일반기술

볼스크류 이송계 설계

근래에 들어서는 반도체 리소그래피와 같은 반도체 집적회로 제조장비 및 비구면 가공기를 비롯한 전자부품 제조장비에서 서브미크론 정도의 초정밀 이송 및 위치결정을 요구하고 있다. 또한, CNC 공작기계, 머시닝 센터, 정밀 측정기기에도 초정밀 이송기구가 필요할 뿐만 아니라, 전자제품 제조업체의 자동화기기에도 초정밀 이송 및 위치결정의 중요성은 점점 부각되고 있는 실정이다. 이런 현실에 맞추어 초정밀 볼스크류를 이용한 이송장치의 개발이 많이 이루어지고 있다. 이상과 같이 볼스크류의 수요는 급속히 늘고 있으며 볼스크류를 이용한 이송계의 고속, 고정도화에 대한 요구는 점차로 증가하고 있으나, 볼스크류의 선택방법 또는 이송시스템의 동특성 등 볼스크류를 이용한 이송기구 전반에 관한 연구는 아직 미비한 상황이다. 따라서, 공작기계 이송부 설계시의 볼스크류 설계방법에 대한 연구와 모터, 이송가이드, 볼스크류가 조합되어 구동할시 동특성 해석에 관한 연구 및 이송정밀도와 가공정밀도의 관련성을 연구함으로써 고속화, 고정도화, 저소음화에 대응하는 이송기구를 설계할 필요가 대두되고 있는 실정이다. 자동화기기 및 공작기계의 이송장치로서 볼스크류를 많이 이용하고 있지만 우리나라는 아직 이에대한 구체적인 연구가 실행되지 못하고 있다. 많은 공작기계 제조업체에서 이송기구를 설계할 때 카탈로그 수준에서 설계하고 있으며 이송시스템 전반에 대한 구조해석, 동특성해석, 소음·진동해석 또는 열변형에 대한 해석은 거의 이루어지지 못하고 있다. 따라서, 본 연구를 통하여 산업계에 새로운 설계개념을 부여할 수 있으며 그 외 다음과 같은 기대효과를 얻을 수 있다. 이송기구 설계기술 확보를 통한 생산업체의 국제 경쟁력 확보. 개발 내용을 데이타베이스화하여 산업현장에서 사용상의 편의 제공. 초정밀 이송시스템의 설계기술 확보를 통하여 3차원 측정기, 다기능 복합 가공기와 같은 초정밀 기계의 설계 및 생산능력 확보.