회전기기의 4자유도 회전 오차운동 측정을 위한 광학식 장치

Abstract

본 연구에서는, 회전기기가 회전을 하며 발생하는 오차운동(error motion)을 측정하기 위한 광학식 측정방법에 대해 연구를 수행 하였다. 측정의 편리함을 위해 광원, 빔스플리터, PSD(Position sensitive detector)로만 이루어진 단순한 측정방법으로 구성하였다. 광원은 모듈화를 위해 배터리와 레이저 다이오드로 설계하였으며, 스핀들의 로터에 고정을 하여 로터에서 발생하는 회전오차운동이 직접적으로 광원의 움직임으로 전달이 되도록 구성을 하였다. 빔스플리터에 의해 나뉘어진 광은 테이블에 고정된 2개의 PSD 표면에 맺히는데, 이 때에 광원의 이동량과 방향의 변화로 나타나는 2자유도씩 각각의 반지름 방향, 경사 오차운동에 대한 총 4자유도의 회전오차운동을 PSD를 사용하여 동시에 측정할 수 있도록 측정 장치를 구성하였다. PSD에서 얻어진 결과로부터 측정하고자 하는 회전오차운동과 광학계 구성에 있어서의 설치 오차로 분리하는 방법을 사용하였으며 모사실험과 실제 실험을 통해 오차 분리를 확인하고 회전오차운동 측정이 가능함을 확인하였다.