목차

표제지=0,1,1

제출문=1,2,1

보고서 초록/김의중=2,3,1

요약문=3,4,3

SUMMARY=6,7,3

CONTENTS=9,10,3

목차=12,13,3

표차례=15,16,1

그림차례=16,17,3

제1장 연구개발과제의 개요=19,20,1

제2장 국내외 기술개발 현황=20,21,2

제3장 연구개발수행 내용 및 결과=22,23,1

제1절 초정밀가공기의 오차보상공구대 개발 및 시험=23,24,1

1. 서론=23,24,1

가. 초정밀가공기에서의 오차=23,24,1

나. 오차보상시스템=23,24,1

2. 오차보상시스템으로서의 Fast Tool Servo 개발=24,25,2

3. 본론=26,27,1

가. Fast Tool Servo(FTS)의 설계 및 제작=26,27,1

(1) FTS의 목표성능=26,27,1

(2) FTS 기구부 설계=26,27,2

(가) 굽힘힌지의 강성계산=27,28,3

(나) 굽힘힌지형 FTS 기구부 설계=29,30,4

(3) 제작=33,34,1

나. FTS 주요부품별 설계=34,35,2

다. FTS의 기계특성 평가실험=36,37,1

(1) 이송범위 측정=36,37,1

(가) 센서 Calibration=36,37,1

(나) 이송범위 측정=36,37,2

(2) 정강성 측정=38,39,2

라. FTS 전용 제어기 개발=40,41,2

(1) FTS 제어기 (TMS320C32) H／W 구조=42,43,2

(가) 아날로그 센서 입력=43,44,2

(나) FTS 구동=44,45,1

(다) 디지털 신호 입력=44,45,3

(2) DSP(TMS320C32)=47,48,1

(가) DSP(TMS320C32)의 메모리=47,48,2

(나) DSP(TMS320C32)의 외부메모리 인터페이스=48,49,4

(다) DSP(TMS320C32)의 부트로더=51,52,3

(3) FTS 제어기 S／W=53,54,2

(4) FTS 제어기 S／W 구성도=54,55,1

(가) CMD 파일=54,55,2

(나) DIO(Digital Input Output) 처리=55,56,2

(다) 아날로그 입력,디지털 출력=56,57,1

(라) 인터럽트 루틴=56,57,2

마. FTS 제어시험 및 제어특성 평가=58,59,1

(1) 주파수 응답특성 실험=58,59,1

(가) FTS 기구부의 주파수응답 특성실험=58,59,2

(나) FTS제어용 DSP board의 주파수 응답특성 실험=60,61,2

(2) 개루프 응답 특성=62,63,1

(가) FTS의 개루프 응답 특성실험=62,63,2

(3) FTS 제어 기 설계=64,65,1

(가) 제어 알고리듬=64,65,1

(나) 모델링=64,65,4

(다) 슬라이딩 모드 제어기 설계=68,69,7

(4) 폐루프 제어 실험=75,76,7

(5) FTS를 이용한 가공실험=82,83,1

바. 초정밀가공기의 비구면 가공실험=83,84,1

(1) 가공실험의 개요=83,84,1

(가) 가공실험의 개요=83,84,1

(나) 오차보상시스템 구성=83,84,2

(다) 기초가공실험=84,85,2

(라) 오차보상가공실험=86,87,3

(2) 초정밀가공기의 평면 가공실험=89,90,1

(가) 가공실험의 개요=89,90,1

(나) 오차보상시스템 구성=89,90,2

(다) 주축의 열변형 오차 측정=90,91,1

(라) 기초가공실험=90,91,4

(마) 오차보상가공실험=94,95,2

3. 결론=96,97,1

제2절 진동절삭공구대 설계,제작 및 가공실험=97,98,1

1. 서론=97,98,1

가. 연구개발배경=97,98,1

(1) 진동절삭 가공기술 개발의 필요성=97,98,1

(2) 진동절삭 가공의 메카니즘=97,98,3

2. 본론=100,101,1

가. 진동절삭공구대의 설계 및 제작=100,101,1

(1) 진동절삭공구대의 목표성능=100,101,1

(2) 진동절삭공구대의 기구부 설계=100,101,4

나. 진동절삭공구대의 기구부 설계=104,105,4

다. 진동절삭공구대의 기초성능시험=108,109,1

(1) 진동절삭공구대의 스트로크 실험=108,109,1

(2) 진동절삭공구대의 주파수 응답특성 실험=108,109,1

(가) 주파수 응답특성 실험=108,109,3

(3) 진동절삭공구대의 기초성능실험=111,112,6

라. 진동절삭공구대의 기초가공실험=117,118,1

(1) 기초가공실험=117,118,1

(가) 가공실험 개요=117,118,1

(나) 기초가공실험장치 및절삭조건=117,118,2

(다) 기초가공실험 결과 분석=119,120,3

3. 결론=122,123,1

제3절 주축동기공구대 제작 및 가공실험=123,124,1

1. Introduction=123,124,1

2. Principle and Structure=124,125,2

3. Experiment=126,127,2

4. Conclusion=127,128,2

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도=129,130,2

제5장 연구개발결과의 활용계획=131,132,1

