KR101682600B1 - Apparatus and method for automatic measuring of printhead gap in 3D printer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3D 프린트의 헤드갭 자동측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로서, 프린트헤드 또는 작업대에 진동감지형센서 또는 비접촉형센서를 구성하고, 상기 작업대의 평면상의 헤드갭 측정위치로 프린트헤드를 이동하면서 센서를 통하여 프린트헤드와 작업대 간의 헤드갭 및 수평오차를 자동으로 측정할 수 있는 데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 3차원의 물체를 인쇄하는 프린트헤드(110)와; 상기 프린트헤드(110)를 탑재하고 이를 이동시키기 위한 캐리어(100); 상기 프린트헤드(110)에서 인쇄되는 출력물을 적재하기 위한 작업대(120); 상기 캐리어(100)와 작업대(120)를 인쇄위치로 이동시키기 위해 X, Y, Z축 방향의 구동력을 제공하는 구동부; 상기 프린트헤드(110)와 작업대(120) 사이의 헤드갭을 측정할 수 있도록 출력신호를 발생하는 센서; 및 상기 구동부를 제어하고 센서의 출력신호를 감지하여 해당 연산처리를 통해 헤드갭 및 상기 작업대(120)의 수평오차를 산출하는 제어부(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to an apparatus and method for automatically measuring head gaps in 3D printing, and more particularly, to a vibration sensor or a non-contact sensor in a print head or a work table, And the head gap and the horizontal error between the print head and the workbench can be automatically measured through the sensor.
To this end, the invention comprises a printhead 110 for printing a three-dimensional object; A carrier (100) for mounting and moving the printhead (110); A workbench (120) for loading printouts printed on the printhead (110); A driving unit for providing a driving force in X, Y and Z axis directions to move the carrier 100 and the work table 120 to a printing position; A sensor for generating an output signal to measure a head gap between the printhead 110 and the workbench 120; And a control unit 200 for controlling the driving unit, sensing the output signal of the sensor, and calculating a head gap and a horizontal error of the work table 120 through a corresponding calculation process.

Description

3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치 및 그 측정방법{Apparatus and method for automatic measuring of printhead gap in 3D printer}Technical Field [0001] The present invention relates to an apparatus for automatically measuring a head gap of a 3D print,

본 발명은 3D 프린트의 헤드갭 자동측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 프린트헤드 또는 작업대에 진동감지형센서 또는 비접촉형센서를 구성하고, 상기 작업대의 평면상의 헤드갭 측정위치로 프린트헤드를 이동하면서 센서를 통하여 프린트헤드와 작업대 간의 헤드갭 및 수평오차를 자동으로 측정할 수 있는 3D 프린트의 헤드갭 자동측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an automatic head gap measuring apparatus and a method of measuring the same, and more particularly, to a head gap measuring apparatus and a method of measuring the head gap of a 3D print, The present invention relates to a 3D head gap automatic measuring apparatus and method for automatically measuring a head gap and a horizontal error between a print head and a work table through a sensor while moving the print head.

근래에, 물체에 대한 3D 데이터를 이용하여 그 물건을 그대로 성형할 수 있는 3D 프린트의 사용이 증대되고 있다. 이러한 3D 프린트는 대량생산 이전의 모델링이나 샘플 제작과 같은 용도로 활용되었으나, 최근에는 다품종 소량생산 제품을 중심으로 양산 가능한 제품의 성형에도 사용될 수 있는 기술적 기반이 조성되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, the use of 3D printing capable of molding an object by using 3D data on the object has been increasing. These 3D prints have been used for pre-mass modeling and sample production. Recently, however, a technical basis has been developed that can be used in the mass production of mass-produced products centered on small-volume products of various types.

또한, 3D 프린트의 제품성형 방식은 크게 대상물체를 2차원의 평면형태로 성형한 것을 3차원으로 적층하면서 용융 부착하여 형태를 만드는 이른바 첨가형과 재료덩어리를 조각하듯이 절삭해서 형태를 만드는 절삭형이 있다.In addition, the product molding method of 3D printing includes a so-called additive type in which a target object is formed in a two-dimensional plane form, a three-dimensional laminate type in which the object is melted and adhered, and a cutting mold have.

그리고, 첨가형의 일종으로 열가소성 플라스틱으로 된 와이어 또는 필라멘트를 공급릴과 이송롤을 통해 공급하고, 공급된 필라멘트를 작업대에 대하여 상대적으로 X,Y,Z 세 방향으로 위치조절되는 3차원이송기구에 장착된 히터노즐에서 용융시켜서 배출함으로써, 2차원 평면형태를 만들면서 이를 작업대 상에서 적층하여 물체를 3차원으로 성형하는 필라멘트 용융 적층 성형방법이 있다.As a kind of additive type, a wire or filament made of thermoplastic plastic is fed through a feed reel and a feed roll, and the fed filament is mounted on a three-dimensional feed mechanism that is positioned relative to the work table in three directions of X, Y and Z There is a filament melt lamination molding method in which a two-dimensional planar shape is formed and the material is laminated on a work table to form an object in three dimensions.

이러한 3차원 프린트 방식은 가는 실 형태로 가공한 열가소성 수지를 프린트헤드(또는 '압출기'라고도 함)를 통하여 녹여서 분사하며 한 층씩 적층하여 조형하는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식이라 한다.Such a three-dimensional printing method is referred to as an FDM (Fused Deposition Modeling) method in which a thin thermoplastic resin is melted and injected through a print head (or an extruder) and laminated one by one.

이외에도, 광경화성 수지를 프린트헤드를 통하여 녹여서 잉크젯 프린트처럼 분사한 후 UV light로 경화시키면서 적층하여 조형하는 MJM(Multi Jet Modeling)방식 또는 광경화성 수지에 레이저광선을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithographic Apparatus) 방식 및 SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 고결(固結)시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering)방식 등이 있다.In addition, the MJM (Multi Jet Modeling) method in which a photocurable resin is melted through a print head and injected as an inkjet print, and then cured by UV light is laminated, or a method in which a scanned portion is cured by injecting laser light into a photo- SLS (Selective Laser Sintering) method using the principle of molding by using a functional polymer or a metal powder instead of a photo-curing resin in an SLA (Stereo Lithographic Apparatus) method and SLA.

