KR102415413B1 - 3D Printer with Double Parallelogram Linkage - Google Patents
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Abstract
본 발명은 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인프레임; 상기 메인프레임에 일단부가 연결되는 더블패러랠로그램 링키지; 필라멘트를 공급하기 위한 익스트루더(extruder)와, 상기 익스트루더로부터 공급되는 필라멘트를 용융시켜 노즐을 통해 토출시키는 핫앤드로 구성되어 상기 더블패러랠로그램 링키지의 타단부 측에 장착되는 프린팅모듈; 상기 메인프레임에 구비되어 상기 더블패러랠로그램 링키지 및 상기 프린팅모듈의 노즐 위치를 제어하기 위한 구동모터부; 및 이상 부하 발생 시, 상기 구동모터부로 공급되는 전류 변화를 감지하여 상기 구동모터부의 동작을 제어하는 센싱부;를 포함하여 이루어진다.
즉 본 발명은 로봇 암에 더블패러랠로그램 링키지를 적용하여 인쇄영역을 확대하며, 장치를 각종 위험 요소에서 안전하게 보호할 수 있으며, 필라멘트의 막힘을 조기에 감지할 수 있는 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D프린터를 제안하고자 한다.The present invention relates to a 3D printer utilizing a double parallelogram linkage, and more particularly, to a main frame; a double parallelogram linkage having one end connected to the main frame; a printing module comprising an extruder for supplying a filament, and a hot end that melts the filament supplied from the extruder and discharges it through a nozzle, and is mounted on the other end of the double parallelogram linkage; a driving motor unit provided on the main frame to control nozzle positions of the double parallel program linkage and the printing module; and a sensing unit configured to control the operation of the driving motor unit by sensing a change in current supplied to the driving motor unit when an abnormal load occurs.
That is, the present invention expands the printing area by applying the double parallelogram linkage to the robot arm, can safely protect the device from various risk factors, and utilizes the double parallelogram linkage that can detect the blockage of the filament at an early stage I would like to propose a 3D printer.
Description
본 발명은 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇 암에 더블패러랠로그램 링키지를 적용하여 인쇄영역을 확대하며, 장치를 각종 위험 요소에서 안전하게 보호할 수 있으며, 필라멘트의 막힘을 조기에 감지할 수 있는 3D프린터에 관한 것이다. The present invention relates to a 3D printer utilizing a double parallelogram linkage, and more particularly, by applying a double parallelogram linkage to a robot arm, the printing area can be enlarged, and the device can be safely protected from various risk factors, It relates to a 3D printer that can detect clogging of a filament at an early stage.
기존 방식의 FDM (Fused Deposition Modeling) 3D 프린팅의 경우, 대부분 직교 좌표계의 개념에서 작동하므로, Base의 제한을 가져오고 만들 수 있는 부품의 크기도 제한을 받는다. In the case of the conventional FDM (Fused Deposition Modeling) 3D printing, most of it operates in the concept of a Cartesian coordinate system, so it brings limitations on the base and limits the size of parts that can be made.
1991년, Stratasis의 FDM 방식이 계발된 이후부터 시중에 나온 범용 3D 프린터는 직교좌표계에 의해 제어되므로 직사각형의 공간을 필요로 하고, 제품이 제작될 공간보다 프린터의 부품등이 차지할 공간도필요하여 제작될 공간보다 넓은 공간을 요구된다.Since the development of Stratasis' FDM method in 1991, general-purpose 3D printers on the market require a rectangular space because they are controlled by the Cartesian coordinate system. A larger space is required than the space to be.
이를 해결하기 위해 로봇 암을 이용한 3D프린터가 소개되기도 하는데, 노즐이 지면에 수직일 것이 요구된 3D프린터의 특성상 아암 선단의 노즐의 수직유지를 위해 자세 제어가 복잡하고, 가공물이나 기타 장애물에 로봇 암이 충돌했을 때 이를 감지하기 위해 고가의 토크센서를 사용하기 때문에 장비의 가격이 상승하는 문제도 있었다. To solve this problem, a 3D printer using a robot arm has been introduced. Due to the nature of the 3D printer, which requires the nozzle to be perpendicular to the ground, the posture control is complicated to maintain the nozzle at the tip of the arm vertically, and the robot arm is positioned against the workpiece or other obstacles. There was also a problem in that the price of the equipment increased because an expensive torque sensor was used to detect the collision.
