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IAE 고등기술연구원 : Institute for Advanced Engineering
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IoT(Internet of Things) 커넥티비티 기술
팀 분류_  제어기술팀
기술설명_
IoT는 종래의 센싱/계측 기술에 특별한 커넥티비티인 인터넷 환경을 접목 시킨 기술이다.  이러한 인터넷 커넥티비티를 갖춘 센서는 현대 반도체기술에 힘입어 소형화/집적화되고. 다양한 사물에 탑재(Embedded)되어 새로운 서비스, 컨텐츠를 제공한다.  인터넷 커넥티비티 기술은 타 통신기술과 비교하여 특장점이 존재한다.  먼저 플랫폼에 관계 없이 공통의 규격으로 통신하기 위한 각종 표준과 어플리케이션이 다양하게 준비되어 있다. 또한 액세스 영역의 제한이 없으며, 국가의 백본망을 통해 위치 제약없이 다양한 컨텐츠 구현에 대한 준비가 철저하다.  이러한 커넥티비티 기술의 핵심적인 요소의 하나로 소형화된 하드웨어 기술를 꼽을 수 있다.  인터넷 기술은 다양한 서비스 제공에 대응하기 위하여 매우 복잡한 체계로 이루어진 표준이다.  이러한 체계를 지원하기 위하여 하드웨어는 물론 소프트웨어적인 복잡한 절차로 구현되어진 통신 스택을 필요로 한다.  또한 이러한 스택이 임베디드 환경에서 구현하기 위하여 저전력 설계를 바탕으로 한 호환성 확보가 필요하다.  마지막으로 물리 영역에서 안정적인 링크를 확보하기 위한 RF(Radio Frequency) 설계 기술이 필요하다.  전통적인 레벨의 PCB 설계 기술을 떠나 초단파장의 신호가 안정적으로 제어될 수 있게 하기 위한 SI(Signal Integration) 예측 기술 및 흡수 반사를 고려한 안테나 설계 기술이 요구된다.
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전력제어 기술
팀 분류_  제어기술팀
기술설명_
전력제어는 특정 형태의 전력을 손실 없이 다른 형태로 변경하는 기술이다.  변환의 형태에 따라 인버터, 컨버터, 렉티파이어, 트랜스포머 등으로 분류되며, 직류와 교류간의 상호간의 변화 혹은 형태 그대로 전압, 전류를 변경하는 경우로 구분된다.  전력변환기는 오늘날 다양하게 요구되는 포터블 전력공급 장치에 응용될 수 있으며, 마이크로 그리와 같은 소규모 전력원을 계통과 연계하거나 에너지를 저장하는데 응용될 수 있다.  고성능의 전력변환기를 구성하기 위해서는 전통적인 변환기의 토폴로지 설계뿐만 아니라, 고속의 정밀 제어 시스템이 필요하다. 이러한 제어 시스템은 일반적으로 DSP가 사용되며, 규모와 필요에 따라 FPGA를 통한 병렬제어가 이루어지는 경우도 있다.
 
 
정전용량(Capacitive) 계측 기술
팀 분류_  제어기술팀
기술설명_
정전용량은 절연된 두 도체간에 충전되는 전하량을 의미한다.  이러한 정전용량은 물리적/기계적인 형상이 직접적으로 관여하는 파라미터이며, 특정 물리량을 측정하기 위하여 센서를 구현하였을때, 종래의 저항을 감지하는 기술에 비해 수십배 이상의 정확성, 안정석을 보인다.  그러나 정전용량을 측정하기 위해서는 시변계수를 고려한 복소임피던스 측면에서 회로를 구현하여야 하며, 회로에서 발생할 수 있는 물리적인 오차인 기생용량이나 임피던스 매칭문제에 매우 민감하다.  이러한 정전용량 센싱 기술은 각종 기계적인 물리량(가속도, 질량, 힘)을 매우 정확하게 계측할 수 있을 뿐만 아니라 유전율을 직접적으로 계측함으로서 물질의 상태(상변화, 이온화 농도등)을 계측할 수 있다.