이 중 FDM 방식의 3D 프린트의 일례를 살펴보면, 대한민국 등록특허 제1346704호(2013.12.24. 등록)의 멀티칼라 제품성형이 가능한 3D 프린트는, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(1)의 상부에 배치되는 X직선이동기구(4)와 Y직선이동기구(7)에 탑재되어 X,Y방향으로 위치조절되는 히터노즐(20)과, 상기 히터노즐(20)에 대하여 상대적으로 Z방향으로 위치조절되는 Z직선운동기구(14)에 탑재되는 작업대(18)와, 상기 프레임(1)의 일측에 배치되며 와이어 형태로 된 복수의 열가소성 필라멘트(3)를 상기 히터노즐(20)로 각각 이송하는 복수의 필라멘트이송부(31)를 구비하고, 상기 히터노즐(20)은 상기 복수의 필라멘트(3)가 개별적으로 도입되는 복수의 도입공(22)이 형성된 노즐바디(21)와, 이들 복수의 도입공(22)이 단일의 통로로 합류되어 배출되는 단일의 배출공이 형성된 노즐헤드와, 상기 히터노즐(20)의 X,Y,Z 상의 위치조절과 상기 복수의 필라멘트이송부(31)의 이송동작을 개별적으로 제어하는 콘트롤러(2)로 구성된다.One example of the FDM type 3D printing is a 3D print capable of forming a multicolor product of Korean Registered Patent No. 1346704 (registered on December 24, 2014), as shown in FIG. 1, A heater nozzle 20 mounted on the X linear movement mechanism 4 and the Y linear movement mechanism 7 and positioned in the X and Y directions and disposed in the Z direction relative to the heater nozzle 20; And a plurality of thermoplastic filaments (3) arranged on one side of the frame (1) and being in the form of a wire are respectively transported to the heater nozzle (20) The heater nozzle 20 includes a nozzle body 21 formed with a plurality of introduction holes 22 into which the plurality of filaments 3 are individually introduced, The nozzle 22 is formed with a single discharge hole through which a single passage is merged and discharged. And a controller 2 for individually controlling the position adjustment of the X, Y, Z phase of the heater nozzle 20 and the feeding operation of the plurality of filament conveying sections 31.

이에 따라, X직선이동기구(4)와 Y직선이동기구(7)에 의해 히터노즐(20)이 이동하고, Z직선이동기구(14)에 의해 작업대(18)가 이동하면서, 상기 작업대(18) 상에 3차원의 성형물을 순차적으로 적층하여 성형하게 된다.The heater nozzle 20 is moved by the X linear movement mechanism 4 and the Y linear movement mechanism 7 and the work table 18 is moved by the Z linear movement mechanism 14 so that the work table 18 ), And the three-dimensional molding is sequentially laminated and formed.

또한, 종래의 3D 프린트는, 상기한 방식 외에 캐리어에 탑재된 프린트헤드 즉, 히터노즐(20)이 X, Z축 방향으로 이동하고, 작업대(18)가 Y축 방향으로 이동하는 방식도 있다. 또는, 작업대는 고정되어 있고, 프린트헤드가 동시에 X, Y, Z축 방향으로 직선운동과 회전운동을 병행하는 델타방식 등이 있다.In addition, in the conventional 3D print, there is also a method in which the print head mounted on the carrier, that is, the heater nozzle 20 moves in the X and Z axis directions, and the work table 18 moves in the Y axis direction. Alternatively, there is a delta method in which the workbench is fixed and the print head simultaneously performs linear motion and rotational motion in the X, Y, and Z axis directions.

한편, 종래의 3D 프린트는, 캐리어에 탑재된 프린트헤드와 작업대 사이에는 일정간격 즉, 일반적으로 0.1 ~ 0.3mm의 헤드갭(head gap)이 상기 작업대의 전체 평면에 걸쳐 균일하고 정확하게 유지되어야 하며, 이는 상기 헤드갭을 얼마만큼 정확하고 균일하게 유지하느냐에 따라 인쇄품질이 결정되는 매우 중요한 사항이다.On the other hand, in the conventional 3D print, a head gap of 0.1 to 0.3 mm is required to be uniformly and accurately maintained over a whole plane of the workbench at regular intervals, that is, between the printhead mounted on the carrier and the workbench, This is a very important matter that the print quality is determined depending on how accurate and uniform the head gap is.

이를 위해, 종래에는, 작업대 전체 평면에 대한 헤드갭을 균일하고 일정하게 유지시키기 위한 헤드갭 측정 및 보정작업이 수행된다. 이는, 도 2에 도시된 바와 같이, 작업대(120) 상부에 위치한 프린트헤드(110)를 상기 작업대(120)의 평면상의 위치로 이동시키면서, 상기 프린트헤드(110)와 작업대(120) 사이에 헤드갭측정용지(130)를 삽입시켜, 상기 프린트헤드(110)와 작업대(120) 간의 헤드갭을 측정한다.To this end, head gap measurement and correction work is conventionally performed to maintain the head gap uniformly and constantly with respect to the entire work surface plane. This allows the printhead 110 positioned above the workbench 120 to move between the printhead 110 and the workbench 120 while moving the printhead 110 to a position on the plane of the workbench 120, A gap measurement sheet 130 is inserted to measure the head gap between the print head 110 and the work table 120.

이때, 측정된 헤드캡에 대하여 보정이 필요할 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 작업대(120) 즉, 제1작업대(122)와 제2작업대(124) 사이에 구성된 복수의 조절나사(126)를 통해 상기 제1작업대(122)의 높이를 조절함으로써, 상기 프린트헤드(110)와 작업대(120) 사이의 헤드갭을 보정하게 된다.3, when the measured head cap is required to be corrected, a plurality of adjusting screws (not shown) formed between the work table 120, that is, the first work table 122 and the second work table 124 126 to adjust the height of the first work table 122 to correct the head gap between the print head 110 and the work table 120. [

미부호 설명, 나사축(128)은, 상기 작업대(120) 즉, 제2작업대(124)의 일측에 구성되어 상기 작업대(120)가 Z축으로 이송되도록 하는 것이고, 모터(129)는, 상기 나사축(128)에 회전력을 제공한다.The screw shaft 128 is formed on one side of the work table 120 or the second work table 124 so that the work table 120 is transferred in the Z axis, And provides a rotational force to the screw shaft 128.

그러나, 상기와 같이, 종래의 헤드갭 측정작업은, 헤드갭측정용지(130)에 의해 작업자의 수작업을 통해 이루어져 작업자의 상태 즉, 숙련도, 신체적 조건 또는 감정상태에 따라 달라짐으로써, 정밀하고 정확한 헤드갭 측정이 수행되지 않는다는 문제점이 있다.However, as described above, the conventional head gap measurement operation is performed manually by the operator using the head gap measurement sheet 130 and varies depending on the state of the operator, that is, proficiency, physical condition, or emotional state, There is a problem that gap measurement is not performed.

이는, 헤드갭측정용지(130)의 상태 즉, 장시간 사용으로 인한 훼손 등에 의해 상기 헤드갭측정용지(130)의 평탄도가 불규칙하고, 또한 연질의 헤드갭측정용지(130)의 성질 때문에 작업자가 어떠한 위치에서 어떠한 방식으로 끼워넣는가에 따라 헤드갭의 측정높이가 달라질 수 있다는 문제점이 있다.This is because the flatness of the head gap measurement sheet 130 is irregular due to the state of the head gap measurement sheet 130, that is, the damage due to use for a long period of time, and the nature of the soft head gap measurement sheet 130 There is a problem in that the measured height of the head gap may vary depending on the position in which position is inserted.

또한, 헤드갭 측정작업은, 작업자의 숙련도에 따라 헤드갭의 측정오차가 발생함으로써, 정확한 헤드갭 측정이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.In addition, the head gap measurement operation has a problem that accurate head gap measurement can not be performed due to a measurement error of the head gap depending on the skill of the operator.