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보=132,133,4

제7장 참고문헌=136,137,3

특정연구개발사업 연구결과 활용계획서/김의중=139,140,1

[첨부1] 연구결과 활용계획서=140,141,7

[첨부2] 기술 요약서/김의중=147,148,6

영문목차

[title page etc.]=0,1,9

CONTENTS=9,10,10

Chapter 1 Introduction=19,20,1

Chapter 2 Technology Status and Trends=20,21,2

Chapter 3 Scope and Results=22,23,1

Section 1 Development of error compensating device in ultraprec. machine=23,24,1

1. Introduction=23,24,1

A. Error in ultraprecision machine=23,24,1

B. Error compensating device=23,24,1

2. Development of Fast Tool Servo as error compensating device=24,25,2

3. Main contents=26,27,1

A. Design and assembly of Fast Tool Servo(FTS)=26,27,1

(1) The aims of FTS=26,27,1

(2) The mechanical structute of FTS=26,27,2

(A) The strength of hinge=27,28,3

(B) Design of hinge type FTS=29,30,4

(3) Assmbly=33,34,1

B. Design of main components in FTS=34,35,2

C. Performance testing of mechanical properties of FTS=36,37,1

(1) Measurement of feeding range=36,37,1

(A) Sensor calibration=36,37,1

(B) Measurement of feeding range=36,37,2

(2) Measurement of stiffness of FTS=38,39,2

D. Development of custom FTS controller=40,41,2

(1) FTS ontroller (TMS320C32) H／W=42,43,2

(A) Analog sensor input=43,44,2

(B) FTS actuation=44,45,1

(C) Digital input=44,45,3

(2) DSP(TMS320C32) (Processing)=47,48,1

(A) DSP(TMS320C32) - Memory=47,48,2

(B) DSP(TMS320C32) - interface to external memory=48,49,4

(C) DSP(TMS320C32) - Bootloader=51,52,3

(3) FTS controller S／W=53,54,2

(4) FTS controller S／W structure=54,55,1

(A) CMD file=54,55,2

(B) DIO(Digital Input Output)=55,56,2

(C) Analog input,Digital output=56,57,1

(D) Interrupt routine=56,57,2

E. Performance test of FTS controller=58,59,1

(1) Frequency response of FTS=58,59,1

(A) Frequency response of FTS mechanical part=58,59,2

(B) Frequency response of FTS controller DSP board=60,61,2

(2) Open loopresponse of FTS=62,63,1

(A) Open loop response of FTS=62,63,2

(3) Design of FTS controller=64,65,1

(A) Control Algorithm=64,65,1

(B) Modelling=64,65,4

(C) Design of sliding mode controller=68,69,7

(4) Closed loop response of FTS=75,76,7

(5) Conclusion=82,83,1

F. Machining experiment of FTS=83,84,1

(1) Fabrication of aspheric surfaces on ultraprecision machine=83,84,1

(A) Summary of machining experiment=83,84,1

(B) Error compesating device=83,84,2

(C) Basic machining experiment=84,85,2

(D) Error compensating experiment=86,87,3

(2) Fabrication of flat surfaces in ultraprecision machine=89,90,1

