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연구개요
실시간 6자유도 오차 능동 보정의 스마트 초정밀 직선 이송시스템 기술 및 개발을 목표로 하고 있으며, 오차를 실시간 측정하는 기능의 직선 이송시스템, 이송테이블형 In Motion Workpiece Table 구조의 6자유도 보정유닛, 측정/보정/구동을 위한 스마트 직선 이송시스템과 다자유도 제어를 위한 핵심기술을 연구하고 개발함.

연구 목표대비 연구결과
1. 6자유도 오차의 실시간 측정유닛 설계 및 제작
- 리니어 엔코더, 정전용량센서 기반의 6자유도 측정유닛 설계 및 제작
- 기구학 분

연구개요
실시간 6자유도 오차 능동 보정의 스마트 초정밀 직선 이송시스템 기술 및 개발을 목표로 하고 있으며, 오차를 실시간 측정하는 기능의 직선 이송시스템, 이송테이블형 In Motion Workpiece Table 구조의 6자유도 보정유닛, 측정/보정/구동을 위한 스마트 직선 이송시스템과 다자유도 제어를 위한 핵심기술을 연구하고 개발함.

연구 목표대비 연구결과
1. 6자유도 오차의 실시간 측정유닛 설계 및 제작
- 리니어 엔코더, 정전용량센서 기반의 6자유도 측정유닛 설계 및 제작
- 기구학 분석을 통한 6자유도 오차 측정 알고리듬 개발
- 기준 위치 좌표계의 재설정을 통한 측정 유닛의 측정불확도 최적화
2. 직선이송시스템 설계 및 제작
- 정적/모달 해석을 통한 직선 이송시스템 최적설계
- 측정 유닛과 레이저 간섭계를 이용한 직선 이송시스템의 6자유도 오차측정 및 비교 분석
3. 유연힌지 기반 6자유도 미세 보정유닛 개발
- 이송테이블 일체형 6자유도 미세 보정유닛의 설계 및 제작
- 3자유도 In-plane, Out-of-plane 결합 구조로 보정 유닛의 소형/경량/강성 확보
- 기구학 해석, 측정/보정 유닛의 기하학적 관계해석을 통한 오차 보정알고리듬 개발
3. 실시간 오차 측정/보정/구동의 통합 직선 이송시스템 개발
- 측정 유닛/이송안내면/리니어모터를 대칭구조로 설계하여 안정성 확보
- 공압 베어링의 위치 최적화 및 간격 정밀 조정을 통해 이송테이블의 강성 확보
4. 통합 다자유도 제어기 구축 및 초정밀 기초가공 실험
- 측정/보정/제어 기능의 고성능 스마트 통합제어시스템을 설계 및 최적화
- 3축 가공 테스트 베드 구축 및 기초 가공 실험을 통한 시스템 검증

연구개발결과의 중요성
- 국내 기술을 적용한 초정밀 제조장비(가공기, 측정기)의 연구개발 기반 마련
- 다자유도 구동시스템에 대한 측정/보정/구동의 통합 제어기술 개발로 선진국 수준의 기술로 도약하는 기반 마련
- 초정밀 이송시스템의 핵심기술 확보로 해외 기술 의존도를 낮추는데 기여
- 초정밀 가공기, 측정기, 반도체 공정 장비 등 차세대 제품 생산 시장 선점 기여
- 초정밀 이송시스템 설계, 측정, 보정 기술의 전문 교육을 통한 현장 인력의 전공 전문성 강화
- 정밀시스템의 설계/제작/측정/보정/평가 및 개선의 전주기적 개발 경험을 가진 공학도 양성

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.2 연구가설 및 도출근거 ... 4
• 1.3 최종연구목표 및 연차별 연구내용 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2.1 다자유도 오차의 초정밀 측정 유닛 개발 ... 6
• 2.2 직선 이송시스템 설계 ... 8
• 2.3 6자유도 미세 보정 유닛 개발 ... 10
• 2.4 SULS 시제품 제작 및 기초 성능 평가 ... 13
• 2.5 SULS 개발 및 성능 개선 ... 15
• 2.5 초정밀 기초가공을 통한 성능 검증 ... 17
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 가. 기술적 중요성 ... 18
• 나. 경제/산업적 중요성 ... 18
• 다. 인력양성 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 21
• 끝페이지 ... 33