또한, 헤드갭 측정작업 중 캐리어(100)에 탑재된 프린트헤드(110)가 헤드갭측정용지(130)를 사이에 두고 작업대(120)에 직접 접촉됨으로써, 상기 프린트헤드(110)가 무리한 힘의 작용으로 손상될 수 있다는 문제점이 있다.
In addition, since the printhead 110 mounted on the carrier 100 during the head gap measurement operation is in direct contact with the workbench 120 with the head gap measurement paper 130 therebetween, There is a problem that it can be damaged by the action.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 프린트헤드 또는 작업대에 진동감지형센서 또는 비접촉형센서를 구성하고, 상기 작업대의 평면상의 헤드갭 측정위치로 프린트헤드를 이동하면서 센서와 모터를 이용하여 작업대 평면 전체에 대해서 헤드갭 및 수평오차를 정확하고 정밀하게 자동으로 측정할 수 있도록 하는 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치 및 그 측정방법을 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vibration sensor or a non-contact sensor in a print head or a workbench and move the print head to a head gap measurement position on a plane of the workbench The present invention provides a 3D head gap automatic measuring apparatus and a measuring method thereof, which can accurately and accurately measure the head gap and the horizontal error with respect to the entire work surface plane by using a sensor and a motor.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 3차원의 물체를 인쇄하는 프린트헤드와, 상기 프린트헤드를 탑재하고 이를 이동시키기 위한 캐리어와, 상기 프린트헤드에서 인쇄되는 출력물을 적재하기 위한 작업대, 및 상기 캐리어와 작업대를 인쇄위치로 이동시키기 위해 X, Y, Z축 방향의 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는 3D 프린트에 있어서, 상기 3D 프린트에는, 상기 프린트헤드와 작업대 사이의 헤드갭을 측정할 수 있도록 하는 캐리어와 작업대 사이에 구성되는 진동감지형센서 또는 비접촉형센서; 및 상기 진동감지형센서 또는 비접촉형센서를 통해 감지신호가 출력되면, 상기 캐리어 또는 프린트헤드와 작업대 상호 간의 이동거리를 이용하여 헤드갭 및 수평오차를 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a three-dimensional object, including: a print head for printing a three-dimensional object; a carrier for mounting and moving the print head; And a driving unit for providing a driving force in X, Y, Z axis directions for moving the carrier and the workbench to a printing position, wherein the 3D print includes a head gap between the print head and the workbench A vibration-sensing sensor or a non-contact sensor configured between a carrier and a workbench so that measurement can be performed; And a controller for calculating a head gap and a horizontal error using a movement distance between the carrier or the print head and the work table when the vibration sensor or the non-contact sensor outputs a detection signal.

본 발명에 있어서, 진동감지형센서는, 가속센서와, 진동센서 및 소형마이크 중 어느 하나;인 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the vibration sensing type sensor is any one of an acceleration sensor, a vibration sensor and a small microphone.

본 발명에 있어서, 비접촉형센서는, 광센서 또는 마그네트센서;인 것이 바람직하다.In the present invention, the non-contact type sensor is preferably an optical sensor or a magnet sensor.

본 발명에 있어서, 작업대에는, 복수의 헤드갭 측정위치가 설정;된 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that a plurality of head gap measurement positions are set on the work table.

본 발명에 있어서, 프린트헤드가 작업대에 직접 접촉되지 않고 헤드갭을 측정하기 위하여 프린트헤드 보다 낮은 높이를 갖는 스토퍼를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the print head further includes a stopper having a lower height than the print head for measuring the head gap without contacting the work surface directly.

본 발명에 있어서, 캐리어 또는 작업대를 미리 설정된 순서에 따라 헤드갭 측정영역에 해당되는 위치로 수평이동시키는 단계와; 상기 측정위치로 수평이동이 완료되면, 캐리어와 작업대가 접근하는 방향으로 수직방향으로 이동시키는 단계; 상기 수직방향으로 이동하는 과정에서 진동감지형센서 또는 비접촉형센서에서 출력신호가 감지되었는지를 확인하는 단계; 상기 진동감지형센서 또는 비접촉형센서에서 출력신호가 감지되면, 수직이동 동작을 중지하고, 수직방향으로 이동한 거리를 해당 측정영역에서의 측정값으로 설정하고 헤드갭의 절대치를 산출하여 이를 제어부에 저장하는 단계; 상기 제어부에 저장이 완료되면, 캐리어 또는 작업대를 수직방향으로 이동하기 전의 원위치로 복귀시켜 다음 측정영역으로 이동하기 위해 준비하는 단계; 상기 이동준비가 완료되면, 미리 설정된 모든 측정영역에서의 헤드갭 측정이 완료되었는지를 확인하여, 완료되지 않았다면 초기단계로 회기하여 상기 과정을 반복하고 완료되었다면 해드갭 편차(수평오차)를 산출하는 ;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: horizontally moving a carrier or a work table to a position corresponding to a head gap measurement area in a predetermined order; Moving the carrier and the workbench in a direction perpendicular to the workbench when the horizontal movement to the measurement position is completed; Checking whether an output signal is detected by the vibration sensor or the non-contact sensor during the movement in the vertical direction; When an output signal is detected by the vibration sensor or the non-contact sensor, the vertical movement is stopped, the distance moved in the vertical direction is set as a measurement value in the measurement area, the absolute value of the head gap is calculated, Storing; Returning the carrier or workbench to its original position before moving in the vertical direction and preparing to move to the next measurement area when the storage in the controller is completed; When the movement preparation is completed, it is confirmed whether or not the head gap measurement is completed in all preset measurement areas. If not completed, the process is repeated to the initial stage and the head gap measurement is completed if the completion is completed. And a control unit.

본 발명에 따른 3D 프린터의 헤드갭 자동 측정장치 및 그 측정방법은, 센서와 모터를 이용하여 헤드갭을 측정함으로써 작업자나 사용자의 숙련도와 무관하게 정확하고 정밀한 측정값을 얻을 수 있는 효과를 제공한다.The apparatus and method for automatically measuring a head gap of a 3D printer according to the present invention provide an effect of obtaining accurate and precise measurement values regardless of skill of an operator or a user by measuring a head gap using a sensor and a motor .

또한, 본 발명에 따른 3D 프린터의 헤드갭 측정장치 및 그 측정방법은, 까다로운 작업공수를 줄임으로써 대폭적인 생산원가의 절감효과를 제공하며, 사용자의 불만족을 감소시키는 효과를 제공한다.Further, the apparatus and method for measuring the head gap of a 3D printer according to the present invention provide a reduction effect on the production cost by drastically reducing the number of workings, and the effect of reducing the dissatisfaction of users.

더구나, 본 발명에 따른 3D 프린터의 헤드갭 측정장치 및 그 측정방법은, 센서가 측정 대상물과 직접 접촉하는 일이 없으므로 센서의 변형이나 파손에 따른 오류 발생의 원인을 완전히 제거하는 효과를 제공한다.
In addition, the apparatus and method for measuring the head gap of the 3D printer according to the present invention provide the effect of completely eliminating the cause of error due to deformation or breakage of the sensor since the sensor does not directly contact the measurement object.