(A) Summary of machining experiment=89,90,1

(B) Error compesating device=89,90,2

(C) Thermal growth error in spindle=90,91,1

(D)Basic machining experiment=90,91,4

(E) Error compensating experiment=94,95,2

4. Conclusion=96,97,1

Section 2=97,98,1

1. Introduction=97,98,1

A. Research trends=97,98,1

(1) Necessity of vibration assisted machining(VAM)=97,98,1

(2) Mechanism of VAM=97,98,3

2. Main contents=100,101,1

A. Design and assembly of tool post=100,101,1

(1) The aim of tool post in VAM=100,101,1

(2) Design of tool post in VAM=100,101,4

B. Controller of tool post in VAM=104,105,4

C. Basic performance testing of tool post in VAM=108,109,1

(1) Stroke of tool post in VAM=108,109,1

(2) Frequency response of tool post in VAM=108,109,1

(A) Frequency response=108,109,3

(3) Basic performan ce testing of tool post in VAM=111,112,6

D. Basic machining performance testing of tool post in VAM=117,118,1

(1) Basic machining performance testing=117,118,1

(A) Summary of basic machining performance testing=117,118,1

(B) basic performance test bed and machining condition=117,118,2

(C) Analysis of basic machining performance testing=119,120,3

3. Conclusion=122,123,1

Section 3 Assembly of fast tool servo synchronously driven by spindle=123,124,1

1. Introduction=123,124,1

2. Principle and Structure=124,125,2

3. Experiment=126,127,2

4. Conclusion=127,128,2

Chapter 4 accomplishment of Purpose and Contribution=129,130,2

Chapter 5 Application Plan of Research Results=131,132,1

Chapter 6 International Science and Technology Information=132,133,4

Chapter 7 References=136,137,3

application Plan=139,140,1

[Attachment 1] Application Plan=140,141,7

[Attachment 2] Abstract=147,148,6

표 1 FTS의 목표 성능=26,27,1

표 2 굽힘 힌지형 평행 스프링의 주요 설계변수의 설계치 비교=31,32,1

표 3 압전액츄에이터의 사양(P-244.10)=34,35,1

표 4 FTS 주요 부품별 스펙=35,36,1

표 5 FTS의 최대 이송범위 및 센서 보정량=37,38,1

표 6 측정 결과=38,39,1

표 7 제어시스템 주요장비의 스펙=41,42,1

표 8 제어기 패널의 각 스위치 기능=45,46,1

표 9 TMS320C32의 주요 사양=47,48,1

표 10 여러 가지 제어 알고리즘에 의한 FTS의 추종오차 비교=64,65,1

표 11 폐루프 실험 결과=75,76,1

표 12 FTS의 제어성능 목표 대비 실적=82,83,1

표 13 FTS의 폐루프 실험 결과=82,83,1

표 14 진동절삭 공구대의 설계목표=100,101,1

표 15 진동절삭공구대용 압전액츄에이터의 사양=105,106,1

표 16 진동절삭 공구대 기초실험용장비사양=106,107,1

표 17 진동절삭 공구대 스트로크 (1Volt=108,109,1

표 18 일반절삭가공에 대한 실험조건=117,118,1

표 19 1차원 진동절삭가공의 실험조건=118,119,1

표 20 2차원 진동절삭가공의 실험조건=118,119,1

표 21 각각의 가공방식에 대한 표면 거칠기=121,122,1

표 22 진동절삭 공구대의 주파수응답 특성 비교=122,123,1

표 23 외국의 타원 진동공구대 개발사례=132,133,1

표 24 외국의 비회전대칭용 주축동기공구대 개발사례=135,136,1