또한, FDM 방식에서 필라멘트가 녹아 공급되는 노즐이 막힐 경우 이를 인식하지 못하여 프린터가 파손되는 경우가 빈번하게 발생한다. 또한 필라멘트 공급부가 노즐과 이격되어 있는 보단(Bodan)방식의 프린터의 경우 노즐 막힘에 대한 비상 정지 기능이 없어서 출력물과 기계를 파손하는 문제점도 있었다. In addition, when the nozzle to which the filament melts and is supplied is clogged in the FDM method, it is not recognized and the printer is damaged frequently. In addition, in the case of a Bodan type printer in which the filament supply part is spaced apart from the nozzle, there is a problem in that there is no emergency stop function for nozzle clogging, so there is a problem in that the printout and the machine are damaged.
로봇 암을 사용하여 좁은 면적을 차지하면서 넓게 작동하며, 노즐부의 자세제어가 필요 없고, 토크 센서 없이도 장애물과의 충돌을 감지하고 정지할 수 있으며, 노즐의 막힘을 감지할 수 있는 3D프린터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It uses a robot arm that occupies a small area and operates widely, does not require attitude control of the nozzle part, can detect and stop a collision with an obstacle without a torque sensor, and provides a 3D printer that can detect clogging of the nozzle. for that purpose
본 발명에 따른 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D 프린터는 메인프레임; 상기 메인프레임에 일단부가 연결되는 더블패러랠로그램 링키지; 필라멘트를 공급하기 위한 익스트루더(extruder)와, 상기 익스트루더로부터 공급되는 필라멘트를 용융시켜 노즐을 통해 토출시키는 핫앤드로 구성되어 상기 더블패러랠로그램 링키지의 타단부 측에 장착되는 프린팅모듈; 상기 메인프레임에 구비되어 상기 더블패러랠로그램 링키지 및 상기 프린팅모듈의 노즐 위치를 제어하기 위한 구동모터부; 및 이상 부하 발생 시, 상기 구동모터부로 공급되는 전류 변화를 감지하여 상기 구동모터부의 동작을 제어하는 센싱부;를 포함하여 이루어진다.A 3D printer using a double parallelogram linkage according to the present invention includes a main frame; a double parallelogram linkage having one end connected to the main frame; a printing module comprising an extruder for supplying a filament, and a hot end that melts the filament supplied from the extruder and discharges it through a nozzle, and is mounted on the other end of the double parallelogram linkage; a driving motor unit provided on the main frame to control nozzle positions of the double parallel program linkage and the printing module; and a sensing unit configured to control the operation of the driving motor unit by sensing a change in current supplied to the driving motor unit when an abnormal load occurs.
본 발명에 따른 상기 프린팅모듈의 익스트루더는 상기 필라멘트를 공급하기 위한 한 쌍의 공급롤러을 포함하고, 상기 공급롤러 중 어느 하나의 공급롤러의 회전속도를 감지하기 위한 엔코더가 구비되되, 상기 엔코더에 의하여 감지된 공급롤러의 회전속도와 상기 익스트루더로부터의 필라멘트 공급량이 서로 대응되지 않는 경우 상기 익스트루더에 의한 필라멘트 공급을 정지시키는 노즐막힘 확인부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The extruder of the printing module according to the present invention includes a pair of supply rollers for supplying the filament, and an encoder for sensing the rotational speed of any one supply roller among the supply rollers is provided, the encoder When the rotation speed of the supply roller sensed by the sensor and the amount of filament supplied from the extruder do not correspond to each other, a nozzle clogging checking unit for stopping the supply of filament by the extruder is further provided.
본 발명에 따른 상기 더블패러랠로그램 링키지는 상기 메인프레임에 연결되는 제1 링크부재와, 상기 제1 링크부재에 연결되어 상기 프린팅모듈이 장착되는 제2 링크부재로 구성되되, 상기 메인프레임, 상기 제1 링크부재 및 제2 링크부재에는 상기 제1 링크부재나, 상기 제2 링크부재 또는 상기 프린팅모듈에 대한 중력보상을 가능하게 하는 중력보상부재가 적어도 하나 이상 배치되는 것을 특징으로 한다,The double parallelogram linkage according to the present invention is composed of a first link member connected to the main frame and a second link member connected to the first link member and mounted with the printing module, the main frame, the The first link member and the second link member are characterized in that at least one or more gravity compensating members for enabling gravity compensation for the first link member, the second link member, or the printing module are disposed.
