KR20230101035A - 3D printer output error detection device - Google Patents

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KR20230101035A
KR20230101035A KR1020210190788A KR20210190788A KR20230101035A KR 20230101035 A KR20230101035 A KR 20230101035A KR 1020210190788 A KR1020210190788 A KR 1020210190788A KR 20210190788 A KR20210190788 A KR 20210190788A KR 20230101035 A KR20230101035 A KR 20230101035A
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김진오
허인재
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 초음파 센서를 이용하여 3D 프린터의 프린팅 출력오류를 감지할 수 있는 3D 프린터 출력오류 감지 장치에 관한 것으로, 필라멘트 공급기로부터 공급된 필라멘트를 가열하여 용융시킨 후 외부로 토출시키는 노즐헤드; 상기 노즐헤드에서 토출되는 용융된 필라멘트가 순차 적층되어 목표하는 출력물로 성형되는 공간을 제공하는 베드; 상기 베드를 중심으로 양측에 대칭되게 배치되어, 초음파 검출을 통해 상기 출력물의 성형시 발생할 수 있는 프린팅 출력오류를 감지하는 송수신 분리형 센서모듈; 및 상기 송수신 분리형 센서모듈에 의해 프린팅 출력오류가 감지되면 상기 노즐헤드의 동작을 중지시키도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a 3D printer output error detection device capable of detecting a printing output error of a 3D printer using an ultrasonic sensor, which heats and melts a filament supplied from a filament supply and then discharges the nozzle head to the outside; a bed providing a space in which the molten filaments discharged from the nozzle head are sequentially stacked and molded into a desired output; Separate transmission/reception sensor modules disposed symmetrically on both sides of the bed and sensing a printing output error that may occur during molding of the output through ultrasonic detection; and a control unit for controlling to stop the operation of the nozzle head when a printing output error is detected by the transmission/reception separation type sensor module.

Description

3D 프린터 출력오류 감지 장치{3D printer output error detection device}3D printer output error detection device {3D printer output error detection device}

본 발명은 3D 프린터 출력오류 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파 센서를 이용하여 3D 프린터의 프린팅 출력오류를 감지할 수 있는 3D 프린터 출력오류 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printer output error detection device, and more particularly, to a 3D printer output error detection device capable of detecting a printing output error of a 3D printer using an ultrasonic sensor.

3D 프린터는 재료의 연속적인 레이어를 2차원 프린터와 같이 출력하여 이를 적층함으로써 대상물을 만드는 제조장치이다. 3D 프린터는 디지털화된 도면 정보를 바탕으로 빠르게 대상물을 제작할 수 있어서 프로토타입 샘플제작 등에 주로 사용된다.A 3D printer is a manufacturing device that makes an object by outputting successive layers of material like a two-dimensional printer and stacking them. 3D printers can quickly produce objects based on digitized drawing information, so they are mainly used for prototyping and sample production.

3D 프린터의 제품 성형방식은 광경화성 재료에 레이저 광선을 주사하여 광주사된 부분을 물체로 성형하는 방식, 성형재료를 절삭하여 성형하는 방식, 열가소성 필라멘트를 용융하여 적층하는 방식 등이 있다.Product molding methods of 3D printers include a method of forming an object by scanning a laser beam on a photocurable material, a method of cutting and molding a molding material, a method of melting and stacking thermoplastic filaments, and the like.

이러한 방식 중에서 필라멘트를 용융하여 적층하는 방식의 3D 프린터가 다른 방식의 3D 프린터에 비해 생산 단가가 저렴하므로 필라멘트를 이용하는 3D 프린터가 가정용, 공업용으로 대중화되고 있는 추세이다.Among these methods, 3D printers using filaments are melted and laminated at a lower production cost than other types of 3D printers, so 3D printers using filaments are becoming popular for home and industrial use.

3D 프린터 관련 종래 기술로서, 특허문헌 1(KR 10-1704620 B1)에서는 프린터 헤드에 오류센서를 부착하여 실시간으로 높이를 측정하는 방식으로 프린트 적층시 발생할 수 있는 출력오류를 검출하고 이를 보정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하지만, 프린터 헤드가 빠르게 움직일 경우에 높이 측정에 어려움이 있고 복잡한 계산 제어가 필요한 문제점이 있다.As a prior art related to 3D printers, Patent Document 1 (KR 10-1704620 B1) detects and corrects output errors that may occur during print lamination by attaching an error sensor to the print head to measure the height in real time. Although the apparatus and method are provided, there are problems in that it is difficult to measure the height when the print head moves quickly and complex calculation control is required.

