나노급 정밀가공의 공구위치 검출기술

전문가 제언

○ 나노 영역의 정밀가공을 위해서는 그에 적합한 정밀도 높은 공작기계와 고정밀도의 공구 위치결정을 할 수 있어야 된다. 나노미터 단위의 공구 위치결정이 가능한 공작기계에서도 가공하는 중간에 공구를 교환하거나 기준면 설정을 할 경우에 가공중인 공작물과 공구사이의 상대위치 결정이 필요할 경우가 있다. 이럴 때 사용하는 방법이 공구와 공작물 사이에 전압을 가해서 접촉 전류 및 전압 변화로 위치를 감지하는 방법 및 광학적으로 측정하는 방법 등이 사용된다. 본보고서에서는 압전소자와 금속 원기둥의 접촉을 통해 검출하는 방법을 제안하였다.

 

○ 일반가공과 초정밀가공을 구분하기 위해 현재 실용화 되고 있는 대표적 제품을 각각의 제품 정밀도에 따라 분류하면, 50nm(=0.05㎛) 정도의 가공 정밀도를 고정밀 가공의 한계로 본다. 구체적으로는 블록게이지(절대치수 평면도), 다이아몬드 압전소자(끝단 반지름), 고정밀도 x,y테이블(이송 직선도, 위치결정 정밀도) 등이 이에 해당하는 부품이다. 또한 0.5nm 정도의 초정밀도를 한계로 하는 정밀가공품으로는 볼베어링, 롤러베어링, 로터리 컴프레서 부품, 볼 스크루 등들 들 수 있다.

 

○ 초정밀가공에 필수적인 고정밀도 공구 위치검출기술은 초정밀 절삭가공기와 더불어 항공기와 자동차용 정밀금형 제작 등에 없어서는 안 될 공구기술이다. 그러나 아직 우리나라 수준은 독일, 일본 등의 선진메이커들에 비해 열악한 상태이다. 고정밀도 공작기계의 수출을 위해서도 공구 위치검출기술에 대한 집중적인 연구 투자를 게을리 해서는 안 될 것으로 본다.

 

○ 우리나라 경제의 버팀목 역할을 하는 수출이 최근 국내외 여러 가지 악조건으로 심각하게 감소세를 보이고 있다. 공작기계와 더불어 공생하고 있는 공구산업은 더욱 심각하다. 세계 공구시장은 독일, 일본, 미국, 스웨덴 등 선진국 공구 메이커들이 50% 이상을 점유하고 있을 정도로 시장 지배력이 집중되어 있다. 이들의 우위 확보를 위한 경쟁은 치열하다. 특히 기술개발과 원가절감에 치중하고 있다. 우리도 공구 위치검출 시스템과 같은 고부가 가치 공구 기술개발에 산학연 공동의 노력이 절실히 필요한 때이다.

저자

Haruki Obara, Yu Tomita, Shinichi Kamon, Tohni Sasaki, Noboru Morita, Yusuke Ikemoto, Mitsuru Jindai

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정밀기계

연도

2015

권(호)

81(4)

잡지명

精密工學會誌

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

339~343

분석자

심*일

분석물

• 나노급 정밀가공의 공구 위치 검출기술.pdf [511,264 byte]

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