정밀공학의 다양한 개념에 대한 소개
학생 및 실무 엔지니어를 위한 훌륭한 지침서





지난 수백 년간의 기술적 진보와 더불어서 정밀공학이 발전해왔다. 과거 수십 년간, 정밀공학은 국제적인 규모의 연구에 초점을 맞춰왔다. 이러한 노력을 통해서 정밀설계의 토대가되는 광범위한 공학적 원리와 기법들이 확립되었다.


현대적인 정밀 공작기계와 측정기기들은 결정론적 공학기술과 계측을 결합한 고도로 특성화된 공정들을 사용한다. 이를 위해서 기계, 소재, 광학, 전자, 제어, 열기계역학, 동역학 및 소프트웨어공학과 같이 광범위한 학문 분야들의 기술을 활용하고 있다.


이 책에서는 이러한 다양한 개념들을 한 권의 책으로 엮었다. 학부생들과 정밀공학 분야에 종사하는 엔지니어들에게 적합한 수준으로 각 주제들을 다루었다. 또한 개념을 익히기에 충분한 예제들을 제공하고 있으며, 특정한 분야에 관심을 가지고 있는 독자들에게는 더 진보된 내용을 살펴볼 수 있도록 풍부한 참고문헌을 제시하였다.


과거의 정밀공학 분야가 초정밀 공작기계와 측정기 중심으로 발전해왔다고 한다면, 최근의 정밀공학 분야는 반도체와 광학 분야로 무게중심이 이동하게 되었고, 특히 제어 및 계측공학을 기반으로 하는 메카트로닉스와의 연계성이 매우 중요한 자리를 차지하게 되었다.


이 교재에서는 광학이나 계측 및 제어 등의 메카트로닉스적인 설계요소들을 포함하고 있으며, 최근 반도체 생산공정에 도입이 활발하게 추진되고 있는 극자외선노광기(EUVL)를 포함하여 최신의 초정밀기술들을 사례로 활용하고 있기 때문에, 정밀공학을 공부하는 학생들과 초정밀 산업 분야에 종사하는 엔지니어들에게 훌륭한 지침서가 될 것으로 기대한다.

1990~2014년 영국 국립물리학연구소에서 근무
여러 전문가 단체의 리더이며 러프버러 대학교과 하얼빈 기술연구소의 초빙교수
현 노팅엄 대학교의 계측공학 교수이며, 제조계측팀의 팀장

CHAPTER 01 정밀공학의 이해
1.1 서 언
1.2 정밀공정의 설계와 평가에 대한 기본 개념
1.3 성능 측정
1.4 정밀공정의 개발
1.5 정밀도 한계

CHAPTER 02 계 측
2.1 서 언
2.2 계측과 정밀공학
2.3 계측과 제어
2.4 정확도, 정밀도 및 진실도
2.5 측정의 기초
2.6 측정단위계와 표준시료
2.7 물리적 표준시료
2.8 추적성, 검증과 불확실도
2.9 표준기관, 표준체, 및 성능시험항목
2.10 측정수행
2.11 측정 시스템의 계수들
2.12 요 약

CHAPTER 03 기초 이론
3.1 기초수학
3.2 테일러 급수
3.3 푸리에 급수
3.4 통계학
3.5 고체역학의 개념들
3.6 광 학

CHAPTER 04 정밀기계와 동역학
4.1 서언: 운동의 세계
4.2 입자와 강체에 대한 뉴턴의 운동법칙
4.3 직선운동과 각운동에 대한 단순 모델
4.4 감쇄의 영향
4.5 다물체동역학
4.6 집중질량 모델
4.7 요 약

CHAPTER 05 치수계측
5.1 서 언
5.2 길이의 표준
5.3 길이의 비교
5.4 변위 측정
5.5 형상 측정
5.6 좌표 측정 시스템
5.7 표면거칠기 계측
5.8 반전기법과 치수계측에서의 오차분리기법

CHAPTER 06 기구학적 설계
6.1 서 언
6.2 자유도
6.3 구속조건
6.4 메커니즘의 이동도
6.5 평면기구학운동
6.6 공간기구학운동
6.7 간단한 사례 연구
6.8 기구학적 설계와 실제 적용
6.9 기구학적 구조

CHAPTER 07 정밀기계요소와 원리
7.1 기계의 기초원리
7.2 베어링
7.3 작동기와 구동기

CHAPTER 08 시스템 모델링
8.1 강체동력학의 기초
8.2 수학적 모델
8.3 오차운동
8.4 오차할당 모델
8.5 소프트웨어 보상
8.6 하드웨어 보상
8.7 사례 연구

CHAPTER 09 측정의 불확실도
9.1 측정의 불확실도 표기지침(GUM)
9.2 계통오차와 임의오차
9.3 단일값 불확실도 평가
9.4 불확실도의 전파
9.5 다중변수 측정
9.6 사양시험
9.7 치수계측의 사례

CHAPTER 10 정렬과 조립의 원리
10.1 효과적인 시스템 정렬과 조립을 위한 설계 원칙과 고려사항들
10.2 정렬원칙

CHAPTER 11 힘전달 루프
11.1 힘전달 루프의 기초
11.2 구조루프
11.3 계측 루프
11.4 열루프
11.5 측정기기와 공작기계의 사례들

CHAPTER 12 정밀기계용 소재
12.1 정밀공학 분야에서 소재 선정의 근거
12.2 소재설계: 개론
12.3 소재 선정의 기준
12.4 정밀공학용 소재: 일반론과 흥미로운 선정 사례

CHAPTER 13 환경차폐
13.1 서 언
13.2 충격과 진동의 원인
13.3 환경가진
13.4 환경차폐 수준의 지정
13.5 수동제진과 능동제진
13.6 단 열
13.7 음향차폐

CHAPTER 14 정밀운동의 제어
14.1 서 언
14.2 귀환제어기법
14.3 전향제어기법
14.4 요 약