• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.87.2-87.2
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• 2012

고출력 반도체 레이저 다이오드는 발진 파장 및 광 출력에 따라 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 발진파장이 808 nm 및 1470 nm 인 고출력 레이저 다이오드의 경우 재료가공, 펌핑용 광원 (DPSSL, 광섬유 레이저), 의료, 피부미용 (점 제거), 레이저 다이오드 디스플레이 등 가장 다양한 응용분야를 가진 광원 중의 하나라고 할 수 있다. 일례로 재료가공의 경우, 레이저 용접, 레이저 인쇄, 하드디스크의 레이저 텍스쳐링 등 그 응용분야는 무수히 많으며, 최근에는 미래 성장동력 사업의 하나로 중요한 이슈가 되는 태양전지에서 에지 분리 (edge isolation), ID 마킹, 레이저 솔더링 등에서 필수불가결한 광원으로 각광받고 있다. 808 nm 대역 In(Ga)AlAs quantum dots laser diode (QDLD) 성장을 위하여 In(Ga)AlAs QD active 와 In(Ga)AlAs QD LD 성장으로 크게 분류하여 여러 가지 test 실험을 수행하였다. 우선 In(Ga)AlAs QD LD 성장에 앞서 high power LD에 적용 가능한 GaAs/AlGaAs quantum well의 성장 및 전기 측정을 수행하여 그 가능성을 보았다. In(Ga)AlAs QD active layer의 효과적인 실험 조건 조절을 위해 QD layer는 sequential mithod (ex. n x (InGaAlAs t sec + InAs t sec + As 10 sec)를 사용하였다. In(Ga)AlAs QD active layer는 성장 온도, 각 sequence 별 시간, 각 source 양, barrier 두께 조절 및 타입변형, Arsenic flux 등의 조건을 조절하여 실험하였다. 또한 위에서 선택된 몇 가지 active layer 를 이용하여 In(Ga)AlAs QD LD 성장 조건 변화를 시도하였다.

• 한국레이저가공학회지
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• 제8권2호
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• pp.13-20
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• 2005

Weldability is largely dependent on the phase evolution and the microstructure of the weld. For the weldability of the $Cu_{54}Ni_6Zr_{22}Ti_{18}$ bulk metallic glass, the crystallization affects the sensitivity of the weld to the brittle failure. In order to suppress the irreversible crystallization, Nd:YAG laser welding was chosen. The pulsed Nd:YAG laser was irradiated onto the BMG plate and the effects of the pulse shape [peak power intensity and pulse duration time] on the crystallinity were evaluated.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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• pp.425-431
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• 1999

본 연구에서는 플라즈마 감시에 의한 용접성 평가방식을 채택한다. 플라즈마에서 발생하는 자외선신호를 반도체 광센서를 사용하여 검출하고, 감시장치로 쓰이는 개인용 컴퓨터에 고속으로 전달, 저장하는 장치를 개발한다. 이 장치를 사용하여 용접 데이터베이스를 구축하고, 용접성과 플라즈마 신호와의 관계를 평가하고, 분석할 것이다. 이 분야에 대한 연구동향을 하면 표2와 같다. 그러나 이 연구들은 모두 사용한 장치의 특성, 플라즈마발생원에 대한 센서의 상대적 위치 및 자세와 획득 신호와의 관계, 용접할 때 발생하는 열의 센서에 대한 영향, 잡음이 취득된 신호에 미치는 영향 및 회피방법 둥에 대한 언급이 없다. 따라서 논문에 실린 신호의 파형은 대부분 일관성이 없으며, 참고가 어렵다. 본 연구에서는 이러한 관계를 도출하고, 특히 잡음의 영향을 최소화하는 장치화에 주안점을 둔다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.16-22
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• 2019

로봇을 적용한 자동화 생산 라인에서 로봇 셋업 시 시뮬레이션을 통한 Off-Line Programming(OLP)과 로봇 캘리브레이션은 작업 시간을 단축하고 양산 전부터 생산 품질을 관리하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 상용 3D 스캐너를 사용하여 생산 라인의 CAD 데이터와 현장의 3차원 측정 스캔 데이터를 정합하는 로봇 캘리브레이션 방법을 개발하였다. 제안한 방법은 Iterative Closest Point(ICP) 알고리즘을 통해 두 개의 3차원 점군 데이터를 정합하여 로봇을 교정한다. 정합은 3단계로 수행한다. 먼저 CAD 데이터로부터 3개의 평면으로 연결된 꼭짓점을 특징점으로 추출한다. 추출한 특징점 주변에 위치한 스캔 점군데이터로부터 평면을 재구성하여 대응하는 특징점을 생성한다. 마지막으로 ICP 알고리즘을 통해 추출한 특징점들 간의 거리를 최소화하여 위치 변환 행렬을 계산한다. 자동차 차체 조립라인의 스팟용접 로봇 설치에 제안한 방법을 적용한 결과 스팟용접에서 일반적으로 요구하는 정밀도 1.5mm 수준으로 로봇의 위치 및 자세를 캘리브레이션 할 수 있었으며, 기존에 레이저 트래커를 사용하면 로봇 한 대당 5시간 이상 소요되던 셋업 시간은 40분 이내로 단축할 수 있었다. 개발한 시스템을 사용하면 차체 스팟 용접에 필요한 정밀도를 유지하면서 자동차 차체 조립 라인의 OLP 작업시간을 단축하여, 로봇 정밀 티칭 시간을 단축하여, 생산제품의 품질 향상 및 불량률을 최소화할 수 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제20권4호
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• pp.484-490
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• 2002