 
 
DSP(Digital Signal Processing)에 의한 고속 신호 처리
팀 분류_  제어기술팀
기술설명_
DSP는 이산신호를 처리하는데 특화된 프로세서(혹은 기술)이다.  통상적인 폰노이만 구조의 프로세서와 달리 DSP는 하버드 아키텍쳐를 구성하여 반드시 1사이클 이내에 모든 명령을 수행할 수 있으며, 최소 1회 이상의 곱셈 덧셈 연산을 동시에 수행할 수 있다.  이러한 특화된 기능을 제공하는 DSP는 고속연산을 위해 특화된 고성능 A/D 변환기, DMA 장치, 부동소수점 연산장치를 갖추고 있으며, 이를 제어하기 위하여 특별한 형태의 펌웨어 프로그래밍이 필요하다.    이산신호 연산에 특화된 DSP는 종래의 제어기에서 구현할 수 없는 고속/고차수의 필터링 연산, 정밀제어, 자유롭게 튜닝될 수 있는 적응형 필터등 여러가지 신호 가공기술을 제공한다.  이러한 신호 가공 기술은 고성능 전력제어기, 모터 드라이버등에 활용될 수 있으며, 현대 제어기술에서 가장 필수적인 요소기술로 사용된다.
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FPGA에 의한 병렬 신호처리 기술
팀 분류_  제어기술팀
기술설명_
전통적인 구조의 컴퓨팅 연산은 단수의 범용 산술/로직 연산블록을 반복적으로 액세스 하여 사용자 요구 연산을 수행한다.   본 기술은 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 통해 다수개의 연산 블록을 구성하고, 병렬처리에 의한 가속화된 특화 연산을 수행하는데 사용된다.  또한 다채널의 복합신호처리를 하드웨어 인터럽트 구조에 의해 발생할 수 있는 시간 종속적인 해저드를 병렬 하드웨어를 구성하여 원천적으로 방지하여 연산의 가속화, 구조의 대형화, 소프트웨어 구조의 간략화를 이끌어낼 수 있다.   이러한 기술은 영상, 고속, 비정형신호와 같은 기존의 CPU 구조에서 비효율적으로 구동될 수 있는 연산을 가속할 수 있으며, 다수개의 센서로 구성된 대규모 클러스터 구조에서 CPU의 연산 부하를 효율적으로 감소시킬수 있다.
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용접 공정 자동화기술
팀 분류_  정밀기술팀
기술설명_
제품의 종류가 다품종 소량생산 방식으로 전환되며, 용접 공정 자동화에 대한 기술적인 에로사항이 보다 많이 발생할 뿐만 아니라 품질문제에도 직결된다. 이에 당 팀에서는 자동화 및 생산성 향상을 목적으로 한 다양한 장비 구축 및 실험을 통해 용접공정 자동화에 관한 최적의 방법에 대해 찾기 위해 노력하고 있으며, 아래와 같은 기술을 보유하고 있다.    1. 3차원 레이저 용접 및 시스템 기술   2. 고속 스캐너 레이저 용접기술   3. 비전 및 위치추적 시스템 구축기술    4. 오프라인 작업교시 시스템 구축기술   5. 산업용 로봇 반복 정밀도 측정 기술    6. 신 공정기술을 적용한 시제품 제작 및 양산성 확보를 위한 품질 검증기술
 
 
차체 경량화를 위한 용접공정기술
팀 분류_  정밀기술팀
기술설명_
동차산업에서는 국가 간 FTA 체결로 인한 시장이 글로벌화 되었으며, 경쟁력 확보를 위한 경량화 및 CO2 가스 저감기술에 대한 개발 경쟁이 치열하다. 미래형 자동차 등장에 따른 자동차산업 패러다임 변화로 인해 경량 고안전 차체 및 제조기술의 개발이 끊임없이 요구되고 있으며, 특히 재료의 고강도화, 비철금속화 및 고분자 소재로의 대체를 위한 노력이 활발히 진행되고 있다. 특히 기존 스틸 차체에서는 고전적인 용접법인 저항용접 및 아크용접이 주를 이루었지만, 소재가 비철 또는 고분자 소재로 변해감에 따라 그에 따른 공정 또한 필수불가결하게 개발되어야 한다.   이에 따라 향후 차체업계에서도 급변하는 기술에 대비하여 기존의 전통 용접기술에서 벗어난 접합 및 체결에 대한 기술적 대비가 필요할 것으로 예상되며, 당 팀에서는 아래와 같은 공정기술을 토대로 기업에 대한 기술지원을 아끼지 않고 있다.     1. 알루미늄 및 스틸 박판의 변형을 최소화 하는 저입열 용접기술  2. 스틸+알루미늄 간 이종접합 기술  3. 기존 MIG 용접 대체 가능한 아크브레이징 공정기술  4. 저입열 아크 용접 적용 및 자동화를 통한 생산성 및 접합품질 향상  5. 차체소재 다변화에 따른 체결 및 접합기술
