• 한국정밀공학회지
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• 제29권2호
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• pp.156-160
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• 2012

Recently, the demands of the large scale machine tools gradually increase to machine the large parts, such as large scale crankshaft, yaw and pitch bearings for the wind power generator and the vehicle or aircraft components. But the high technology is necessary in order to develop the huge machine tools. Furthermore, the global market of it has been monopolized by a few companies. So, we need to develop the large scale machine tools and study its core technology to rush into the increasing market. In this study, we carried out the researches for the important core technology of a multi-tasking, machine tool; a large scale 5-axis machine tool of gantry type for multi-task machining. This study is focused on the design of large size gantry type multi-axis machine. In the case of large size of machine the cross rail deflection in the X-axis is significant. To reduce the deflection due to the eccentric spindle head, a special hollow type design in the cross rail with outside ram is adapted in this study. Also, the Zig-Zag motion in the Y-axis is inevitable with the gantry geometry, which is by the un-balancing, different motion at the left and the right columns moving. We tried to reduce the influence of Zig-Zag motion using FEM with different loading conditions at the left and the right side column.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.248-248
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• 2000

본 연구는 조선 소조립, 판넬조립 등의 공정에서 발생되는 필렛 용접 부위의 용접 자동화를 위한 로봇 시스템 개발에 관한 연구이다. 조선등의 중공업 분야에서는 작업이 중량이고 대형임에 따라 로봇이 부재의 특정위치로 이동하여 작업해야 한다. 또한 작업대상의 형상이나 치수가 매번 변경됨에 따라 이에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 두 대의 로봇(2대x6축=12축)이 다축 문형 캔트리(4축)에 장착된 조선용 필렛용접 로봇 시스템(16축)을 개발하였다. 필렛용접부재를 중심으로 두 대의 로봇이 양쪽을 동시에 용접하는 방식으로 고속회전토치를 적용하여 위빙동작없이 원하는 용접각장(Leg Length)을 생성할 수 있다. 캔트리 시스템은 PC 기반의 별도 제어기로 구성하여 두 대의 로봇 제어기와 신호 입출력에 의해 동시동작이 가능하도록 하였으며, 작업장에 놓인 부재의 위치오차를 보장하기 위하여 시각센서를 적용하였다. 용접시작점의 위치보정을 위한 시작점 검출을 위해접촉센서(Touch Sensor)를 적용하였으며, 용접선 추적을 위해서 아크센서(Arc Sensor)를 적용하였다. 본 시스템 2000년 1월 제작 설치가 완료되어 현재 성능 테스트가 완료된 상태로 향후 생산현장에 적용될 계획이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1313-1320
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• 2013

An ultraprecision multi-axis machine tool has been designed and developed in our laboratory. The machine tool has four moving axes which are composed of three linear axes and one rotational axis. It has a gantry type structure and the Z-axis is on the X-axis and the C-axis, on which a workpiece is located, is inside the Y-axis. This paper shows control performance improving method and procedure for the ultra-precision positioning control of a hydrostatic bearing guided linear axis. Through improvements of electrical and mechanical components for the control system such as control electronics and oil pumping systems, the control disturbing noise is decreased. Also by the frequency domain analysis of control system those problem-making system components are identified and modified with analytical methods. The controller is analyzed and designed from frequency domain data and system information. In the experimental control results the nanometer order control result is successfully presented.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권2호
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• pp.129-138
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• 2012

In this study, three types of large scale multi-tasking machine tools together with core technologies involved have been developed and introduced; a multi-tasking machine tool for large scale marine engine crankshafts, a multi-tasking vertical lathe for windmill parts, and a large scale 5-axis machine tool of gantry type. Several special purpose devices has been necessarily developed for the purpose of handling and machining big and heavy workpieces accurately, such as PTD (Pin Turning Device) with revolving ring spindle for machining eccentric crankshaft pins, hydrostatic rotary table and steady rest for supporting and resting heavy workpieces, and 2-axis automatic swiveling head for high-quality free surface machining. Core technologies have been also developed and adopted on their detail design stage; 1) structural design optimization with FEM structural analysis, 2) theoretical hydrostatic analysis for the PTD and rotary table bearings, 3) box-in-box type cross-rail and octagonal ram design to secure machine rigidity and accuracy, 4) constant spindle rpm control against gravitational torque due to unbalanced workpiece.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제32권3호
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• pp.123-133
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• 2007