특허문헌 2(KR 10-2210721 B1)에서는 자가보정기능을 갖춘 3D 프린터를 개시하고 있으나, 실시간으로 구조물 형상과 관련된 데이터를 수집하는 방법에 대해 구체화 되어 있지 않고, 즉각적인 고장 판단 유무를 파악할 수 없는 문제점이 있다.Patent Document 2 (KR 10-2210721 B1) discloses a 3D printer with a self-calibration function, but the method of collecting data related to the shape of a structure in real time is not specified, and the problem of not being able to immediately determine whether or not there is a failure there is

특허문헌 3(KR 10-2103191 B1)에서는 3D 프린터의 레벨 측정 시스템 및 이를 적용한 3D 프린터를 개시하고 있으나, 노즐 하단부에서 압력에 따라 레벨 측정을 하고 있어, 오히려 노즐이 막혀 출력오류를 일으킬 수 있는 문제점이 있다.Patent Document 3 (KR 10-2103191 B1) discloses a level measurement system of a 3D printer and a 3D printer applying the same, but the level is measured according to the pressure at the lower part of the nozzle, and the nozzle is rather clogged, causing output errors. there is

KRKR 10-1704620 10-1704620 B1B1 KRKR 10-2210721 10-2210721 B1B1 KRKR 10-2103191 10-2103191 B1B1

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 초음파 센서를 이용하여 3D 프린터의 프린팅 출력오류를 감지할 수 있는 3D 프린터 출력오류 감지 장치를 제공함을 하나의 목적으로 한다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problem, and one object is to provide a 3D printer output error detection device capable of detecting a printing output error of a 3D printer using an ultrasonic sensor.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention will be described below, and will be learned by way of examples of the present invention. Furthermore, the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 장치는 필라멘트 공급기로부터 공급된 필라멘트를 가열하여 용융시킨 후 외부로 토출시키는 노즐헤드; 상기 노즐헤드에서 토출되는 용융된 필라멘트가 순차 적층되어 목표하는 출력물로 성형되는 공간을 제공하는 베드; 상기 베드를 중심으로 양측에 대칭되게 배치되어, 초음파 검출을 통해 상기 출력물의 성형시 발생할 수 있는 프린팅 출력오류를 감지하는 송수신 분리형 센서모듈; 및 상기 송수신 분리형 센서모듈에 의해 프린팅 출력오류가 감지되면 상기 노즐헤드의 동작을 중지시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the 3D printer output error detection device according to the present invention is a nozzle head for discharging to the outside after heating and melting the filament supplied from the filament supply; a bed providing a space in which the molten filaments discharged from the nozzle head are sequentially stacked and molded into a desired output; Separate transmission/reception sensor modules disposed symmetrically on both sides of the bed and sensing a printing output error that may occur during molding of the output through ultrasonic detection; and a control unit for controlling to stop the operation of the nozzle head when a printing output error is detected by the transmission/reception separation type sensor module.

또한, 상기 제어부는 출력물을 이루는 한 층의 레이어 적층시 마다 상기 송수신 분리형 센서모듈이 가진되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that it controls the transmission/reception separation type sensor module to be excited whenever one layer of the layer constituting the output is stacked.

또한, 상기 송수신 분리형 센서모듈은 상기 출력물의 최대 높이를 구간별로 나누어 배치되는 다층의 송신센서모듈 및 다층의 수신센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmission/reception separation type sensor module is characterized in that it includes a multi-layer transmission sensor module and a multi-layer reception sensor module disposed by dividing the maximum height of the output object by section.

또한, 제어부는 한 층의 수신센서모듈이 대응하게 배치된 한 층의 송신센서모듈에서 송신되는 초음파를 검출하는 경우 프린팅 출력오류로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that when the receiving sensor module of one layer detects the ultrasonic waves transmitted from the transmitting sensor module of one layer correspondingly arranged, it is characterized as a printing output error.

또한, 상기 다층의 송신센서모듈은 일정 주기 및 크기의 초음파를 발생하는 다수의 송신센서로 이루어지고, 상기 다층의 수신센서모듈은 상기 송신센서로부터 일정 거리로 이격되어 대칭되게 배치되고 상기 송신센서에서 발생한 초음파를 수신하는 다수의 수신센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the multi-layer transmission sensor module is composed of a plurality of transmission sensors that generate ultrasonic waves of a certain period and size, and the multi-layer reception sensor module is spaced apart from the transmission sensor at a certain distance and is symmetrically arranged, and in the transmission sensor It is characterized in that it consists of a plurality of receiving sensors for receiving the generated ultrasonic waves.

또한, 상기 다수의 송신센서 및 상기 다수의 수신센서는 상기 출력물의 Y방향 길이를 구간별로 나누어 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of transmitting sensors and the plurality of receiving sensors are characterized in that the Y-direction length of the output is divided and arranged by section.