본 발명에 따른 상기 중력보상부재는 상기 메인프레임과 상기 제1 링크부재를 연결하는 제1 인장스프링과, 상기 제1 링크부재와 상기 제2 링크부재를 연결하는 제2 인장스프링과, 상기 제2 링크부재와 상기 프린팅모듈을 연결하는 제3 인장스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The gravity compensating member according to the present invention includes a first tension spring connecting the main frame and the first link member, a second tension spring connecting the first link member and the second link member, and the second It characterized in that it is configured to include a third tension spring for connecting the link member and the printing module.
본 발명에 의하면, 3D프린터에서 로봇 암을 사용하여 좁은 면적을 차지하면서 넓게 작동하며, 노즐부의 자세제어가 필요 없고, 토크 센서가 없이도 장애물과의 충돌을 감지하고 정지할 수 있으며, 노즐의 막힘을 감지할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the 3D printer uses a robot arm to operate widely while occupying a small area, does not require attitude control of the nozzle part, can detect and stop a collision with an obstacle without a torque sensor, and can prevent clogging of the nozzle There is a perceptible effect.
도 1은 본 발명의 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D프린터의 형태를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D프린터의 또 다른 형태를 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 프린팅모듈을 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 노즐막힘 확임부를 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 센싱부를 나타낸 개략도.1 is a schematic diagram showing the form of a 3D printer utilizing the double parallelogram linkage of the present invention;
2 is a schematic diagram showing another form of a 3D printer using the double parallelogram linkage of the present invention;
3 is a schematic diagram showing a printing module according to the present invention;
4 is a schematic diagram showing a nozzle clogging confirmation unit according to the present invention;
5 is a schematic diagram showing a sensing unit according to the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시례를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.In order to explain the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, preferred embodiments of the present invention are exemplified below and will be described with reference to them.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시례를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, the terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention, and the singular expression may include a plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In addition, in this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other It should be understood that this does not preclude the possibility of addition or presence of features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D 프린터는 메인프레임(10)과, 더블패러랠로그램 링키지(20)와, 프린팅모듈(30)과, 구동모터부(40) 및 센싱부(50)를 포함하여 구성된다.1 to 4, the 3D printer using the double parallel program linkage according to the present invention has a
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 메인프레임(10)에는 더블패러랠로그램 링키지(20)의 일단부가 연결되고, 더블패러랠로그램 링키지(20)의 타단부에는 프린팅모듈(30)이 장착된다.1 and 2, one end of the double