도 1은 종래의 3D 프린트의 일례를 도시한 사시도.
도 2는 종래의 3D 프린트에서 헤드갭을 측정하는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 종래의 3D 프린트에서 프린트헤드 및 작업대의 결합관계를 보인 개략적인 측면도.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 헤드갭 측정장치의 결합관계 및 작동관계를 도시한 요부 확대도로서,
4a는 본 발명의 제1실시 예에 따른 진동감지형센서를 구비하고, 프린트헤드와 작업대가 접촉하는 순간을 감지하는 헤드갭 측정방법에 대한 개략도.
4b는 본 발명의 제2실시 예에 따른 진동감지형센서를 구비하고, 캐리어에 스토퍼를 구비하고, 캐리어와 작업대가 접촉하는 순간을 감지하는 헤드갭 측정방법에 대한 개략도.
4c는 본 발명의 제3실시 예에 따른 비접촉형센서를 구비하고, 프린트헤드와 작업대가 근접하는 순간을 감지하는 헤드갭 측정방법에 대한 개략도.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 작업대의 헤드갭 측정위치를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 헤드갭 측정방법을 도시한 블록도.
1 is a perspective view showing an example of a conventional 3D print.
2 is a perspective view showing a state in which a head gap is measured in a conventional 3D print.
3 is a schematic side view showing the combination of a print head and a work table in a conventional 3D print.
FIG. 4 is an enlarged view of a main portion showing a coupling relationship and an operating relationship of the head gap measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention,
4a is a schematic view of a head gap measuring method having a vibration sensing sensor according to a first embodiment of the present invention and sensing a moment when a print head and a workbench contact each other.
4b is a schematic view of a head gap measuring method having a vibration sensing sensor according to a second embodiment of the present invention and having a carrier with a stopper and detecting the moment when the carrier contacts the workbench.
4c is a schematic view of a head gap measuring method having a non-contact type sensor according to a third embodiment of the present invention and sensing a moment when a print head and a workbench approach each other.
5 is a plan view showing a head gap measurement position of a work table according to the first embodiment of the present invention;
6 is a block diagram showing a head gap measuring method according to the first embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다(종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다).DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings (the same reference numerals are used for the same components as the conventional ones, and a detailed description thereof will be omitted).

본 발명의 헤드갭 측정장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 3차원의 물체를 인쇄하는 프린트헤드(110)와, 상기 프린트헤드(110)를 탑재하고 이를 이동시키기 위한 캐리어(100)와, 출력물을 적재하기 위한 작업대(120)와, 상기 캐리어(100) 및 작업대(120)를 인쇄위치로 이동시키기 위해 X, Y, Z축 방향으로 구동시키기 위한 구동부와, 상기 프린트헤드(110) 및 작업대(120) 사이의 헤드갭을 측정하기 위한 진동감지형센서(140) 또는 비접촉형센서(142), 및 측정동작을 수행하기 위해 상기 구동부를 동작시키고 상기 진동감지형센서(140) 또는 비접촉형센서(142)의 출력신호를 감지하여 측정값을 설정하고 헤드갭(프린트헤드와 작업대의 이격거리)의 절대치 및 X축, Y축 헤드갭 편차(헤드갭의 수평오차)를 연산처리하는 제어부(200)로 구성된다.4, the head gap measuring apparatus of the present invention includes a print head 110 for printing a three-dimensional object, a carrier 100 for mounting and moving the print head 110, A driving unit for driving the carrier 100 and the workbench 120 in the X, Y, and Z axis directions to move to a printing position; Contact type sensor 140 or the non-contact type sensor 142 for measuring the head gap between the vibration sensor 140 and the non-contact type sensor 120, and the vibration sensor 140 or the non- A control unit 200 for calculating the absolute value of the head gap (the distance between the print head and the work table) and the X axis and Y axis head gap deviation (horizontal error of the head gap) by sensing the output signal of the controller 142 ).

상기 구동부는, 캐리어(100) 또는 작업대(120)를 X, Y, Z축 방향의 3차원 방향으로 이동되도록 구동력을 제공하여, 상기 캐리어(100)에 탑재된 프린트헤드(110)를 통해 분사 또는 토출되는 용융액이 상기 작업대(120) 상에 인쇄되면서 3차원의 물체가 성형되도록 한다.The driving unit may provide a driving force to move the carrier 100 or the work table 120 in the three-dimensional directions of the X, Y and Z axes so that the driving force is transmitted through the print head 110 mounted on the carrier 100, The molten liquid to be discharged is printed on the work table 120 so that a three-dimensional object is formed.

상기 진동감지형센서(140)는, 상기 프린트헤드(110) 또는 캐리어(100)와 상기 작업대(120)가 접촉되는 순간을 감지하기 위한 수단으로서, 접촉되는 순간 진동이나 충격에 의해서 출력신호가 발생하며 캐리어(100) 또는 작업대(120)의 어느 일측에 구성되거나 양측에 구성된다.The vibration sensing sensor 140 is a means for sensing the moment when the print head 110 or the carrier 100 and the work table 120 are in contact with each other. And is configured on either side of the carrier (100) or the work table (120) or on both sides.

또한, 상기 진동감지형센서(140)는, 반복되는 접촉에 의한 진동이나 충격에도 변형이 없는 가속센서와, 진동센서 또는 소형마이크 중 어느 하나로 구성됨이 바람직하다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 캐리어(100) 또는 프린트헤드(110)와 작업대(120)가 접촉하는 순간에 반응할 수 있는 센서이면 어느 것이든 사용 가능하다.It is preferable that the vibration-sensing sensor 140 is constituted of any one of an acceleration sensor that is free from deformation due to repeated contact or a vibration sensor or a small microphone. Of course, the present invention is not limited thereto, and any sensor that can respond to the moment when the carrier 100 or the printhead 110 and the workbench 120 come into contact with each other can be used.

또한, 상기 진동감지형센서(140)를 적용할 경우는 상기 프린트헤드(110)와 작업대(120)가 직접 접촉하도록 구성할 수도 있고, 상기 프린트헤드(110)를 보호하기 위하여 상기 캐리어(100)에 상기 작업대(120)와 접촉할 수 있는 스토퍼(150)를 구비하고 상기 스토퍼(150)와 작업대(120)가 접촉하도록 구성할 수도 있다.When the vibration sensing sensor 140 is applied, the print head 110 and the work table 120 may be in direct contact with each other. In order to protect the print head 110, The stopper 150 can be in contact with the work table 120 and the stopper 150 and the work table 120 can be in contact with each other.

상기 스토퍼(150)는 인쇄할 때 상기 캐리어(100)의 이동에 의해 상기 작업대(120)에 적재된 출력물과 충돌을 피하기 위해 프린트헤드(110) 보다 높게 위치시키는 것이 바람직하다.Preferably, the stopper 150 is positioned higher than the printhead 110 to avoid collision with the output stacked on the workbench 120 by movement of the carrier 100 when printing.

상기 비접촉형센서(142)는 상기 프린트헤드(110) 또는 상기 캐리어(100)와 상기 작업대(120)가 일정한 거리까지 근접되는 순간을 감지하기 위한 수단으로서, 근접하는 순간 출력신호를 발생시키기 위하여 감지거리를 미리 설정하고, 설정된 감지거리에서의 출력신호의 레벨을 센서감지의 판단기준치(Threshold)로 설정하며 이는 실험치로 정해진다.The non-contact type sensor 142 is a means for sensing a moment when the print head 110 or the carrier 100 and the work table 120 approach a predetermined distance, The distance is set in advance, and the level of the output signal at the set sensing distance is set as a threshold value for sensing the sensor, which is determined by an experimental value.