또한, 상기 송수신 분리형 센서모듈은 상기 베드를 기준으로 상호 대향되는 위치에 각각 설치된 장치본체의 측면부재에 대해 설치되되, 상기 측면부재의 내면에 형성된 가이드홈과 상기 송수신 분리형 센서모듈의 일측에 형성된 가이드돌기의 슬라이딩 결합에 의해 탈착가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmission/reception separation type sensor modules are installed on the side members of the device body respectively installed at positions facing each other with respect to the bed, and a guide groove formed on the inner surface of the side member and a guide formed on one side of the transmission/reception separation type sensor module It is characterized in that it is detachably configured by sliding coupling of the protrusion.

이상과 같이 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 장치에 의하면, 초음파 센서를 이용하여 간단히 3D 프린터의 프린팅 출력오류를 감지할 수 있으므로, 조형물의 성형에 전혀 영향을 주지 않고 신속하게 프린팅 출력오류를 판단할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the 3D printer output error detection device according to the present invention, it is possible to simply detect the printing output error of the 3D printer using the ultrasonic sensor, so it is possible to quickly determine the printing output error without affecting the molding of the sculpture at all. There are advantages to doing so.

도 1은 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 3D 프린터의 출력오류를 감지하는 일례를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 송수신 분리형 센서모듈의 설치 일례를 나타낸 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a 3D printer output error detection device according to the present invention,
2 and 3 are views for explaining an example of detecting an output error of a 3D printer according to the present invention,
4 is a view showing an example of installation of a separate transmission/reception sensor module according to the present invention;
5 is a flowchart illustrating a method for detecting a 3D printer output error according to the present invention.

기타 실시예들의 구체적인 사항은 상세한 설명 및 도면에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and can be implemented in various different forms, and in the following description, when a part is connected to another part, this is not only the case where it is directly connected It also includes the case where it is connected through another medium in the middle. In addition, parts not related to the present invention in the drawings are omitted to clarify the description of the present invention, and the same reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 3D 프린터의 출력오류를 감지하는 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 송수신 분리형 센서모듈의 설치 일례를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a 3D printer output error detection device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are views for explaining an example of detecting an output error of a 3D printer according to the present invention, and FIG. is a diagram showing an example of installation of a separate transmission/reception sensor module according to the present invention, and FIG. 5 is a flow chart illustrating a method for detecting a 3D printer output error according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 장치는 3D 프린터에서의 프린팅 출력오류를 감지하도록 구성되고, 노즐헤드(120)와, 베드(130)와, 송수신 분리형 센서모듈(140)과, 제어부(도시안됨)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the 3D printer output error detection device according to the present invention is configured to detect a printing output error in a 3D printer, and includes a nozzle head 120, a bed 130, and a separate transmission/reception sensor module 140. and a control unit (not shown).

상기 노즐헤드(120)는 필라멘트 공급기(도시안됨)로부터 공급된 필라멘트(110)를 가열하여 용융시킨 후 외부로 토출시킨다.The nozzle head 120 heats and melts the filament 110 supplied from a filament feeder (not shown) and discharges it to the outside.

상기 노즐헤드(120)는 입체구조를 가지는 장치본체(100) 상에 구비된 이동수단(102)에 의해 상하방향으로 이동가능하다. 여기서, 이동수단(102)은 노즐헤드(120)를 상하, 좌우 및 전후방향으로 자유롭게 이동이 가능하도록 함으로써 출력물을 3차원 형상, 즉 입체적으로 출력할 수 있도록 하는 수단을 의미할 수 있다.The nozzle head 120 is movable in a vertical direction by means of a moving means 102 provided on the main body 100 having a three-dimensional structure. Here, the moving unit 102 may refer to a unit capable of freely moving the nozzle head 120 in up and down, left and right, and forward and backward directions to output an output object in a three-dimensional shape, that is, three-dimensionally.

상기 베드(130)는 상기 노즐헤드(120)에서 토출되는 용융된 필라멘트(110)가 순차 적층되어 목표하는 출력물(200)로 성형되는 공간을 제공한다.The bed 130 provides a space in which the molten filaments 110 discharged from the nozzle head 120 are sequentially stacked and molded into a target output object 200 .

상기 송수신 분리형 센서모듈(140)은 상기 베드(130)를 중심으로 양측에 대칭되게 배치되어, 초음파 검출을 통해 상기 출력물(200)의 성형시 발생할 수 있는 프린팅 출력오류를 감지한다.The transmission/reception separation type sensor modules 140 are symmetrically arranged on both sides of the bed 130 to detect printing output errors that may occur during molding of the output 200 through ultrasonic detection.