더블패러랠로그램 링키지(20)는 메인프레임(10)에 연결되어 복수의 링크로 구성되는 제1 링크부재(21)와, 제1 링크부재(21)에 연결되어 프린팅모듈(30)이 장착되어 복수의 링크로 구성되는 제2 링크부재(23)로 구성된다, 이 경우 도 1의 도시에서 제1 및 제2 링키부재의 각 링크에 그려진 원형은 각 링크가 서로 회전가능하게 연결되었음을 표시하는 것이다.The
다음으로 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 프린팅모듈(30)은 필라멘트를 공급하기 위한 익스트루더(31)(extruder)와, 익스트루더(31)로부터 공급되는 필라멘트를 용융시켜 노즐(33a)을 통해 토출시키는 핫앤드(33)로 구성된다.Next, as shown in FIGS. 1 to 3 , the
이와 같이 구성된 프린팅모듈(30)의 익스트루더(31)는 한 쌍의 공급롤러(31a)가 구비되고, 이 공급롤러(31a) 사이에 협지되어 필라멘트가 공급된다. 익스트루더(31)로부터 공급되는 필라멘트는 핫앤드(33)에 구비된 히팅부에 의하여 용융되고, 용융된 필라멘트는 핫앤드(33)의 선단에 구비된 노즐(33a)을 통해 토출된다.The
상기한 바와 같이 구비된 프린팅모듈(30)은 더블패러랠로그램 링키지(20)의 제2 링크부재(23)의 단부에 연결되고, 제어부는 더블패러랠로그램 링키지(20)의 각 링크부재의 동작을 제어하게 된다. 이와 같이 더블패러랠로그램 링키지(20)의 제어는 결국 프린팅모듈(30)의 노즐(33a)을 제어함으로써 원하는 프린팅 작업을 수행할 수 있게 된다. 이 경우 더블패러랠로그램 링키지(20) 선단의 노즐(33a)은 링키지 특성에 따라 지면에 수직을 유지하게 된다.The
이 과정에서 익스트루더(31)로부터 공급되는 필라멘트의 공급이 원활하지 않은 경우, 예컨대 노즐(33a)의 막혀 익스트루더(31)에서 필라멘트가 전진하지 못하는 경우나, 익스트루더(31)의 롤러에 필라멘트가 끼이는 등의 문제가 발생하는 경우 익스트루더(31)가 과열되거나, 또는 익스트루더(31)의 파손이 문제될 수 있다.In this process, if the supply of the filament supplied from the
따라서 본 발명에서는 익스트루더(31)의 공급롤러(31a) 중 어느 하나의 공급롤러(도 4의 도시에서 우측 롤러)의 회전축에 엔코더(61)를 장착하고, 이 엔코더(61)에 의하여 공급롤러(31a)의 회전속도를 감지하고, 공급롤러(31a)의 회전속도와 필라멘트의 공급량이 서로 대응되지 않는 경우 익스트루더(31)의 동작을 정지시키기 위한 노즐막힘 확인부(60)가 구비될 수 있다.Therefore, in the present invention, the
이 경우 도 3 및 도 4의 도시와 같이 노즐막힘 확인부(60)의 엔코더(61)는 모터가 연결되는 공급롤러(31a)에 장착될 수 있고, 나머지 공급롤러(31a)(도 4의 도시에서 좌측 롤러)는 필라멘트가 공급롤러(31a) 사이에 협지되도록 탄성력을 제공하여 다른 공급롤러(31a)측에 의하여 지지되도록 구성될 수 있다.In this case, as shown in FIGS. 3 and 4 , the
이와 같이 구성되는 노즐막힘 확인부(60)는 노즐(33a)이 막히거나, 또는 롤러의 이상으로 필라멘트가 공급롤러 사이에 끼는 경우 엔코더(61)에서 감지된 공급롤러(31a)의 회전속도가 감소하거나, 또는 공급롤러(31a)에서 감지된 회전속도에 대응한 필라멘트의 공급량이 상응하지 않는 경우 익스트루더(31)의 구동을 정지시키게 된다.The nozzle clogging check unit 60 configured in this way reduces the rotation speed of the
따라서 노즐막힘 확인부(60)는 상기한 바와 같은 원인으로 익스트루더(31)에 의한 필라멘트의 공급이 원활히 이루어지지 않는 경우 익스트루더(31)의 동작을 정지시킴으로써 장치를 보호할 수 있다. 이는 원격지 작업자가 위치하는 경우 자동 제어를 가능하게 함으로써 보다 안정적인 장치의 운영이 가능하도록 할 수 있음을 의미한다.Therefore, the nozzle clogging check unit 60 can protect the device by stopping the operation of the
이때 제어부는 익스트루더(31)에 의한 필라멘트의 공급을 중지하도록 명령하게 되고, 이에 따라 과공급된 필라멘트에 의해 가공물이나 프린터의 손상을 방지할 수 있게 된다.At this time, the control unit commands to stop the supply of the filament by the
이 경우 도 4의 (a) 도시와 같이 프린팅모듈의 익스트루더(31)에는 통신선(63)이 연결되어 있어 이송 불량 감지 시, 원격지에 있는 작업자 내지 관리자가 프린팅모듈의 작동을 중지시키거나, 또는 제어부를 제어하여 시스템 오프 등의 조치를 취하는 것도 가능하다.In this case, as shown in (a) of FIG. 4 , the
한편 본 발명에 따른 더블패러랠로그램 링키지(20)는 메인프레임(10)으로부터 프린팅모듈(30)까지가 외팔보 형태로 이루어지기 때문에 메인프레임(10)으로부터 프린팅모듈(30)이 멀어지게 되면 프린팅모듈(30)의의 처짐이 발생하게 된다.On the other hand, since the
이를 방지하기 위해 메인프레임(10), 더블패러랠로그램 링키지(20)의 제1 링크부재(21) 및 제2 링크부재(23)에는 제1 링크부재(21)나, 제2 링크부재(23) 또는 프린팅모듈(30)에 대한 중력보상을 가능하게 하는 중력보상부재(70)가 적어도 하나 이상 배치되는 것이 바람직하다.In order to prevent this, the
이와 같은 중력보상부재(70)는 도 2의 도시와 같이 로봇 암 형태의 링키지가 링크의 다양한 자세로 인해 가공물이나 주위의 물체와 부딪힐 수 있고, 이러한 충돌에 의해 프린터가 더이상 작동하지 못할 수 있다. Such a gravity compensating member 70 may collide with a workpiece or surrounding objects due to various postures of the linkage in the form of a robot arm as shown in FIG. 2, and the printer may no longer operate due to such a collision .