하지 정맥류 질환 환자를 대상으로 하지 정맥조영술 MDCT 검사에서 환자의 피폭선량을 최소화 하면서 최적의 진단영상을 묘출하기 위해 고정 관전류 기법과 Z-축 자동 관전류 변동 제어를 이용하여 CTDIvol(CT dose index volume), DLP(dose length product) 산출을 통한 영상의 노이즈를 측정하여 비교하였다. Monte Carlo simulation으로 200, 250, 300 mA에서 CTDIw, CTDIvol, DLP를 계산하여 고정 관전류 기법과 비교하였다. 고정 관전류 기법의 대상 환자는 50명(평균 나이, 46세; 연령 범위, 35-61세)으로 남성30명, 여성 20명 이었고, 평균 체중은 62.4 kg 이었다. Z-축 자동 관전류 변동 제어 대상 환자는 50명(평균 나이, 43세; 범위, 37-63세)으로 남성25명, 여성 25명 이었고 평균 체중은 60.1 kg 이었다. 고정 관전류 기법은 200, 250, 300 mA를 기준으로 하고, Z-축 자동 관전류 변동 제어는 노이즈 지수 10, 11, 12 HU에서 관전류 $70{\sim}450\;mA$ 범위 내에서 자동으로 선택하였다. 고정 관전류 기법과 Monte Carlo simulation 비교에서 200 mA에서의 CTDIvol은 차이가 없었으나, 250 mA, 300 mA 에서의 Monte Carlo simulation는 높았고, DLP는 모든 관전류에서 Monte Carlo simulation이 높게 측정 되었다. 노이즈는 고정 관전류에서 최소 $9.8{\pm}0.9\;HU$, 최대 $12.5{\pm}0.7\;HU$ 이었고, Z-축 자동 관전류 변동 제어에서는 최소 $11.3{\pm}0.8\;HU$, 최대 $12.9{\pm}0.7\;HU$이었다. Z-축 자동 관전류 변동 제어에서 노이즈 지수가 증가하면 CTDIvol과 DLP가 감소하였으나 노이즈는 증가하였다. 생식부위를 포함하는 하지 정맥조영술에서 Z-축 자동 관전류 변동 제어 방법이 고정 관전류 기법에 비해 선량을 감소하는 효과가 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권2호
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• pp.99-107
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• 2003

선형가속기(Mitsubishi, ML15MDX)를 이용한 방사선수술시스템인 Photon Knife에서 Linac-gram을 통해 선속-표적 위치를 확인하여 신뢰성 있는 시술을 유지하도록 하였다. 선속-레이저광 교정 기구를 제작하여 레이저광의 입사점과 사출점을 조사하여 빔의 위치결정에 이용하였다. 선형가속기에 부착한 보조 콜리메이터의 고정을 확인하기 위해 Isocenter에서 5 cm 떨어진 위치에 팔각형 필름지지체를 두도록 제작하고 확인용 필름(Kodak X-omat V2)을 설치하였다. 필름에 선형가속기의 지지체를 45$^{\circ}$씩 회전조사 하여 필름에 나타난 거리로 보조 콜리메이터의 이동을 확인한 결과 실험 오차내에서 이동이 없음을 확인하였다. 임상에 이용한 체위 표시기는 10 mm 쇠구슬 제도와 납인형을 두어 PKRS 시술시 환부의 체위를 쉽게 확인할 수 있도록 고안제작되었다. 앙와위 및 우측 측와위로 조사한 방사선수술에서 표적 위치기에 있는 양측 쇠구슬과 콜리메이터 조사면과의 일치를 LINAC-gram에서 확인한 결과 CT 영상의 표적좌표와 비교해서 평균 0.8$\pm$0.26 mm 의 오차범위에서 시술하였음을 보이므로 방사선조사의 정확성을 알 수 있다. 선형가속기의 Couch 에 임의의 힘을 가했을 때 위치변동은 좌우 $\pm$5 mm, Couch 축방향으로 $\pm$1 mm, 상하로 $\pm$2 mm 이동할 수 있음을 확인하였다. 이상의 결과로 Photon knife 방사선 수술 시스템은 방사선수술 전 환부의 표적과 선속의 일치를 LINAC-gram을 통해 확인할 수 있어 시술의 신뢰도를 높일 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권4호
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• pp.209-218
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• 2008