여기서, 프린팅 출력오류는 노즐헤드(120)가 막혀 필라멘트(110)의 출력이 진행되지는 않지만 노즐헤드(120)만 움직이는 경우 및 베드(130)에서 용융된 필라멘트(110)의 안착이 실패하여 출력물(200)의 측방으로 떨어진 경우 등을 포함할 수 있다.Here, the printing output error occurs when the nozzle head 120 is clogged and the output of the filament 110 does not proceed, but only the nozzle head 120 moves, and the seating of the filament 110 melted in the bed 130 fails and the output It may include the case of falling to the side of (200) and the like.

상기 제어부(도시안됨)는 상기 송수신 분리형 센서모듈(140)에 의해 프린팅 출력오류가 감지되면 상기 노즐헤드(120)의 동작을 중지시키도록 제어하며, 이를 사용자에게 경보해 줌으로써 사용자가 프린팅 출력오류 상황을 빠르게 인지할 수 있도록 한다.The control unit (not shown) controls to stop the operation of the nozzle head 120 when a printing output error is detected by the transmission/reception sensor module 140, and alerts the user to the printing output error situation. to be quickly recognized.

바람직하게, 상기 제어부는 출력물(200)을 이루는 한 층의 레이어 적층시 마다 상기 송수신 분리형 센서모듈(140)이 가진되도록 제어할 수 있다.Preferably, the control unit may control the transmission/reception separation type sensor module 140 to be excited whenever one layer forming the output object 200 is stacked.

즉, 상기 제어부는 출력물(200)을 이루는 한 층의 레이어 적층시 마다 상기 송수신 분리형 센서모듈(140)을 동작시킴으로써 한 층의 레이어 적층시 마다 상기 송수신 분리형 센서모듈(140)이 프린팅 출력오류를 감지하도록 제어할 수 있다.That is, the control unit operates the transmission/reception separation type sensor module 140 whenever one layer forming the output 200 is stacked, so that the transmission/reception separation type sensor module 140 detects a printing output error whenever one layer is stacked. can be controlled to

상기 송수신 분리형 센서모듈(140)은 상기 출력물(200)의 최대 높이를 구간별로 나누어 배치되는 다층의 송신센서모듈(150) 및 다층의 수신센서모듈(160)을 포함할 수 있다.The transmission/reception separation type sensor module 140 may include a multi-layer transmission sensor module 150 and a multi-layer reception sensor module 160 arranged by dividing the maximum height of the output object 200 by section.

바람직하게, 상기 제어부는 다층의 수신센서모듈(160) 중에서의 한 층의 수신센서모듈(160)이 대응하게 배치된 다층의 송신센서모듈(150) 중에서의 한 층의 송신센서모듈(150)에서 송신되는 초음파를 검출하는 경우 프린팅 출력오류로 판단하도록 제어할 수 있다.Preferably, the controller is in one layer of the transmitting sensor module 150 among the multi-layered transmitting sensor modules 150 in which the receiving sensor module 160 of one layer among the multi-layered receiving sensor modules 160 is correspondingly disposed. In the case of detecting transmitted ultrasonic waves, it may be controlled to determine a printing output error.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 장치가 프린팅 출력오류를 감지하는 개념을 보여주고 있는데, 출력물(200)이 제4층의 레이어로 이루어지는 경우, 제1층 내지 제4층의 레이어에 대해서 제1층 내지 제4층의 개별의 송신센서모듈(150) 및 수신센서모듈(150)에 의해 개별적으로 프린팅 출력오류를 감지하게 된다.2 and 3, the 3D printer output error detection device according to the present invention shows the concept of detecting a printing output error, when the output 200 is composed of the fourth layer, the first layer to the fourth layer. With respect to the fourth layer, printing output errors are individually sensed by the individual transmitting sensor modules 150 and receiving sensor modules 150 of the first to fourth layers.

도 2에서는 제1층 내지 제4층의 레이어를 가지는 출력물(200)이 정상적으로 출력되는 상태를 가정하고 있다.In FIG. 2 , it is assumed that the output 200 having the first to fourth layers is normally output.

이런 경우, 출력물(200)의 제1층 내지 제4층의 레이어에 대해서는 제1층 내지 제4층의 송신센서모듈(150)에서 송신된 초음파가 출력물(200)에 의해 차단됨으로써 대응하게 배치된 제1층 내지 제4층의 수신센서모듈(150)에 의해 검출되지 않으며, 정상적으로 출력이 이루어지고 있음을 알 수 있다.In this case, for the layers of the first to fourth layers of the output 200, ultrasonic waves transmitted from the transmission sensor module 150 of the first to fourth layers are blocked by the output 200, so that the corresponding arrangements are made. It can be seen that it is not detected by the receiving sensor modules 150 of the first to fourth layers, and the output is normally made.