상기 비접촉형센서(142)는 광센서 또는 마그네트센서 중 어느 하나로 구성됨이 바람직하다.The non-contact type sensor 142 may be formed of any one of an optical sensor and a magnetic sensor.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 캐리어(100)와 작업대(120)가 일정한 거리까지 근접하는 순간에 일정한 출력을 낼 수 있는 센서이면 어느 것이든 사용 가능하다.Of course, the present invention is not limited thereto, and any sensor that can output a constant output when the carrier 100 and the work table 120 are close to a certain distance can be used.

또한, 비접촉형센서(142)는 상기 캐리어(100)에 구비되고 상기 작업대(120)에는 태그(도면 미표시)를 구비하여 반응시키는 것이 바람직하다.Also, it is preferable that the non-contact type sensor 142 is provided in the carrier 100 and the work table 120 is provided with a tag (not shown).

예를 들면, 반사형 광센서인 경우는 반사판 태그를, 마그네트 센서에는 철성분을 포함하는 태그를 사용하는 것이 바람직하다.For example, it is preferable to use a reflector tag for a reflection type optical sensor and a tag including an iron component for a magnet sensor.

상기와 같이 구성된 3D 프린터의 해드갭 자동 측정장치에 따른 해드갭 측정과정을 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The head gap measurement process according to the automatic head gap measuring apparatus of the 3D printer configured as described above will be described with reference to FIG.

본 발명의 제1실시 예에 따른, 도 4a는 진동감지형센서(140)를 사용하고 상기 프린트헤드(110)와 상기 작업대(120)를 직접 접촉을 시키는 방식으로서, 시작 단계에는 상기 작업대(120)가 (BO)에 위치하고 있는 상태에서 상기 작업대(120)의 좌측영역의 헤드갭을 측정하기 위하여 상기 캐리어(100)를 (C1)위치로 이동시키고 Z축 구동계를 제어하여 상기 작업대(120)를 상기 진동감지형센서(140)가 감지할 때까지 수직 이동시키면 상기 작업대(120)는 (B1)에 위치하게 된다.4A illustrates a method of using the vibration-sensitive sensor 140 and bringing the printhead 110 and the workbench 120 into direct contact with each other according to the first embodiment of the present invention. The carrier 100 is moved to the position (C1) and the Z-axis driving system is controlled to measure the head gap of the left region of the work table 120 in a state where the work table 120 is positioned on the work table 120 When the vibration-sensing sensor 140 is vertically moved until it is sensed, the worktable 120 is positioned at (B1).

상기 캐리어(100)가 작업대(120) 좌측영역인 (C1)위치에서의 헤드갭은 H(1)= M(1)이 된다.The head gap at the position (C1) where the carrier 100 is the left side region of the worktable 120 becomes H (1) = M (1).

여기서, M(1)은 상기 캐리어(100)가 (C1)위치에서 상기 작업대(120)가 (B0)에서 (B1)까지 이동한 거리이다.Here, M (1) is a distance at which the work table 120 moves from (B0) to (B1) at the position (C1) of the carrier 100.

다음 동작을 위하여 상기 작업대(120)를 (B0)위치로 되돌린 후 상기 작업대(120)의 우측영역의 헤드갭을 측정하기 위하여 상기 캐리어(100)를 이동시켜서 (C2)에 위치시키고 Z축 구동계를 제어하여 상기 작업대(120)를 상기 진동감지형센서(140)가 감지할 때까지 수직 이동시키면서 상기 작업대(120)는 (B2)에 위치하게 된다. 상기 캐리어(100)가 작업대(120) 우측영역인 (C2) 위치에서의 헤드갭은 H(2) = M(2)가 된다.The work table 120 is returned to the position B0 for the next operation and the carrier 100 is moved to position C2 to measure the head gap of the right area of the work table 120, The workbench 120 is positioned at (B2) while vertically moving the workbench 120 until the vibration-sensing sensor 140 detects it. The head gap at the position (C2) where the carrier 100 is the right side region of the work table 120 becomes H (2) = M (2).

여기서, M(2)은, 상기 캐리어(100)가 (C2)위치에서 상기 작업대(120)가 (B0)에서 (B2)까지 이동한 거리이다.Here, M (2) is a distance at which the work table 120 moves from (B0) to (B2) at the position (C2) of the carrier 100.

본 발명의 제2실시 예에 따른 도 4b는 진동감지형센서(140)를 사용하고 상기 캐리어(100)에 구비된 스토퍼(150)와 상기 작업대(120)를 접촉을 시키는 방식으로서, 시작단계에서 상기 작업대(120)가 (B0)에 위치하고 있는 상태에서, 상기 작업대(120)의 좌측영역의 헤드갭을 측정하기 위하여 상기 캐리어(100)를 이동시켜서 (C1)에 위치시키고 Z축 구동계를 제어하여 상기 작업대(120)를 상기 진동감지형센서(140)가 감지할 때까지 수직 이동시키면 상기 작업대(120)는 (B1)에 위치하게 된다. 상기 캐리어(100)가 작업대(120) 좌측영역인 (C1)위치에서의 헤드갭은 H(1)=M(1)-d1이 된다.4B according to the second embodiment of the present invention is a method of using the vibration sensing sensor 140 and bringing the stopper 150 provided in the carrier 100 into contact with the work table 120, In order to measure the head gap of the left region of the work table 120 in a state where the work table 120 is located at B0, the carrier 100 is moved to position C1 and the Z axis drive system is controlled When the work table 120 is vertically moved until the vibration sensor 140 senses the work table 120, the work table 120 is positioned at (B1). The head gap at the position (C1) where the carrier 100 is the left side region of the work table 120 becomes H (1) = M (1) -d1.

여기서, M(1)은 상기 작업대(120)가 (B0)에서 (B1)까지 이동한 거리이고, Here, M (1) is the distance that the worktable 120 has moved from (B0) to (B1)

d1은 프린트헤드(110)와 스토퍼(150) 간의 간격이며, 설계 치수에 의해서 정해진다.d1 is the distance between the print head 110 and the stopper 150 and is determined by the design dimension.

다음 동작을 위하여 상기 작업대(120)를 (B0)위치로 되돌린 후, 상기 작업대(120)의 우측영역의 헤드갭을 측정하기 위하여 상기 캐리어(100)를 이동시켜서 (C2)에 위치시키고 Z축 구동계를 제어하여 상기 작업대(120)를 상기 진동감지형센서(140)가 감지할 때까지 수직 이동시키면 상기 작업대(120)는 (B2)에 위치하게 된다. 상기 캐리어(100)가 작업대(120) 우측영역인 (C2)위치에서의 헤드갭은 H(2)=M(2)-d1이 된다.The work table 120 is returned to the position B0 for the next operation and the carrier 100 is moved to position C2 in order to measure the head gap of the right area of the work table 120, The workbench 120 is positioned at B2 when the workbench 120 is moved vertically until the vibration sensor 140 senses the workbench 120 by controlling the drive system. The head gap at the position (C2) where the carrier 100 is the right side region of the worktable 120 becomes H (2) = M (2) -d1.