IMRT, 양성자 치료와 같이 방사선 치료 기술이 발전할수록 치료 시 환자의 위치를 확인하고 그 정확성을 평가하는 기술의 중요성이 강조되고 있다. 현재 국립암센터 양성자치료센터에 설치되어 있는 양성자 치료기의 단순 X-선 영상시스템을 이용하여 콘빔 CT (cone-beam CT) 3차원 영상을 획득, 영상유도 방사선 치료의 가능성을 확인하고자 하였다. 양성자 치료기에 설치되어있는 X-선 영상시스템(SDD: 2,108 mm, SOD: 1,511 mm, Varian a277 x-ray tube & Varian Paxscan 4030: a-Si＋DRZ screen)을 이용하여 양성자 갠트리를 $2^{\circ}$씩 회전시켜가면서 기하학적인 오차 측정을 위한 팬톰과 인체 팬톰 (Humanoid phantom, Rando, CA, USA)의 투사영상을 획득하였다. 현재 시스템적으로 연속적인 회전과 영상획득이 지원되지 않아서 영상획득 후 갠트리를 회전하는 방법으로 투사영상을 획득하였다. 기하학적 오차측정을 위한 팬텀과 두경부 팬텀에 대해서 $360^{\circ}$를 회전하며 180장의 투사영상($2,304{\times}3,200$, 14 bit with 127${\mu}m$ pixel pitch)을 관전압 85 kVp, 관전류 80 mA, 조사시간 0.5 s의 조건으로 촬영하였다. 콘빔 CT 영상재구성을 위해 Ram-Lak filter를 적용한 Feldkamp cone-beam 알고리즘을 사용하였으며, 획득한 180장의 투사영상을 사용하여 $0.4{\times}0.4{\times}0.4mm^3$의 voxel size를 가진 $512{\times}512{\times}512$ CT영상을 재구성하였다. 기하학적인 오차 측정방법을 통해 X-선 선원, 검출기와 갠트리의 기하학적 정보를 측정하였다. 측정된 결과에 의하면 검출기가 $0.25^{\circ}$ 회전된 오차를 보이는 것을 발견하였다. 기하학적 교정으로 재구성된 콘빔 CT 영상을 multi-planar view (axial, sagittal and coronal view) 및 3차원 영상으로 재구성하여 비교 평가 하였다. 현재 양성자치료기에 설치되어있는 단순 X-선 영상 시스템에서 기하학적 오차 측정을 위한 볼 팬텀을 이용하여 시스템의 오차를 측정하였다. 측정한 오차를 바탕으로 기하학적 교정을 통해서 두경부 및 복부 팬텀에 대한 3차원 영상인 콘빔 CT 영상들을 재구성하였다. 추후 연속적인 회전을 통한 영상획득이 가능하게 된다면, 보다 정확하고 신속한 영상재구성이 가능 하며 콘빔 CT가 영상유도 양성자 치료에 매우 유용할 것으로 사려된다.

• 핵의학기술
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• 제23권1호
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• pp.75-79
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• 2019

관상동맥 혈류예비능(CFR)은 관상동맥 협착에 대한 기능적 평가를 하는데 중요한 지표로 사용되고, 허혈성 심장질환(IHD)의 발생을 조기에 진단할 수 있다. 최근 도입된 Discovery NM 530c (D530c) 장비의 구조적 특성으로 인해 동적인 영상 획득이 가능해졌고, 심근 혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 측정을 할 수 있게 되었다. D530c 19개 CZT 검출기의 FOV가 교차되는 영역을 QFOV라고 하며, 영상의 질을 위해 QFOV 중앙으로부터 2 cm 이내 심장을 위치시키고 촬영할 것을 권고하고 있다. 동적 심근관류 SPECT 시에 심장의 위치를 선정하기 위한 최적화된 방법을 연구하였다. 심장의 위치를 측정하기 위한 도구로 이동형 초음파를 이용하였다. 환자는 parasternal long-axis view (PLAX) 스캔하였고, 심장 내 구조물이 잘 보이는 탐촉자 지점에 위치를 표시하였다. 환자의 신체에 표시한 지점과 D530c 검출기에 표시된 기준점을 서로 일치시킨 상태에서 약물부하(stress)를 하였고, 방사성동위원소를 순간주사(bolus injection) 하면서 동적 촬영을 시행하였다. 3시간 경과 후, 휴지기(rest) 촬영 시 QFOV 중앙에 심장이 위치하도록 조정하였다. 테이블 및 검출기 위치에 대하여 이동형 초음파를 이용한 dynamic stress와 QFOV 중앙에 위치시킨 rest의 좌표를 비교 분석한 결과, 모든 항목에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P > 0.05). 이동형 초음파의 이용은 비교적 사용이 간편하면서 시간 단축과 함께 공간의 제약이 없었고, 심장의 정확한 위치 선정에 도움이 되었다. 이는 영상의 질향상과 환자의 불필요한 방사선 피폭을 최소화하고, 심근혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 정량적 평가에 도움을 줌으로써 임상적 진단에 효과적일 것으로 사료된다.