써 직선운동오차 0.15um내, 각운동오차 0.5 arcsec내로 만드는 것을 성공시켰다.
이에 관하여 지금까지 다양한 연구를 통해 새로운 방식의 스테이지(Stage)가 제안되었고 적용되었다. 하지만 다중 물리 가공 개념이 적용된 연구는 국내외로 미비하다. 한국기계연구원에서는 다중 물리 가공을 위한 기역자 스테이지를 제안하였고, 프로토타입(Prototype)을 설계 제작하였다. 이는 나노급 정밀도를 가지는 가공시스템의 기반이 되어 다이아몬드, 유리, 세라믹, 조경합금 등의 난삭재 및 스틸, 알루미늄, 동 등의 것들 까지 가공시킬 수 있는 시스템을 구축하며 또한 적은 횟수의 안내면(Guide) 연삭을 통하여 비용측면을 최소화 시킬 수 있다. 하지만 아무리 높은 정밀도를 가지는 스테이지도 가이드의 제작시 발생하는 오차와 자중으로 생기는 처짐 그리고 온도 변화 등의 이유로 공작물의 가공시 오차가 발생한다. 이렇게 발생된 오차들은 스테이지의 성능을 저하시킨다. 그렇기에 누적으로 발생된 형상오차 및 운동오차를 보정을 통하여 제거시키는 것이 저 비용, 고 효율을 내는 스테이지의 설계에 있어서 매우 중요한 문제이다.
이 논문에서는 공기베어링을 이용한 능동자기예압 기역자 스테이지가 이송시 가지는 5자유도에 대한 오차발생을 혼합축차이점법을 적용하여 해결하고자 하였다. 이를 위하여 지그(Jig)의 설계 및 제작하여 이송시 발생되는 오차 값을 측정을 하였다. 또한 이 측정값의 평균을 이용 신뢰성을 확보하는 것을 제안하였고, 이를 토대로 각 엑츄에이터당 발생되는 이득을 측정, 연산하여 컨트롤러에 입력시킴으로써 직선운동오차 0.15um내, 각운동오차 0.5 arcsec내로 만드는 것을 성공시켰다.
목차
목 차요 약 ⅰ목 차 ⅲ그림목록 ⅴ표 목록 ⅶ제 1 장 서론 11. 1 연구 동기 및 기술 현황 11. 2 연구 개요 및 목표 6제 2 장 이론적 배경 82. 1 수식 정리 82. 2 스테이지 제원 122. 3 측정 방법 15제 3 장 오차측정 및 실험 데이터 분석 193. 1 용량형 센서 교정 193. 2 장비 설치 213. 3 보정을 위한 강성 측정 243. 4 전압에 따른 위치의 변화 이득 측정 253. 5 측정된 이득의 신뢰성 확보 27제 4 장 결과 분석 324. 1 5축 동시보정 실험결과 324. 2 5축 동시보정 미세 조절 실험 결과 36제 5 장 결론 39참고 문헌 40SUMMARY 44
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