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나노 가이드 시스템에서 초기 변위의 영향에 관한 연구
Effect of an Initial Displacement on a Nano-guiding System

이무연   ((주)LG전자, DA연구소  ); 권대갑   (한국과학기술원 기계공학과UU0001375  ); 이동연   (한국과학기술원 기계공학과UU0001375  );
  • 초록

    This study shows that the system performance of a positioning system composed of a piezoelectric actuator-driven flexure guide depends largely on the preload applied on the flexure guide and the driving input amplitude. We used a flexure guided system that had an original resonant frequency of 54 Hz. Our experiment showed that we could increase the driving bandwidth above the original resonant frequency, for a case involving a large preload and a small input amplitude. Results show that there is a specific 'separation frequency' where the response of the moving mass of the flexure system decouples from the response of the piezoelectric actuator, and this specific separation frequency can be selected by a proper choice of the preload and the input amplitude. To find the separation frequency, sine sweep tests were performed. To confirm the increased system bandwidth frequency, open-loop sine tracking experiments were performed. Test results show that the system responds very well up to 130 Hz frequency higher than the original natural frequency (54 Hz).


  • 주제어

    유연 가이드 .   예압 .   입력 크기 .   분리주파수 .   고유진동수 .   압전 소자 구동기.  

  • 참고문헌 (8)

    1. Yoo, W. D., Kim, J. O. and Park, K. H., 2005, 'Development of a Contact-Type Counting Device Using a Piezoelectric Film as a Sensor,' Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 15, No.2, pp. 239-247     
    2. Wei Xu, Tim King, 1996, 'Flexure Hinges for Piezo Actuator Displacement Amplifiers, Flexibility, Accuracy and Stress Considerations,' Precision Engineering, Vol. 19, pp. 4-10 
    3. Ryu, J. W., Gweon, D. G. and Moon, K. S., 1997, 'Optimal Design of a Flexure Hinge Based XY Wafer Stage,' Precision Engineering, Vol. 21, pp. 18-28 
    4. Lee, D. - Y., Lee, M. Y. and Gweon, D. G., 2006, 'Orthogonality Correction of Planar Sample Scanner for Atomic Force Microscope,' Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 45, No. 13, pp. L370-L372 
    5. Lee, D.-Y., Kim, D. M. and Gweon, D. G., 2006, 'Design and Evaluation of a Two-dimensional Metrological AFM Using a Planar Nano-scanner,' Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 45, No. 3B, pp. 2124-2127 
    6. Ryu, J. W., Lee, S. Q., Gweon, D. G., Moon, K. S., 1999, 'Inverse Kinematic Modeling of a Coupled Flexure Hinge Mechanism,' Mechatronics, Vol. 9, pp. 657-674 
    7. Lee, D.-Y. and Lee, M. Y, 2005, 'A Flexure Guided Planar Scanner for Scanning Probe Microscope; Part l: Design and Analysis of Static and Dynamic Properties,' Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 15, No.6, pp. 667-673     
    8. Smith, S. T., 2003, Flexure: Eelements of Elastic Mechanisms, Taylor & Francis Corp, London 

 저자의 다른 논문

  • 권대갑 (43)

    1. 1991 "복합형 이동로봇의 동력학적 모델링 및 제어" 大韓機械學會論文集 15 (5): 1447~1454    
    2. 1992 "면취없는 부품의 조립을 위한 로보트 손목기구의 개발" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 9 (2): 36~43    
    3. 1996 "METRO - 레이저 거리계를 장착한 자율 이동로봇" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 2 (3): 200~208    
    4. 1997 "광픽업 미세구동부의 최적설계" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (5): 819~827    
    5. 1998 "횡방향 주사를 이용한 광위상 간섭계의 페이즈 언래핑 향상에 대한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 22 (3): 684~687    
    6. 1998 "유연기구를 이용한 초정밀 단일체 3축 스테이지의 모델링 및 최적설계에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 22 (4): 868~878    
    7. 1998 "접촉모드 AFM의 시스템 분석 및 제어" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 15 (3): 99~106    
    8. 1998 "시각센서를 이용한 인쇄회로기판의 J-리드 납땜 검사에 관한 연구" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 15 (5): 9~18    
    9. 1998 "정밀 스캐너를 이용한 간섭 현미경의 가로방향 분해능 향상" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 15 (6): 116~123    
    10. 1998 "CD/DVD 겸용 광 픽업 액추에이터의 설계" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 15 (7): 98~103    

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