Precision Measurement Eng. LAB
기계공학과
조남규
정밀계측연구실은 첨단 산업의 고집적화와 고정밀화 요구에 대응하여, 마이크로/나노 기술을 기반으로 한 정밀 계측 및 측정 시스템 개발에 집중하고 있습니다. 연구실은 3D 비전시스템, 데이터처리 기술, 정밀 측정시스템, 센서 기술, 나노/마이크로 정밀 구동시스템 설계 및 제어, 미래에너지 기계 기술 등 다양한 분야에서 활발한 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 3D 비전시스템 기술은 대면적, 고정밀 3차원 형상 데이터를 신속하게 획득할 수 있는 핵심 기술로, 구조광, 스테레오 비전, 이미지 처리 등 다양한 광학적 방법을 활용하여 산업 현장에서의 자동화와 품질 관리를 혁신하고 있습니다. 이러한 기술은 반도체, 정밀 제조, 로봇, 항공우주 등 다양한 산업 분야에서 필수적인 역할을 하고 있습니다.
또한, 연구실은 멀티프로브 오차분리법을 활용한 정밀 측정 및 구동 시스템 개발에 있어 국내외적으로 선도적인 위치를 차지하고 있습니다. 여러 개의 센서를 활용하여 측정 대상의 형상 오차와 구동부의 오차운동을 분리함으로써, 기존 단일 프로브 방식의 한계를 극복하고 나노미터 수준의 정밀도와 신뢰성을 확보하고 있습니다. 머신러닝 기반의 오차보정 알고리즘 등 첨단 데이터 처리 기술도 함께 연구되어, 복잡한 오차 특성의 효과적인 보정이 가능해졌습니다.
연구실은 정밀 라인프로파일 측정, 원통 부품의 진원도 및 회전오차 측정, 선형구동장치의 5자유도 오차운동 측정 등 다양한 응용 분야에 멀티프로브 오차분리 기술을 적용하고 있습니다. 또한, 나노/마이크로 정밀 구동시스템 설계 및 제어, 고감도 센서 개발, 복합재료 기반의 정밀 스테이지 제작 등 차세대 정밀 계측 및 구동 기술의 혁신을 이끌고 있습니다.
이러한 연구 성과는 국내외 특허, 논문, 산학협력 프로젝트 등 다양한 형태로 인정받고 있으며, 정밀계측연구실은 앞으로도 첨단 산업의 발전과 국가 경쟁력 강화에 기여하는 연구를 지속적으로 수행할 계획입니다.
Micro Biochip
Stereo Vision
High-Precision Measurement
3D 비전시스템 및 정밀 측정 기술
정밀계측연구실은 3D 비전시스템 기술을 기반으로 한 고정밀 측정 시스템 개발에 주력하고 있습니다. 3D 비전시스템은 구조광, 스테레오 비전, 디지털 이미지 처리 등 다양한 광학적 방법을 활용하여 대면적, 고정밀의 3차원 형상 데이터를 신속하게 획득할 수 있도록 설계됩니다. 이러한 기술은 산업 현장에서 대형 가공물이나 복잡한 형상의 부품을 빠르고 정확하게 측정하는 데 필수적입니다.
특히, 연구실에서는 스테레오 비전 시스템과 다자유도 정합 알고리즘을 결합하여 대면적 표면의 3차원 형상 측정의 정확도를 극대화하고 있습니다. 이미지 센서의 한계와 FOV(시야각) 및 해상도 간의 트레이드오프 문제를 극복하기 위해, 구조광을 이용한 고정밀 3D 데이터 획득과 정합 알고리즘을 개발하여, 넓은 영역을 고분해능으로 측정할 수 있는 시스템을 구현하고 있습니다.
이러한 연구는 반도체, 정밀 제조, 로봇, 항공우주 등 다양한 산업 분야에서 고정밀 부품의 품질 관리와 자동화에 크게 기여하고 있습니다. 또한, 측정 데이터의 신뢰성 향상과 실시간 피드백 제어를 위한 기반 기술로 활용되어, 첨단 제조업의 경쟁력 강화에 중요한 역할을 하고 있습니다.
멀티프로브 오차분리 및 정밀 구동/센서 기술
정밀계측연구실은 멀티프로브 오차분리법(Multi-Probe Error Separation)을 활용한 정밀 측정 및 구동 시스템 개발에 있어 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 멀티프로브법은 여러 개의 센서를 활용하여 측정 대상의 형상 오차와 구동부의 오차운동을 분리함으로써, 기존 단일 프로브 방식에서 발생하는 한계를 극복할 수 있습니다. 이를 통해 나노미터 수준의 정밀도와 신뢰성을 확보할 수 있습니다.
연구실에서는 정밀 라인프로파일 측정, 원통 부품의 진원도 및 회전오차 측정, 선형구동장치의 5자유도 오차운동 측정 등 다양한 응용 분야에 멀티프로브 오차분리 기술을 적용하고 있습니다. 또한, 기계학습 및 머신러닝 기반의 오차보정 알고리즘을 도입하여, 비선형적이고 복잡한 오차 특성을 효과적으로 보정할 수 있는 첨단 데이터 처리 기술도 함께 연구하고 있습니다.
이와 더불어, 연구실은 나노/마이크로 정밀 구동시스템 설계 및 제어, 고감도 센서 개발, 복합재료 기반의 정밀 스테이지 제작 등 차세대 정밀 계측 및 구동 기술의 혁신을 이끌고 있습니다. 이러한 기술들은 반도체 생산, 정밀 가공, 바이오 계측 등 다양한 첨단 산업에서 핵심적인 역할을 하며, 국내외 특허 및 논문, 산업체와의 협력 연구로 그 우수성을 인정받고 있습니다.
1
Precision measurement of 5-DOF rotational error motion using two multi-probe error separation methods
조남규
MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2023
2
Precision profile measurement of disc surface by error motion compensation
조남규
MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2022
3
Measurement of five-degrees-of-freedom spindle error motion using multi probe error separation
조남규
PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART B-JOURNAL OF ENGINEERING MANUFACTURE, 2021
1
대면적 고정밀 측정을 위한 3차원 형상 데이터 정합기술 표준화
2
진직 구동 장치의 5자유도 랜덤 및 계통 오차 운동의 실시간 정밀 보상 제어 기술 개발
3
원통 부품 가공을 위한 정밀 온-머신 측정 시스템 개발