기계 설계자가 되고 싶어 하는 사람들을 위한 체계적인 설계이론

정확한 구속설계(Exact Constraint Design) 이론에 기반을 둔 정밀기계설계 이론이 소개된 지는 많은 시간이 지났지만, 근원적으로 구속강성이 부족하여 공작기계를 중심으로 하는 주류산업에 적용되지 못하고 광학기기를 중심으로 하는 측정기 등으로 활용분야가 제한되어 왔다. 하지만, 1960년대를 전후로 광학분야의 발전과 1970년대를 넘어서면서 태동된 반도체 산업의 급격한 발전과정에서 기존 기계설계 이론의 근간을 이루었던 탄성평균화(Elastic Averaging) 설계이론의 효용성에 많은 의문이 제기되었다.

미국, 독일, 일본 등의 선발 산업국들이 탄성평균화 설계이론을 기반으로 하여 큰 산업적 성공을 거두었지만, 반도체의 집적도가 높아짐에 따라서 탄성평균화 이론이 가지고 있는 근원적인 비결정성 문제가 기술적 한계를 초래하게 되었다.

정확한 구속설계/또는 기구학적 설계(Kinematic Design)라고 통칭하여 부르는 설계원리를 사용하면 설계자는 기계의 거동에 대해서 더 나은 이해를 할 수 있게 된다. 이 이해를 기반으로 설계자는 염가와 고성능을 모두 갖춘 새로운 설계를 손쉽게 찾아낼 수 있다. 이 책의 주제는 기구학의 기초이론들로부터 개발되었다. 다양한 하드웨어 사례들을 통해서 개념적인 원리들을 보완, 설명하였다. 이 책을 통해서 독자들은 기계가 어떻게 작동하는지에 대해서 훨씬 더 많이 이해할 수 있으며 더 높은 성능과 낮은 비용의 혁신적인 기계를 창출할 수 있는 능력과 복잡한 기존 기계에 대한 분석 및 이해능력이 향상될 것이다.

이 책에서는 정확한 구속설계에 대한 원리를 기초개념의 소개에서 시작해서, 익숙한 하드웨어 사례들을 통해서 점차적으로 개념을 확장시켜간다. 이런 접근방식을 통해서 추상적인 개념이 더 실제적인 개념으로 발전되기를 바란다.

Chapter 01
물체 간의 2차원 연결

Chapter 02
3차원 구속 장치

Chapter 03
물체 간의 3차원 연결

Chapter 04
플랙셔

Chapter 05
커플링

Chapter 06
하드웨어 내에서의 R/C 패턴

Chapter 07
구조물

Chapter 08
띠형 판재의 정확한 구속