한편, 도 3에서는 제1층 내지 제4층의 레이어를 가지는 출력물(200)이 비정상적으로 출력되는 상태를 가정하고 있다.Meanwhile, in FIG. 3 , it is assumed that the output 200 having the first to fourth layers is abnormally output.

이런 경우, 출력물(200)의 제1층 내지 제2층의 레이어에 대해서는 제1층 내지 제2층의 송신센서모듈(150)에서 송신된 초음파가 출력물(200)에 의해 차단됨으로써 대응하게 배치된 제1층 내지 제2층의 수신센서모듈(150)에 의해 검출되지 않으며, 정상적으로 출력이 이루어지고 있음을 알 수 있다.In this case, for the layers of the first to second layers of the output 200, the ultrasonic waves transmitted from the transmission sensor modules 150 of the first to second layers are blocked by the output 200, so that the corresponding arrangements are made. It can be seen that it is not detected by the receiving sensor modules 150 of the first to second layers, and the output is normally made.

하지만, 출력물(200)의 제3층 내지 제4층의 레이어에 대해서는 제3층 내지 제4층의 송신센서모듈(150)에서 송신된 초음파가 출력물(200)에 의해 차단되지 않아 대응하게 배치된 제3층 내지 제4층의 수신센서모듈(150)에 의해 검출되고 있으며, 따라서 비정상적으로 출력이 이루어지고 있음을 알 수 있다.However, for the layers of the third to fourth layers of the output 200, the ultrasonic waves transmitted from the transmission sensor modules 150 of the third to fourth layers are not blocked by the output 200, so that the correspondingly arranged It is detected by the receiving sensor modules 150 of the third to fourth layers, and thus it can be seen that abnormal output is being made.

여기서, 2층 이상의 비정상적인 출력의 설명을 위해서, 출력물(200)의 제3층 내지 제4층의 레이어에 대해서 프린팅 출력오류를 감지하는 것을 예로 들고 있으나, 실질적으로는 제3층의 레이어에 대해서만 프린팅 출력오류를 감지하도록 하는 것이 바람직할 수 있다.Here, in order to explain the abnormal output of two or more layers, an example of detecting a printing output error for the third to fourth layers of the output object 200 is taken as an example, but actually printing only for the third layer. It may be desirable to detect output errors.

본 발명에 있어서, 상기 다층의 송신센서모듈(150)은 일정 주기 및 크기의 초음파를 발생하는 다수의 송신센서(152)로 이루어지고, 상기 다층의 수신센서모듈(160)은 상기 송신센서(152)로부터 일정 거리로 이격되어 대칭되게 배치되고 상기 송신센서(152)에서 발생한 초음파를 수신하는 다수의 수신센서(162)로 이루어질 수 있다.In the present invention, the multi-layer transmission sensor module 150 is composed of a plurality of transmission sensors 152 generating ultrasonic waves of a certain period and size, and the multi-layer reception sensor module 160 is the transmission sensor 152 ) It may be formed of a plurality of receiving sensors 162 spaced apart from each other and arranged symmetrically and receiving ultrasonic waves generated by the transmitting sensor 152.

상기 다수의 송신센서(152) 및 상기 다수의 수신센서(162)는 상기 출력물(200)의 Y방향 길이(세로방향 길이)를 구간별로 나누어 배치될 수 있다.The plurality of transmitting sensors 152 and the plurality of receiving sensors 162 may be arranged by dividing the Y-direction length (vertical length) of the output object 200 by section.

예를 들면, 출력물의 크기가 240x190x200 (가로x세로x높이) mm인 경우, 다층의 송신센서모듈(150) 및 다층의 수신센서모듈(160)은 출력물의 최대 높이 200 mm를 4 구간으로 나누어 50 mm의 높이 차이를 가지도록 4개 층으로 배치할 수 있다. 이때, 다층의 송신센서모듈(150) 및 다층의 수신센서모듈(160)을 구성하는 다수의 송신센서(152)와 다수의 수신센서(162)는 가로의 크기인 240 mm를 4 구간으로 나누어 60 mm의 간격 차이로 4개 열로 배치될 수 있다. 여기서, 구간의 크기는 다양하게 조절가능함은 물론이다.For example, if the size of the output is 240x190x200 (width x length x height) mm, the multi-layer transmission sensor module 150 and the multi-layer reception sensor module 160 divide the maximum height of 200 mm of the output into 4 sections to obtain 50 It can be arranged in four layers to have a height difference of mm. At this time, the plurality of transmission sensors 152 and the plurality of reception sensors 162 constituting the multi-layer transmission sensor module 150 and the multi-layer reception sensor module 160 divide the horizontal size of 240 mm into 4 sections to obtain 60 It can be arranged in 4 rows with a spacing difference of mm. Here, it goes without saying that the size of the section can be adjusted in various ways.