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레이저, 아크 및 하이브리드 용접기술
팀 분류_  정밀기술팀
기술설명_
산업의 고도화 및 첨단화에 따라 혁신적인 용접/접합장치가 계속적으로 개발되고 있으며, 산업체에서는 생산성 향상, 품질의 신뢰성 확보 및 원가절감 등의 목표를 설정하여 용접기술에 대한 끊임없는 노력이 이뤄지고 있다. 이에 따라 정밀기술팀에서는 레이저, 아크 및 이를 복합하여 사용하는 하이브리드 용접 공정기술을 통해 다양한 산업분야에 기술 접목을 통해 기업의 니즈를 충족하고 있으며, 구체적인 응용기술은 아래와 같다.  - 3차원 레이저 용접 및 시스템 기술  - Steel/STS/Al 저입열 아크 용접기술  - 차체 경량화 레이저용접 공정기술   - 각종 소재 및 부품의 용접-접합기술   - 하이브리드 적용 및 자동화를 통한 생산성 및 접합품질 향상
 
 
레이저 미세가공용 자동초점장치를 이용한 초점 오차 보상
팀 분류_  초정밀메카트로닉스팀
기술설명_
레이저 미세가공에서 마이크로 단위의 정밀도를 확보하기 위해 레이저 초점의 스팟(spot) 크기를 일정하게 유지하는 것이 매우 중요하며 많은 연구자들에 의해 관련 연구가 진행되어져 왔다. 스팟 크기를 일정하게 유지하기 위해 가공 시스템의 각 축의 기하학적 오차, 가공하고자 하는 재질의 고유한 물성, 시편을 고정하는 마운트에 의해 가공면과 레이저 빔이 완벽하게 수직을 이루지 못하여 발생하는 오차 등 많은 요인을 고려하여 초점오차를 최소화해야 한다. 본 기술에서는 기존의 현미경 분야에서 사용되는 공초점 원리와 광섬유에 의한 광원변조를 이용한 측정방식을 레이저 미세가공 공정에 적용하고 오프라인(Off-line) 방법에 의한 초점오차 보상방법(Focusing error compensation method)을 제안, 실제 공정에 적용하였다.    - 공초점 방식의 초정밀급 오토포커스 모듈 개발  - 2D 방식의 에러보상테이블에 의한 초점 오차보상
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대형망원경 외란제거용 초정밀 Fast Steering Mirror 기술
팀 분류_  초정밀메카트로닉스팀
기술설명_
광학기술의 진보와 정확한 우주관측의 요구에 의해 대구경의 망원경 제작에 대한 수요가 급증하고 있으며 특히, 지난 2002년부터 진행되고 있는 차세대 거대 마젤란 망원경(Giant Magellan Telescope, GMT)개발사업에 국내의 연구기관들도 미국, 호주 등 유수의 연구기관들과 공동으로 개발에 참여하고 있다. 국내에서는 이러한 대형 망원경의 구성품들 중 Fast Steering Secondary Mirror(FSM)의 개발 및 성능평가를 위한 시험모델(Prototype) 개발을 진행하고 있으며 우리 연구원에서도 시험모델의 팁틸트 시스템 개발 관련 연구를 담당하고 있으며 세부 연구분야는 다음과 같다.     - 압전액츄에이터 구동 Axial support 제작 기술  - 미러부상용 진공시스템 기술  - 대형 망원경용 팁틸트 시스템 성능 평가  - Lateral support 및 미러 균등지지 기술
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