여기서, (H2)는 상기 작업대(120)가 (B0)에서 (B2)까지 이동한 거리이고,Here, (H2) is the distance that the workbench 120 has moved from (B0) to (B2)

d1은 프린트헤드(110)와 스토퍼(150) 간의 간격이며, 설계 치수에 의해서 정해진다.d1 is the distance between the print head 110 and the stopper 150 and is determined by the design dimension.

한편, 제1 및 제2실시 예의 진동감지형센서(140)는, 프린트헤드(110) 또는 스토퍼(150)가 작업대(120)에 접촉되는 순간 발생하는 진동 또는 충격을 감지하여 출력신호를 발생하는 것으로서, 이에 한정하는 것은 아니다.The vibration sensing sensor 140 of the first and second embodiments detects an oscillation or an impact that occurs when the print head 110 or the stopper 150 contacts the work table 120 and generates an output signal But is not limited thereto.

즉, 상기 프린트헤드(110) 또는 스토퍼(150)가 상기 작업대(120)에 접촉되는 순간을 감지하는 접촉형센서로 구성할 수 있다. 상기 접촉형센서는, 리드스위치 또는 리미트스위치, 압력센서 중 어느 하나로 구성할 수도 있다.That is, the print head 110 or the contact sensor may detect the moment when the stopper 150 contacts the work table 120. The contact-type sensor may be composed of any one of a reed switch, a limit switch, and a pressure sensor.

이 경우, 상기 접촉형센서는, 캐리어(100)의 하단 일측에 구성됨이 바람직하다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 작업대(120)의 접촉에 의해 출력신호를 낼 수 있는 위치이면 어느 곳이든 사용 가능하다. 예컨대, 상기 접촉형센서는 프린트헤드(110)의 일측에 구성할 수도 있다.In this case, it is preferable that the contact-type sensor is configured at one side of the lower end of the carrier 100. Of course, the present invention is not limited thereto, and any position can be used as long as it can output an output signal by contact with the work table 120. For example, the contact-type sensor may be configured on one side of the printhead 110.

본 발명의 제3실시 예에 따른, 도 4c는 비접촉형센서(142)를 사용하고 상기 캐리어(100)와 상기 작업대(120) 근접 이동시키는 방식으로서, 시작단계에서 상기 작업대(120)가 (B0)에 위치하고 있는 상태에서, 상기 작업대(120)의 좌측영역의 헤드갭을 측정하기 위하여 상기 캐리어(100)를 이동시켜서 (C1)에 위치시키고 Z축 구동계를 제어하여 상기 작업대(120)를 상기 비접촉형센서(142)가 감지할 때까지 수직 이동시키면서 상기 작업대(120)는 (B1)에 위치하게 된다. 상기 캐리어(100)가 작업대(120) 좌측영역인 (C1)위치에서의 헤드갭은 H(1)=M(1)+(d2-d1)이 된다.4C is a diagram illustrating a method of using the non-contact type sensor 142 to move the carrier 100 and the work table 120 in the vicinity of each other, The carrier 100 is moved to position C1 to measure the head gap of the left region of the work table 120 and the Z axis driving system is controlled to move the work table 120 to the non- The worktable 120 is positioned at (Bl) while vertically moving until the sensor 142 detects it. The head gap at the position (C1) where the carrier 100 is the left side region of the work table 120 is H (1) = M (1) + (d2-d1).

여기서, M(1)은 상기 작업대(120)가 (B0)에서 (B1)까지 이동한 거리이고,Here, M (1) is the distance that the worktable 120 has moved from (B0) to (B1)

d1은 프린트헤드(110)와 비접촉형센서(142)간의 간격이며, 설계 치수에 의해서 정해지고,d1 is a distance between the print head 110 and the non-contact type sensor 142, which is determined by the design dimension,

d2는 비접촉형센서(142)의 대상물에 대한 감지거리이며, 설계 기준에 의해서 미리 정해진다.d2 is the sensing distance of the object of the non-contact type sensor 142, and is predetermined according to the design criteria.

다음 동작을 위하여 상기 작업대(120)를 (B0)위치로 되돌린 후, 상기 작업대(120)의 우측영역의 헤드갭을 측정하기 위하여 상기 캐리어(100)를 이동시켜서 (C2)에 위치시키고 Z축 구동계를 제어하여 상기 작업대(120)를 상기 비접촉형센서(142)가 감지할 때까지 수직 이동시키면 상기 작업대(120)는 (B2)에 위치하게 된다. 상기 캐리어(100)가 작업대(120) 좌측영역인 (C1)의 위치에서의 헤드갭은 H(2)=M(2)+(d2-d1)이 된다.The work table 120 is returned to the position B0 for the next operation and the carrier 100 is moved to position C2 in order to measure the head gap of the right area of the work table 120, When the work table 120 is moved vertically by controlling the drive system until the non-contact type sensor 142 detects the work table 120, the work table 120 is positioned at (B2). The head gap at the position of the carrier C1 where the carrier 100 is the left side region of the work table 120 becomes H (2) = M (2) + (d2-d1).

여기서, M(2)는 상기 작업대(120)가 (B0)에서 (B2)까지 이동한 거리이고,Here, M (2) is the distance that the work table 120 has moved from (B0) to (B2)

d1은 프린트헤드(110)와 비접촉형센서(142)간의 간격이며, 설계 치수에 의해서 정해진다.d1 is the distance between the printhead 110 and the non-contact sensor 142, and is determined by the design dimension.

d2는 비접촉형센서(142)의 대상물에 대한 감지거리이며, 설계기준에 의해서 미리 정해진다.d2 is the sensing distance of the object of the non-contact type sensor 142, and is predetermined according to the design criteria.

위에서 언급한 바를 종합하면, 상기 작업대(120) 좌측영역의 헤드갭은 H(1)이고, 우측영역인 헤드갭은 H(2)가 된다.In other words, the head gap in the left area of the work table 120 is H (1) and the head gap in the right area is H (2).

이때, 상기 작업대(120)의 좌우측 헤드갭 편차(수평오차)는 ΔH=H(1)-H(2)가 된다.At this time, left and right head gap deviations (horizontal error) of the work table 120 are ΔH = H (1) -H (2).

또한, 상기 측정결과로서 얻은 데이터 H(1),H(2) 및 ΔH는 상기 작업대(120)의 헤드갭 및 수평을 조절하기 위한 정보로 활용된다.The data H (1), H (2), and H obtained as the measurement result are utilized as information for adjusting the head gap and the horizontal of the work table 120.

또한, 상기의 측정과정은 이해의 편의를 돕기 위한 것으로서, X축(좌우측) 헤드갭 측정과정만 언급된 것이며, Y축(전후측) 헤드갭 측정과정에도 동일한 과정을 적용할 수 있다.In addition, the above measurement procedure is for convenience of understanding, and only the X-axis (left and right) head gap measurement process is mentioned, and the same process can be applied to the Y-axis (front and rear) head gap measurement process.