본 발명은 예를 들어 Cubicon사의 3D 프린터(Single Plus)에 적용가능하다.The present invention is applicable, for example, to Cubicon's 3D printer (Single Plus).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 송수신 분리형 센서모듈(140)은 장치본체(100)에 대해서 가이드홈과 가이드돌기의 슬라이딩 결합에 의해 탈착가능하게 장착될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the transceiver-type sensor module 140 may be detachably mounted to the device body 100 by sliding coupling of the guide groove and the guide protrusion.

이와 관련하여, 도 4를 참조하면, 상기 송수신 분리형 센서모듈(140) 중에서 다층의 송신센서모듈(150)은 상기 베드(130)를 기준으로 상호 대향되는 위치에 각각 설치된 장치본체(100)의 측면부재(104)에 대해 설치될 수 있는데, 이때 상기 측면부재(104)의 내면에는 다수의 가이드홈(105)이 형성되어 있으며, 상기 다층의 송신센서모듈(150)의 일측에는 다수의 가이드돌기(151)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 다층의 송신센서모듈(150)은 가이드돌기(151)에 의해 측면부재(104)의 가이드홈(105)에 슬라이딩 결합하는 방식으로 장착가능하다.In this regard, referring to FIG. 4, the multi-layer transmission sensor module 150 among the transmission/reception separation type sensor modules 140 is installed at a position facing each other with respect to the bed 130, respectively. It may be installed on the member 104, wherein a plurality of guide grooves 105 are formed on the inner surface of the side member 104, and a plurality of guide protrusions on one side of the multi-layer transmission sensor module 150 ( 151) is formed. Therefore, the multi-layer transmission sensor module 150 can be mounted in a sliding manner to the guide groove 105 of the side member 104 by the guide protrusion 151.

여기서, 다층의 송신센서모듈(150)은 플레이프 상에 다수의 송신센서(152)를 구비하고 있으며, 케이블(153)을 통해 3D 프린터와 연결가능하며, 신호의 송수신을 위한 통신 케이블 및 전원을 공급받기 위한 전원 케이블을 포함할 수 있다.Here, the multi-layer transmission sensor module 150 has a plurality of transmission sensors 152 on the plaype, can be connected to the 3D printer through a cable 153, and requires a communication cable and power for transmitting and receiving signals. It may include a power cable for receiving supply.

또한, 도면에 도시하고 있지는 않지만, 다층의 수신센서모듈(160) 역시 다층의 송신센서모듈(150)과 유사하게 가이드돌기에 의해 측면부재의 가이드홈에 슬라이딩 결합하는 방식으로 장착가능하다.In addition, although not shown in the drawings, the multi-layered receiving sensor module 160 can also be mounted in a sliding manner similar to the multi-layered transmitting sensor module 150 in the guide groove of the side member by the guide protrusion.

이하에서는 본 발명에 따른 3D 프린터 출력오류 감지 방법을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method for detecting a 3D printer output error according to the present invention will be described.

도 5를 참조하면, 먼저 3D 프린터는 오토레벨링을 수행한다(S110).Referring to FIG. 5, first, the 3D printer performs auto-leveling (S110).

여기서, 오토레벨링은 노즐헤드(120)와 베드(130) 사이의 간격을 인식하여 베드(130)의 높이를 자동으로 조정함으로써 프린팅 절차를 준비하는 과정이다.Here, auto-leveling is a process of preparing for a printing procedure by automatically adjusting the height of the bed 130 by recognizing the gap between the nozzle head 120 and the bed 130.

오토페벨링 후, 출력물(200)의 출력이 시작되는데, 이때 상기 노즐헤드(120)는 필라멘트 공급기(도시안됨)로부터 공급된 필라멘트(110)를 가열하여 용융시킨 후 외부로 토출시킨다.After auto-peeling, the output of the output 200 starts. At this time, the nozzle head 120 heats and melts the filament 110 supplied from a filament feeder (not shown) and discharges it to the outside.