The formation and stability of stationary laser weld keyholes were investigated using a numerical simulation. The effect of multiple reflections in the keyhole was estimated using the ray tracing method, and the free surface profile, flow velocity and temperature distribution were calculated numerically. In the simulation, the keyhole was formed by the displacement of the melt induced by evaporation recoil pressure, while surface tension and hydrostatic pressure opposed cavity formation. A transition mode having the geometry of the conduction mode with keyhole formation occurred between the conduction and keyhole modes. At laser powers of 500W and greater, the protrusion occurred on the keyhole wall, which resulted in keyhole collapse and void formation at the bottom. Initiation of the protrusion was caused mainly by collision of upward and downward flows due to the pressure components, and Marangoni flow had minor effects on the flow patterns and keyhole stability.bility.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권1호통권94호
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• pp.132-140
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• 1999

This paper suggests a monitoring method for the pulsed laser spot welding of the thin metal sheets using a point IR(InfraRed) sensor. A new criterion was introduced and the experimental results guaranteed the efficiency. The ideal radiation feature was derived from the mathematical model and was simulated. The radiation feature is robust to withstand the change of measuring condition and can be used to detect the absorbed laser energy. In an experiment, the radiation feature was examined for the differect laser energy. The pulse width and the laser power was variated and the radiation feature was examined. In the other experiment, the relationship between the weld strength and radiation feature was examined. Artificial Neural Network(ANN) was employed to find out the relationship. The correlation coefficient between the real strength and the estimated strength is high as 0.94 and the mean square error is low as 0.64 kgf learned parts. Another group of the welds was used to appraise the learning efficiency. The correlation coefficient between the measured and the estimated weld strength is high as 0.91.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.226-230
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• 2001

Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) has been recently developed and widely used because it has advantage to be able to measure surface deformations of engineering components and materials in industrial areas with non-contact. The spekle patterns to be formed with interference phenomena of scattering phenomena measure the out-of-plane deformations, together with the use of digital image equipment to process the informations included in the speckle patterns and the display consequent interferogram on a computer monitor. In this study, the experimental results of a canti-levered plate using ESPI were compared with those obtained from the simple beam theory. The ESPI results of the canti-levered plate analyzed by 4-step phase shifting method are close to the theoretical expectation. Also, out-0of-plane displacements of a spot welded canti-levered plate were measured by ESPI with 4-step phase shifting technique. The phase map of the spot welded canti-levered plate is quite different from that of the canti-levered plate without spot welding.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권3호
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• pp.101-108
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• 2008

Residual stress is one of the causes which make defects in engineering components and materials. Many methods have been developing to measure the residual stress. Though these methods provide the information of the residual stress, they also have disadvantage like a little damage, time consumption, etc. In this paper, we devised a new experimental technique to measure residual stress in materials with a combination of laser speckle pattern interferometry and spot heating. The speckle pattern interferometer measures in-plane deformation during the heat provides for much localized stress relief. 3-D shape is used for determining heat temperature and other parameters. The residual stresses are determined by the amount of strain that is measured subsequent to the heat and cool-down of the region being interrogated. A simple model is presented to provide a description of the method. In this paper, we could experimentally confirm that residual stress can be measured by using laser interferometry and spot heating method.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.286-291
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• 2015

Nd:YAG 레이저의 출력조절을 위하여 LLC 공진 컨버터를 사용하였다. ZVS(Zero Voltage Switching) 방식을 LLC 공진형 컨버터에 적용함으로써 스위칭 손실을 최소화하였다. 금속박막의 점용접과 같은 레이저가공에 있어서 단일 펄스에 대한 출력에너지가 가공특성을 결정하므로, 적절한 목표출력으로 단일펄스 당 50 [J]로 결정하였다. 따라서 레이저 출력은 출력전류를 변화시켜가면서 측정하고 분석하였다. 이 때, 전류는 커패시터의 충전전압의 크기에 따라 변한다. 이러한 결과로부터 충전 커패시터의 용량 12,000 [${\mu}F$], 반복율이 1 [Hz]일 때, 방전전압 620 [V], 방전전류 861 [A]에서 58.2 [J]의 레이저빔 최대 출력을 얻음으로써 전기에너지 입력에 대한 레이저빔 출력에너지 변환효율은 2.52%를 달성하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권10호
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• pp.64-74
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• 2007

Because of the size and environment in the shipbuilding process, the portable type robot is required for the automatic seam tracking. For this reason, the structure of laser sensor should be considered in the initial design step and the coordinate transformation between welding robot and laser sensor, which is joint finder, must be identified exactly and the real time tracking algorithm based on these consideration could be developed. In this research, laser displacement sensor in which its structure is laser beam's vertical projection, is developed to recognize the location of weld joint. In practical applications, however, images of weld joints are often degraded because of the surface specularity or spatter. To overcome the problem, the constrained joint finding algorithm is proposed. In the approach of coordinate conversion rule for the visual feedback control among welding torch, robot body and laser sensor is applied by the same reference point method. In the real time seam tracking algorithms we propose constrained sampling method which uses look ahead distance. The RLS(Recursive Least Square) filter is applied to obtain the smooth tracking path from the sensitive edge data. From the experimental results, we could see the possibility that the developed laser sensor with proposed processing algorithm and real time seam tracking method can be used as a welding under the shipbuilding condition.