도 5는 본 발명의 상기 작업대(120)상의 헤드갭 측정영역을 설정한 일례로서, 도 4를 참조하여 살펴보면,FIG. 5 is an example of setting a head gap measurement area on the work table 120 of the present invention. Referring to FIG. 4,

상기 작업대(120)상의 헤드갭 측정영역은 임의의 영역을 설정할 수 있으나, 중앙과 테두리(A0 내지 A8)에 설정함이 바람직하다.The head gap measurement area on the workbench 120 can be set to any area, but it is preferably set at the center and the edges A0 to A8.

또한, 헤드갭 편차(수평오차)를 산출하기 위해서는 중앙영역(A0)과 X축의 좌측영역(A1, A2, A3) 및 우측영역인(A5, A6, A7), Y축의 전방영역(A3, A4, A5) 및 후방영역(A1, A7, A8)으로 구분하는 것이 바람직하다.In order to calculate the head gap deviation (horizontal error), the center region A0, the left regions A1, A2, and A3 of the X axis and the right regions A5, A6, and A7 and the front regions A3 and A4 of the Y axis , A5, and rear regions A1, A7, and A8.

상기 작업대(120) 수평면에 대한 헤드갭 편차를 측정하기 위해서는 최소 3개소 이상의 측정영역을 설정해야 하나, 정확도를 높이기 위해서는 보다 여러 곳을 설정하여 평균치를 적용할 수도 있다.In order to measure the deviation of the head gap with respect to the horizontal plane of the work table 120, at least three measurement areas must be set. However, in order to increase the accuracy, a plurality of locations may be set and an average value may be applied.

또한, 측정영역은 X축 및 Y축의 각축에 대해서 축의 중앙선을 기준으로 대칭되는 영역을 설정하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to set the measurement region to be symmetric with respect to the X-axis and Y-axis with respect to the center line of the axis.

예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 X축에 대해 A2 영역은 A6 영역이 대칭되고, A1, A2, A3 영역의 평균치에 대칭된 것은 A5, A6, A7 영역의 평균치가 된다.For example, as shown in Fig. 5, the A6 region is symmetric with respect to the X axis in the A2 region, and the A5, A6, and A7 regions symmetric with the average value in the A1, A2, and A3 regions are the average values.

동일한 방법으로 Y축에 대해서도 대칭되는 영역을 설정할 수 있다.It is possible to set an area symmetrical with respect to the Y axis in the same manner.

상기와 같이 구성된 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치에 따른 헤드갭 측정방법을 도 6을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.A head gap measuring method according to the automatic head gap measuring apparatus of the 3D print configured as described above will be described with reference to FIG.

먼저, 캐리어 또는 작업대를 미리 설정된 순서에 따라 헤드갭 측정영역에 해당되는 위치로 수평이동시키는 단계이다(S1).First, the carrier or work table is horizontally moved to a position corresponding to the head gap measurement area in a predetermined order (S1).

이는, 작업대(120)에 설정된 측정위치(A1 내지 A8)들 중 측정하고자 하는 영역의 상부에 캐리어(100) 또는 프린트헤드(110)가 위치되도록 구동부에서 제공되는 구동력에 의해 수평이동된다.This is horizontally moved by the driving force provided by the driving unit so that the carrier 100 or the print head 110 is positioned above the area to be measured among the measurement positions A1 to A8 set on the workbench 120. [

상기 캐리어 또는 작업대가 측정위치로 수평이동되면(S1), 상기 캐리어 및 작업대가 접근하는 방향으로 수직이동시키면서 센서출력을 감지하는 단계이다(S2).When the carrier or workbench is horizontally moved to the measurement position (S1), the sensor output is sensed while vertically moving in the direction in which the carrier and the workbench approach (S2).

이는, 작업대(120)상의 A0 ~ A8 중 선정된 측정영역의 상부로 캐리어(100)가 위치되면, 구동부에서 제공되는 구동력에 의해 상기 캐리어(100) 및 작업대(120)가 상호 접근하는 방향으로 수직이동된다.This is because when the carrier 100 is positioned above the predetermined measurement area A0 to A8 on the workbench 120, the carrier 100 and the workbench 120 are moved vertically .

상기 캐리어 및 작업대가 접근하는 방향으로 이동하면서(S2), 상기 캐리어 또는 작업대의 일측에 구성되는 센서에서 출력신호가 감지되었는지를 확인하는 단계이다(S3).(S2) while confirming whether an output signal is sensed by a sensor formed at one side of the carrier or the work table (S3).

이는 센서로부터 출력신호가 감지될 때까지 계속된다.This continues until an output signal from the sensor is sensed.

상기 센서로부터 출력신호가 감지되면(S3), 수직이동을 중지하고, 수직 이동한 거리를 해당 측정영역에서의 측정값으로 설정하고 헤드갭의 절대치를 산출하여 제어부에 저장하는 단계이다(S4).When an output signal from the sensor is sensed (S3), the vertical movement is stopped, the vertical distance is set as a measurement value in the measurement area, and the absolute value of the head gap is calculated and stored in the controller (S4).

다음 동작을 위한 준비단계로서 작업대를 캐리어의 수직 하단에 있는 수직방향으로 접근 이동하기 전의 원래의 위치로 되돌린다(S5).As a preparatory step for the next operation, the workbench is returned to the original position before approaching in the vertical direction at the vertical lower end of the carrier (S5).

작업대상의 미리 설정된 모든 측정영역에서의 헤드갭 측정이 완료되었는지를 확인하여, 완료되지 않았다면 남은 측정영역에 대해 헤드갭 측정을 진행하기 위하여 초기단계로 회기한 후 완료될 때까지 상기 S1 ~ S5단계를 반복한다.If it is determined that the head gap measurement has not been completed in all of the preset measurement areas to be processed, it is determined whether the head gap measurement is completed or not. .

미리 설정한 모든 측정영역에 헤드갭 측정 동작이 완료되면 도 4를 참조하여 영역별 헤드갭 절대치 및 X축, Y축 방향으로의 헤드갭 편차를 산출한다.When the head gap measurement operation is completed for all of the preset measurement regions, the head gap absolute value and the head gap deviation in the X axis direction and the Y axis direction are calculated with reference to FIG.

이상에서 설명한 것은 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치 및 그 측정방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
The above description is only one embodiment for carrying out the head gap automatic measuring apparatus and the measuring method of the 3D print, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. It will be understood by those skilled in the art that various changes may be made without departing from the spirit of the invention.