상기 노즐헤드(120)는 입체구조를 가지는 장치본체(100) 상에 구비된 이동수단(102)에 의해 상하, 좌우 및 전후방향으로 자유롭게 이동이 가능하도록 함으로써 3차원의 출력물(200)을 출력할 수 있다.The nozzle head 120 can be freely moved in up and down, left and right, and forward and backward directions by means of moving means 102 provided on the device body 100 having a three-dimensional structure, thereby outputting a three-dimensional output object 200. can

출력물(200)의 제1층(레이어)이 출력되기 시작하면(S120), 상기 제어부는 제1층의 송수신 분리형 센서모듈(140)이 가진되도록 제어함으로써 출력물(200)의 제1층의 프린팅 출력오류를 감지하도록 할 수 있다(S130).When the first layer (layer) of the output object 200 starts to be output (S120), the control unit controls the transmission/reception separated sensor module 140 of the first layer to be excited, thereby printing the first layer of the output object 200. An error can be detected (S130).

제1층의 송수신 분리형 센서모듈(140)이 출력물(200)의 제1층의 출력오류를 감지하게 되면(S132), 제어부는 상기 노즐헤드(120)의 동작을 중지시키도록 제어하며, 이를 사용자에게 경보해 줌으로써 사용자가 프린팅 출력오류 상황을 빠르게 인지할 수 있도록 한다.When the transmission/reception separation type sensor module 140 of the first layer detects an output error of the first layer of the output object 200 (S132), the control unit controls the operation of the nozzle head 120 to stop, which is controlled by the user. By alerting the user, the user can quickly recognize the printing output error situation.

만약 출력오류가 감지되지 않으면, 출력물(200)의 제1층의 출력이 완료되었는지 체크한다(S140).If an output error is not detected, it is checked whether the output of the first layer of the output object 200 has been completed (S140).

출력물(200)의 제1층의 출력이 완료되지 않으면, 제1층의 출력을 지속한다.If the output of the first layer of the output object 200 is not completed, the output of the first layer is continued.

출력물(200)의 제1층의 출력이 완료되면, 다음 제n층의 출력을 시작한다(S150).When the output of the first layer of the output object 200 is completed, the output of the next n-th layer starts (S150).

출력물(200)의 제n층이 출력되기 시작하면(S150), 상기 제어부는 제n층의 송수신 분리형 센서모듈(140)이 가진되도록 제어함으로써 출력물(200)의 제n층의 프린팅 출력오류를 감지하도록 할 수 있다(S160).When the n-th layer of the output object 200 starts to be output (S150), the control unit detects a printing output error of the n-th layer of the output object 200 by controlling the transmit/receive sensor module 140 of the n-th layer to be excited. It can be done (S160).

제n층의 송수신 분리형 센서모듈(140)이 출력물(200)의 제n층의 출력오류를 감지하게 되면(S162), 제어부는 상기 노즐헤드(120)의 동작을 중지시키도록 제어하며, 이를 사용자에게 경보해 줌으로써 사용자가 프린팅 출력오류 상황을 빠르게 인지할 수 있도록 한다.When the transmission/reception separation type sensor module 140 of the n-th layer detects an output error of the n-th layer of the output object 200 (S162), the control unit controls the operation of the nozzle head 120 to be stopped, which is controlled by the user. By alerting the user, the user can quickly recognize the printing output error situation.

만약 출력오류가 감지되지 않으면, 출력물(200)의 제n층의 출력이 완료되었는지 체크한다(S170).If an output error is not detected, it is checked whether the output of the n-th layer of the output object 200 has been completed (S170).

출력물(200)의 제n층의 출력이 완료되지 않으면, 제n층의 출력을 지속한다.If the output of the n-th layer of the output object 200 is not completed, the output of the n-th layer continues.

출력물(200)의 제n층의 출력이 완료되면, 프린팅 출력을 종료한다.When the output of the n-th layer of the output object 200 is completed, the printing output is terminated.

예를 들면, 출력물(200)이 20층의 레이어로 이루어지는 경우, 제1층 내지 제20층의 레이어에 대해서 제1층 내지 제20층의 개별의 송신센서모듈(150) 및 수신센서모듈(150)에 의해 개별적으로 프린팅 출력오류를 감지하게 된다.For example, when the output object 200 is composed of 20 layers, the first to twentieth layers have individual transmission sensor modules 150 and reception sensor modules 150 for the first to twentieth layers. ) to detect printing output errors individually.

한편, 사용자가 출력물(200)의 제n층의 출력을 취소하는 경우에, 상기 제어부는 제n층의 송수신 분리형 센서모듈(140)이 가진되지 않도록 제어함으로써 출력물(200)의 제n층의 프린팅 출력오류를 감지가 중지되도록 제어할 수 있다.On the other hand, when the user cancels the output of the n-th layer of the output object 200, the controller controls the transmission/reception separation type sensor module 140 of the n-th layer not to be excited, so that the n-th layer of the output object 200 is printed. Output errors can be controlled to stop detection.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. should be interpreted

