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Ultraprecision Machine System Lab.
Ultraprecision machine technology is increasingly highlighted to provide extremely high precise motion with several micrometer/nanometer accuracy. Most contemporary cutting-edge technologies are requiring ultraprecision manufacturing and measurement to accomplish both high performance and high reliability such as micro-optical instrument, high density wide display and biomedical equipment. In this laboratory students are educated to understand the fundamental design and measurement principles of ultraprecision machine system, and encouraged to apply them in both analysis and experiment.

To foster the world top level professionals and widen students research view, most topics are actively performed through interdisciplinary collaborative work with other laboratory, department, institute and even a foreign institute. Research topics include dynamics and vibration, solid mechanics, heat transfer, thermal distortion, friction analysis, metrology, force sensing and position control etc. Recently we have been conducting researches on Nano-positioning control of an ultrasonic linear motor, Nano-positioning control with ball screw drive, 6 degree of freedom motion error measurement using optical encoder, Surface texturing technology using spindle adaptive control, Spindle condition monitoring using Wavelet packaging method, Thermo-opto-mechanical design of micro optical scanning device accompanying with smart cooling, On machine measurement of ultraprecision machining using optical fiber, Virtual machining with virtual CNC.
초정밀기계시스템연구실
초정밀장치의 운동성능은 solid mechanics, dynamics, vibration, control이 기본설계원리를 이루며, 장치 내, 외부의 환경적인 요인으로서 열전달과 기계자체의 열변형 및 운동면 마모가 장기적인 성능과 신뢰성에 큰 영향을 미치고, 초정밀계측기술은 항상 짝을 이루어서 장치운동성능제어를 결정한다.

본 연구실에서는 최신 기술의 모태가 되는 초정밀기계장치, 초정밀측정, 초정밀제조장치에서 열변형의 여러 가지 물리현상이 복합되어 나타나는 실제 기계유니트의 하드웨어적인 설계방법과, 이들의 복합현상을 모니터링하고 최적제어하기 위한 센싱, 신호처리 및 제어기술에 대해 연구한다.

수행하는 연구들은 휴대정보기기, 신재생에너지장치, 생명공학기기, 모바일로봇, 정밀계측기기, 초정밀제조장치와 같은 첨단 산업을 대상으로 전공영역의 경계를 자유롭게 넘나들면서 창의적인 현상발견과 접근방법을 익히고, 이들 영역간 지식을 자유자재로 결합한 설계 위에, 초정밀가공, 반도체미세가공, 레이저가공을 체험 하여 다양한 재료와 형상부품의 제조가능성을 염두에 둔, 유연하고 창의적인 설계사고로 도전 할 수 있도록 지도함으로써 초정밀기계장치의 시스템적 설계와 제작을 담당할 수 있고, 또한 이 지식을 다방면의 산업에서 폭넓게 응용할 수 있는 실전력 있는 연구자와 고급엔지니어를 육성함을 목표로 하고 있다.

연구주제로는 초정밀 액츄에이터기술, 위치제어(positioning control), 열-기계(thermo-mechanical) 적합설계, 미세 힘과 변위센싱, 초정밀측정, 수치해석, 시스템모델링, thermal -mechanical-electrical system의 dynamic simulation과 같이 기본원리를 설명할 수치시뮬레이션과 함께, 마이크로 나노형상으로 이루어진 표면특성이 크게 영향을 미치는 장치의 실험이 상호 결합된 내용으로 이루어 져서 연구결과의 신뢰성향상과 함께, 연구주제와 관련된 다양한 물리적 현상을 체험함으로써 학생들의 연구역량을 효과적으로 증진시키고 있다.
또한 해외유명대학 및 연구기관과 적극적인 협동연구를 통하여 학생들의 견문을 넓히고, 해외대학원생들과 비교한 자신의 위치를 점검하고 아울러서 세계적인 무대에서 일급 연구자로서의 자신감을 가질 수 있도록 하고 있다.

현재, 휴대용 정보기기의 마이크로 광스캐닝장치, 고효율 태양광집광장치, 시스템다이나믹스 기법을 활용한 패키지레벨의 전자장치의 전열설계 및 국부능동냉각기술, 의료바이오 세포반응 검출을 위한 미세열전센서 및 미세가열장치, 유기태양전지제조용 초정밀 인쇄장치, 초음파모터를 이용한 고속, 고출력나노위치제어장치, 회전중인 스핀들의 능동제어를 이용한 표면텍스쳐링용 마이크로/나노토포그라피 생성장치, 정밀기계장비의 다자유도 운동정밀도 측정 및 시뮬레이터, 이를 기반으로 한 가상5축가공장치 및 가상제어에 관한 연구를 수행하고 있으며, 향후 기계해체로봇, 로봇진단플랫폼에 대한 연구를 진행할 예정이다.

2012. 11. 29.