공작기계와 측정기기류는 산업현장에서 점점 그 수요가 증대되고 있다. 초기 단순한 기능위주의 기계의 선택, 사용으로부터 고정도, 소형, 경량화, 다기능화의 세계적 추세에 비추어 볼 때, 측 정기기류와 공작기계에 있어서의 고정밀도 기술은 점점 그 수요가 증대되고 있다. 특히 현재 사용 또는 제작중인 기계의 정밀도를 측정하여 체계적으로 진단, 관리하는 정밀측정기술은 그 중의 핵심기술로서, 전통적으로 선진국의 산업현장에서 내려오는 현장기술이든 측정기술의 중 요성이 본격적으로 대두된 것은 선진국에서도 비교적 최근의 일이다. 최근 컴퓨터의 발달에 힘 입어, 종래의 측정기술들을 적용함에 있어서 측정자체의 온라인화, 측정해석의 정확성이 이루어 지게 되었다. 이 글에서는 현장 및 하계에서 정밀측정기술에 대해서 관심을 가진 분들을 위해서 공작기계 및 측정기기의 정밀도를 측정하는 방법 등을 소개하고, 또한 이와 관련하여 포항공대 정밀측정실에서 개발 또는 개발중인 측정방법 등과 측정의 컴퓨터화 등에 대해서 간략히 소개 하도록 한다.
In this study, we survey the demand of precision measurement technology including instrument and technical manpower in Korean industry and institution. Also this study is purposed to improve the metrological technology by suggesting the solution of technical problems.
산업기술의 발달에 따라 각 분야마다 정밀한 부품을 요구하고 있다. 이는 이들 부품이 시스템의 성능에 영향을 미치고 있기 때문이다. 부품의 정도는 길이정도와 표면의 정도를 모두 의미한다. 길이정도는 부품의 상대적 크기정도를, 표면정도는 3차원 형상정도를 나타낸다. 이들 부품의 정도를 평가하기 위해서는 반드시 측정이라는 방법이 수행되어야 하며, 측정은 요구되는 측정정도에 따라 이에 상용되는 방법으로 행해지게 된다. 요구되는 측정정도는 시간이 지남에 따라 점차 증가되고 있다. 이 러한 경향은 그림1의 시대에 따른 측정정도를 보면 확인할 수 있다. 시대에 따라 측정정도는 급격히 증가하고 있고 현재의 측정은 초정밀측정이라 말하는 약 0.1nm의 정밀도를 갖고 있다. 측정정도에 따라 표면측정기술도 여러가지 방법이 행해지고 있는데 이들 측정방법은 크게 접촉식 측정방법과 비접촉 측정 방법으로 나눌 수 있다. 대표적인 접촉식 측정방법으로는 촉침식 측정방법을 들 수 있다. 이 방법은 다이아몬드 촉침을 표면상에 접촉하여 주사이동하게 하고 이때 표면의 요철에 따른 촉침의 상하운동을 고성능 변위센서를 이용하여 표면형상을 측정하는 것이다. 이는1nm의 수직분해능을 갖고 측정이 가능 하다. 이 방법은 표면에 접촉함으로 인해 신뢰성이 높지만, 표면의 접촉압력으로 인해 표면의 손상 우려가 있다. 이런 이유로 현재 비접촉 측정방법이 주목받고 있다. 표면측정을 실현하는 데에는 광학 기술이 적극적으로 활용되고 있으며, 최근에는 물리학의 원리들이 도입되고 있다. 본 글에서는 이러한 측정기술의 기본원리를 소개하고 각 기술이 응용되는 예를 소개하고자 한다.
현대 산업이 고도화, 선진화됨에 따라 1.5 m 이상의 크기를 갖는 중.대형 시설 및 장비에 대한 설치 요구조
건 및 운용상의 정밀도 유지가 더욱 중요해지고 있다. 이를 위하여 비접촉식 3차원 정밀 측정 장비인 데오드
라이트 측정시스템, 사진 측정 시스템 및 레이저 측정 시스템 등의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 본
글에서는 이들 측정 장비의 측정 원리 및 적용 사례 등을 중심으로 최근의 정밀 측정 기술 동향에 대하여 기
술하였다.
정밀공학에서 측정은 필수적인 의미를 갖는다. 측정할 수 없는 제품 치수는 체계적인 가공이 불가능하며, 이는 설사 가공자의 특수한 기능에 의해 가공이 되더라도 체계적인 양산방식에 의한 생산이 될 수 없음을 의미한다. 이러한 중요성을 갖는 측정기술은 가공기술의 발랄과 더불어 꾸준한 진보를 이루어 왔다.(중략)
우리나라의 공작기계 산업은 IMF 이후 높은 성장을 보이고 있다. 뿐만 아니라 조립공정에서의 정밀 측정기술 또한 많은 발전을 거듭해오고 있다. 또한 최근에는 정밀 측정기와 측정기술의 수출향상으로 괄목할 만한 성장을 보이고 있고, 신기술개발과 연구활동이 활발히 진행되고 있다.(중략)
초정밀 가공기술은 선진국에서 기술이전을 회피하는 가장 심한 분야로 광산업의 핵심부품인 반사경, 비구면 렌즈, 광통신매체의 가공과 관련하여 국내의 초정밀 관련 기술의 한계에 의하여 전적으로 수입에 의존하고 있다. 이에 한국기초과학지원연구원은 2005년부터 기존의 측정분석위주의 단순지원에서 국가적 수요에 대응하는 대형첨단연구장비의 국산화를 위한 기술개발에 역점을 두고 있다. 이를 위한 기반기술로써 초정밀 가공 및 측정장비의 설치운영을 통한 첨단 연구장비의 핵심부품을 개발하고 있다. 특히 천문관측용 적외선(IR) 광학계의 초정밀가공기술 개발을 통한 항공우주용 광학계의 국산화 기술 향상에 기여하고 있다.
측정기술과 자동화기술은 그 시대의 정밀가공 및 설계기술과 같은 수준에서 진보되고 있고 컴 퓨터 응용기술, 전자 . 반도체 응용기술, 신소재 기술에 힘입어 급속도로 발전하고 있다. 이글에서 소개된 길이 및 형상 측정 관련 각종 센서류, 자동측정장비도 최근 현장에서 널리 활용되고 있 지만, 생산, 제조, 개발, 시험 등 사용분야를 명확히 하여야 측정의 자동화 수준을 명확히 결정할 수 있으며 분해능 . 정밀도와 같은 측정 수준을 구체화하여야만 적합한 측정시스템을 선정할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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