100 : 장치본체
102 : 이동수단
110 : 필라멘트
120 : 노즐헤드
130 : 베드
140 : 송수신 분리형 센서모듈
150 : 송신센서모듈
160 : 수신센서모듈
200 : 출력물100: device body
102: means of transportation
110: filament
120: nozzle head
130: bed
140: transmission/reception separate sensor module
150: transmission sensor module
160: receiving sensor module
200: output

Claims (7)

필라멘트 공급기로부터 공급된 필라멘트를 가열하여 용융시킨 후 외부로 토출시키는 노즐헤드;
상기 노즐헤드에서 토출되는 용융된 필라멘트가 순차 적층되어 목표하는 출력물로 성형되는 공간을 제공하는 베드;
상기 베드를 중심으로 양측에 대칭되게 배치되어, 초음파 검출을 통해 상기 출력물의 성형시 발생할 수 있는 프린팅 출력오류를 감지하는 송수신 분리형 센서모듈; 및
상기 송수신 분리형 센서모듈에 의해 프린팅 출력오류가 감지되면 상기 노즐헤드의 동작을 중지시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터 출력오류 감지 장치.A nozzle head that heats and melts the filament supplied from the filament supply and discharges it to the outside;
a bed providing a space in which the molten filaments discharged from the nozzle head are sequentially stacked and molded into a desired output;
Separate transmission/reception sensor modules disposed symmetrically on both sides of the bed and sensing a printing output error that may occur during molding of the output through ultrasonic detection; and
3D printer output error detection device characterized in that it comprises a control unit for controlling to stop the operation of the nozzle head when a printing output error is detected by the transmission and reception separation type sensor module. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 출력물을 이루는 한 층의 레이어 적층시 마다 상기 송수신 분리형 센서모듈이 가진되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터 출력오류 감지 장치.According to claim 1,
3D printer output error detection device, characterized in that the control unit controls the transmission and reception separation type sensor module to be excited whenever one layer of the layer constituting the output is stacked. 제1항에 있어서,
상기 송수신 분리형 센서모듈은 상기 출력물의 최대 높이를 구간별로 나누어 배치되는 다층의 송신센서모듈 및 다층의 수신센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터 출력오류 감지 장치.According to claim 1,
The transmission/reception separation type sensor module comprises a multi-layer transmission sensor module and a multi-layer reception sensor module disposed by dividing the maximum height of the output by section. 3D printer output error detection device. 제3항에 있어서,
제어부는 한 층의 수신센서모듈이 대응하게 배치된 한 층의 송신센서모듈에서 송신되는 초음파를 검출하는 경우 프린팅 출력오류로 판단하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터 출력오류 감지 장치.According to claim 3,
3D printer output error detection device, characterized in that the control unit determines a printing output error when the receiving sensor module of one layer detects ultrasonic waves transmitted from the transmitting sensor module of one layer correspondingly disposed. 제3항에 있어서,
상기 다층의 송신센서모듈은 일정 주기 및 크기의 초음파를 발생하는 다수의 송신센서로 이루어지고, 상기 다층의 수신센서모듈은 상기 송신센서로부터 일정 거리로 이격되어 대칭되게 배치되고 상기 송신센서에서 발생한 초음파를 수신하는 다수의 수신센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터 출력오류 감지 장치.According to claim 3,
The multi-layer transmission sensor module is composed of a plurality of transmission sensors that generate ultrasonic waves of a certain period and size, and the multi-layer reception sensor module is spaced apart from the transmission sensor and is symmetrically disposed, and the ultrasonic waves generated by the transmission sensor are arranged symmetrically. 3D printer output error detection device, characterized in that consisting of a plurality of receiving sensors for receiving. 제5항에 있어서,
상기 다수의 송신센서 및 상기 다수의 수신센서는 상기 출력물의 Y방향 길이를 구간별로 나누어 배치되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터 출력오류 감지 장치.According to claim 5,
The plurality of transmission sensors and the plurality of reception sensors are 3D printer output error detection device, characterized in that arranged by dividing the Y-direction length of the output object by section. 제1항에 있어서,
상기 송수신 분리형 센서모듈은 상기 베드를 기준으로 상호 대향되는 위치에 각각 설치된 장치본체의 측면부재에 대해 설치되되, 상기 측면부재의 내면에 형성된 가이드홈과 상기 송수신 분리형 센서모듈의 일측에 형성된 가이드돌기의 슬라이딩 결합에 의해 탈착가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터 출력오류 감지 장치.According to claim 1,
The transmission/reception separation type sensor modules are installed on the side members of the device body respectively installed at positions facing each other with respect to the bed, and the guide groove formed on the inner surface of the side member and the guide protrusion formed on one side of the transmission/reception separation type sensor module 3D printer output error detection device, characterized in that configured detachably by sliding coupling.
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