100: 캐리어 110: 프린트헤드
120: 작업대 130: 헤드갭측정용지
140: 진동감지형센서 142: 비접촉형센서
150: 스토퍼
100: Carrier 110: Printhead
120: Work table 130: Head gap measurement paper
140: Vibration sensor 142: Non-contact sensor
150: Stopper

Claims (7)

3차원의 물체를 인쇄하는 프린트헤드와, 상기 프린트헤드를 탑재하고 이를 이동시키기 위한 캐리어와, 상기 프린트헤드에서 인쇄되는 출력물을 적재하기 위한 작업대와, 상기 캐리어와 작업대를 인쇄위치로 이동시키기 위해 X, Y, Z축 방향의 구동력을 제공하는 구동부를 통해 제품을 성형하는 3D 프린트에 있어서,
상기 프린트헤드(110)와 작업대(120) 사이의 헤드갭을 측정할 수 있도록 상기 캐리어(100)의 일측에 구성되어 출력신호를 발생하는 센서; 및
상기 구동부를 제어하고 상기 센서의 출력신호를 감지하여 상기 출력신호의 연산처리를 통해 상기 작업대(120)의 수평오차에 따른 헤드갭을 산출하는 제어부(200)를 포함하고;
상기 캐리어(100)는 작업대(120) 상에서 상호 대칭되는 X축 또는 Y축 각각의 방향으로 이송하며;
상기 작업대(120)는 상기 캐리어(100)의 Z축 방향으로 이송하여;
상기 캐리어(100)가 상기 작업대(120)의 한 구역 상에 위치되면 상기 작업대(120)의 상승높이(M(1))를 측정하고;
상기 작업대(120)가 원위치로 위치되면 상기 캐리어(100)가 대칭되는 방향의 작업대(120) 상의 다른 구역에 위치되어 상기 작업대(120)의 상승높이(M(2))를 측정함으로써, 상기 캐리어(100)와 작업대(120) 사이의 수평오차에 따른 헤드갭을 산출할 수 있도록 작동;
되는 것을 특징으로 하는 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치.
A carriage for loading and moving the printhead, a workbench for loading printouts printed on the printhead, a carriage for loading the carriage and workbench into the print position, , And a 3D printing unit for forming a product through a driving unit that provides a driving force in the Y and Z axis directions,
A sensor configured on one side of the carrier (100) to generate an output signal to measure a head gap between the printhead (110) and the workbench (120); And
And a control unit (200) for controlling the driving unit, sensing an output signal of the sensor, and calculating a head gap according to a horizontal error of the work table (120) through an operation process of the output signal;
The carrier (100) is transported in the direction of the X axis or Y axis, which are mutually symmetrical on the work table (120);
The work table 120 is transferred in the Z axis direction of the carrier 100;
Measure the elevation height M (1) of the worktable 120 when the carrier 100 is located on one side of the worktable 120;
By measuring the elevation height M (2) of the worktable 120 by being positioned in another area on the worktable 120 in the direction in which the carrier 100 is symmetrical when the worktable 120 is in place, The head gap can be calculated according to the horizontal error between the work table 100 and the work table 120;
And the head gap is measured by the measurement unit.
청구항 1에 있어서, 상기 센서는,
진동감지형센서(140)와, 비접촉형센서(142) 또는 접촉형센서 중 어느 하나;
인 것을 특징으로 하는 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치.
The sensor according to claim 1,
A vibration sensor 140, and either a non-contact sensor 142 or a contact sensor;
And the head gap of the 3D print is automatically measured.
청구항 1에 있어서,
상기 캐리어(100)의 일측에는, 프린트헤드(110)가 작업대(120)에 직접 접촉되지않아도 센서에서 헤드갭의 측정을 위한 출력신호가 발생할 수 있도록 보조하는 적어도 하나 이상의 스토퍼(150);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치.
The method according to claim 1,
At least one stopper 150 is provided at one side of the carrier 100 to assist an output signal for measurement of a head gap in the sensor even if the print head 110 is not in contact with the work table 120 directly.
Further comprising: a head gap measuring unit for measuring the head gap of the 3D printer.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 있어서,
상기 센서의 진동감지형센서는, 가속센서와, 진동센서 또는 소형마이크 중 어느 하나;
인 것을 특징으로 하는 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the vibration sensor of the sensor is one of an acceleration sensor and a vibration sensor or a small microphone;
And the head gap of the 3D print is automatically measured.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 있어서,
상기 센서의 비접촉형센서(142)는,
광센서 또는 마그네트센서;
인 것을 특징으로 하는 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The non-contact sensor (142) of the sensor
A light sensor or a magnet sensor;
And the head gap of the 3D print is automatically measured.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 있어서, X축 및 Y축 헤드갭편차는,
중앙을 기준으로 대칭되는 측정영역 중 대표되는 각각 1개의 측정영역의 헤드갭의 차이를 설정하거나, 또는 복수의 측정영역의 헤드갭의 평균치를 차이를 설정;
하는 것을 특징으로 하는 3D 프린트의 헤드갭 자동 측정장치.
The X-axis and Y-axis head gap deviation according to any one of claims 1 to 3,
The head gap of each of the representative measurement areas being symmetrical with respect to the center is set or the difference of the average value of the head gaps of the plurality of measurement areas is set;
And the head gap of the 3D printer is automatically measured.
3D프린트의 헤드갭 측정방법에 있어서,
캐리어가 작업대 상에 미리 설정된 순서에 따라 헤드갭 측정영역의 해당 위치로 수평이동하는 단계(S1)와;
상기 캐리어가 해당 위치로 수평이동이 완료되면, 작업대가 상기 캐리어 측의 Z축 방향으로 수직 이동하는 단계(S2);
상기 작업대의 수직방향으로 이동하는 과정에서 상기 캐리어의 일측에 구성되는 진동감지형센서, 비접촉형센서 또는 접촉센서 중 어느 하나의 센서에서 출력신호가 감지되었는지를 확인하는 단계(S3);
상기 센서에서 출력신호가 감지되면, 상기 작업대의 Z축 방향의 수직이동 동작을 중지하고, 수직방향으로 이동한 거리를 해당 측정영역에서의 헤드갭 측정값으로 설정하며 헤드갭 절대치로 환산하여 이를 제어부에 저장하는 단계(S4);
상기 제어부에 저장이 완료되면, 상기 작업대를 원위치로 복귀시키고 상기 캐리어를 측정영역의 대칭되는 방향에 위치한 다른 하나의 측정영역으로 이동하도록 준비하는 단계(S5);
상기 이동준비가 완료되면, 설정된 모든 측정영역에 대한 측정이 완료되었는지를 확인하고, 만약 완료되지 않을 경우에는 S1 내지 S5단계를 반복하기 위하여 상기 캐리어가 작업대 상의 다른 측정영역으로 이동하여 S1단계로 회귀하는 단계(S6); 및
각 측정영역의 헤드갭 측정이 완료되면 X축 또는 Y축에 대한 헤드갭 편차(수평오차)를 산출하는 단계(S7);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 헤드갭 자동 측정방법.
A head gap measuring method of 3D printing,
(S1) of horizontally moving the carrier to a corresponding position in the head gap measuring area in a predetermined order on the work table;
A step (S2) of vertically moving the work table in the Z-axis direction of the carrier when the carrier is horizontally moved to the corresponding position;
(S3) confirming whether an output signal is sensed by any one of a vibration sensor, a non-contact sensor, and a touch sensor formed on one side of the carrier in a vertical direction of the work table;
When the output signal of the sensor is sensed, the vertical movement of the work table in the Z-axis direction is stopped, the distance moved in the vertical direction is set as a head gap measurement value in the measurement region, (S4);
(S5) when the control unit has completed the storing, returning the work table to the home position and preparing the carrier to move to another measurement area located in a symmetrical direction of the measurement area;
When the preparation for movement is completed, it is confirmed whether or not the measurement for all of the set measurement areas is completed. If not completed, the carrier moves to another measurement area on the work table to repeat steps S1 to S5, (S6); And
Calculating a head gap deviation (horizontal error) with respect to the X axis or Y axis (S7) when the head gap measurement of each measurement area is completed;
Wherein the head gap of the 3D printer is measured.
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