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레이저 산란 영상을 이용한 표면거칠기의 실험적 규명에 관한 연구
홍연기(Yeon Ki Hong),김경범(Gyung Bum Kim) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.1
본 논문에서는 레이저 산란 영상을 이용하여 표면거칠기를 실험적으로 규명하였다. 우선, 레이저 산란 매개변수들과 표면형상에 따라 나타나는 광로의 편향성에 대해 고찰하였고, 이를 이용하여 레이저 산란 검사시스템을 구성하였다. 연삭표면에서 획득한 레이저 산란 영상을 분석한 결과 영상에서 수직방향으로 나타나는 산란광 분포영역이 증가와 감소를 반복하는 특징이 나타났다. 이러한 차별적 특징을 표현하는 레이저 산란 영상을 획득하기 위해 실험계획법을 이용하여 레이저 산란변수들의 최적조건을 선정하였고, 연삭표면에서 표면거칠기가 증가함에 따라 레이저 산란 영상 내에서 수직방향으로 나타나는 산란광 분포 영역이 선형적으로 증가함을 알 수 있었다. 이러한 정보는 마이크로 표면의 평가 및 거칠기 측정 시 주요한 인자로 사용될 수 있을 것이다. In this paper, surface roughness has been experimentally identified using laser scattering images. The parameters and optical deflected rays of laser scattering are investigated on laser scattering system, and then their optimum parameters on grinding surfaces are selected using design of experiment. The application of the optimum parameters results in featured laser scattering images, in which the mean of vertical scattering distributions is regarded as a feature. It is shown that the feature of laser scattering distributions is linearly increased according to grinding surface roughness and so the information can be used as important factor for the measurement and evaluation of various surface roughness. In the future, the performance of the proposed laser scattering method will be evaluated using AFM.
정밀연삭 표면 형상과 레이저 산란 영상과의 상관관계 고찰에 관한 연구
홍연기,김경범 忠州大學校 2009 한국교통대학교 논문집 Vol.44 No.-
In this paper, the correlation between grinding surface microtopography and its scattered image has been experimentally investigated using laser scattering. The optimum parameter conditions on grinding surfaces are selected using the design of experiment under laser scattering image acquisition device. The optimum parameters result in distinctive scattered images. It is shown that the dominant feature values are linearly increased as grinding surface roughness. This result can be used as a core factor for the identification of grinding surface microtopography based on laser scattering image.
레이저산란패턴 기반 나노 래핑 표면 거칠기의 실험적 모델링 및 추정에 관한 연구
홍연기(Yeon Ki Hong),김경범(Gyung Bum Kim) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.1
본 논문에서는 나노 래핑 표면의 형상과 레이저산란 패턴 사이의 실험적 모델링에 관한 연구를 하였다. 우선, 반사표면에서 나타나는 산란광 속성들을 고찰하여 암시야 기반의 레이저산란 검사 메커니즘을 구성하였다. 이 메커니즘을 이용한 레이저산란 패턴 분석의 경우, 나노 래핑 표면 형상으로부터 산란된 레이저산란 성분은 불규칙하게 사선형태로 교차됨을 알 수 있다. 또한, 실험 계획법을 기반으로 도출된 매개변수로 적용된 최적의 레이저산란 영상에서 나노 래핑 표면 거칠기와 레이저산란 성분 사이의 상관관계를 회귀분석법을 이용하여 수학적 모델링을 시도 하였다. 이 모델의 검증을 위해 나노 래핑 표면 3 종류의 거칠기에 대해 50 번의 반복실험을 수행한 결과, 제시된 수학적 모델은 실제 거칠기 값에 근접하게 추정할 수 있음을 보였다. In this study, a correlation between the roughness of nanoscale lapping surface and its laser scattering pattern has been identified experimentally. The characteristics of laser scattering on a reflected surface are investigated, and a laser scattering mechanism is newly designed by adopting the dark-field method. Laser scattering patterns resulting from nanoscale lapping shape are in the shape of crossed irregular lattice. In addition, optimum laser scattering images are obtained by the design of experiment, and the roughness of nanoscale lapping surface is estimated using regression analysis certain useful features of the laser scattering patterns. The results of fifty experiments on three types of nanoscale lapping surfaces show that the roughness of nanoscale lapping surfaces can be accurately estimated by the proposed mathematical modeling method.
레이저산란패턴 기반 나노 래핑 표면 거칠기의 실험적 모델링 및 추정에 관한 연구
홍연기(Yeon Ki Hong),김경범(Gyung Bum Kim) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.6
본 논문에서는 나노 래핑 표면의 형상과 레이저산란 패턴 사이의 실험적 모델링에 관한 연구를 하였다. 우선, 반사표면에서 나타나는 산란광 속성들을 고찰하여 암시야 기반의 레이저산란 검사 메커니즘을 구성하였다. 이 메커니즘을 이용한 레이저산란 패턴 분석의 경우, 나노 래핑 표면 형상으로부터 산란된 레이저산란 성분은 불규칙하게 사선형태로 교차됨을 알 수 있다. 또한, 실험 계획법을 기반으로 도출된 매개변수로 적용된 최적의 레이저산란 영상에서 나노 래핑 표면 거칠기와 레이저산란 성분 사이의 상관관계를 회귀분석법을 이용하여 수학적 모델링을 시도 하였다. 이 모델의 검증을 위해 나노 래핑 표면 3 종류의 거칠기에 대해 50 번의 반복실험을 수행한 결과, 제시된 수학적 모델은 실제 거칠기 값에 근접하게 추정할 수 있음을 보였다. In this paper, an experimental modelling between nano-lapping shape and its laser scattering pattern has been studied. Laser scattering attributes on reflected surface are investigated and then laser scattering mechanism is implemented based on dark-field method. When it comes to the investigation of laser scattering patterns, scattering components resulting from nano-lapping shape are appeared in the shape of crossed irregular lattice. In addition, the correlation between nano-lapping surface roughness and its laser scattering features is identified using regression analysis, in optimum laser scattering images from the design of experiment. As a result of fifty times experiments against three kinds of nano-lapping surface roughness, it is shown that the presented mathematical modelling can be estimated up to real roughness values.