또한 본 발명에 따른 스텝모터의 경우 정밀제어가 가능하나, 토크 출력이 크지 않기 때문에 중량체인 제1 링크부재(21)나, 제2 링크부재(23) 또는 프린팅모듈(30)이 동작을 멈추거나, 동작을 시작하는 경우 관성부하에 의하여 가속 및 감속시 큰 토크가 작용하게 된다. 이러한 관성부하가 커지는 경우 출력이 크지 않은 스텝모터의 경우 토크 부하에 의하여 고장의 원인될 수 있다.In addition, in the case of the step motor according to the present invention, precise control is possible, but since the torque output is not large, the
따라서 중력보상부재(70)를 도입하여 이러한 관성부하를 저감시켜 스텝모터의 부하를 줄여 고장을 방지하고, 종국에는 링크부재나 프린팅모듈(30)의 처짐을 방지하여 장치의 안정적인 구동을 보장할 수 있다.Therefore, by introducing the gravity compensating member 70, this inertial load is reduced to reduce the load on the step motor to prevent failure, and eventually, the link member or the
이를 위해 중력보상부재(70)는 메인프레임(10)과 상기 제1 링크부재(21)를 연결하는 제1 인장스프링(71)와, 제1 링크부재(21)와 제2 링크부재(23)를 연결하는 제2 인장스프링(73)와, 제2 링크부재(23)와 프린팅모듈(30)을 연결하는 제3 인장스프링(75)에 의하여 구현될 수 있다. 다만 중력보상부재(70)인 제1 인장스프링(71) 내지 제3 인장스프링(75)은 선택적으로 배치될 수 있다.To this end, the gravity compensating member 70 includes a
즉 제1 인장스프링(71)은 메인프레임(10)에 대한 제1 링크부재(21)의 관성 부하에 대하 보상을 담당하고, 제2 인장스프링(73)은 제1 링크부재(21)에 대한 제2 링크부재(23)의 관성 부하에 대한 보상을 담당하며, 제3 인장스프링(75)은 프린트모듈의 관성 부하에 대한 보상을 담당하게 된다.That is, the
특히 프린팅모듈(30)의 익스트루더(31)가 직결되는 구조인 보우덴 방식의 3D 프린터의 경우에는 프린팅모듈(30) 자체의 중량이 크다는 점에서 중력보상부재(70)에 의한 처침 보상을 보다 효과적일 수 있다. In particular, in the case of a Bowden-type 3D printer having a structure in which the
다만 본 발명에 따른 중력보상부재(70)는 다양한 구조물이 적용될 수 있으며, 이러한 구조물은 본 발명에 따른 실시례와 같이 인장스프링일 수 있고, 또는 제어부에 의하여 조절이 가능한 견인력을 발생시키는 피스톤 등이 될 수 있다. However, various structures may be applied to the gravity compensating member 70 according to the present invention, and such a structure may be a tension spring as in the embodiment according to the present invention, or a piston generating a traction force adjustable by the control unit, etc. can be
본 발명에서는 도 5의 도시와 같이 더블패러랠로그램 링키지(20)의 구동에 사용되는 구동모터부(40)를 전류제어를 위해 센싱부(50)가 구비되는데, 이 센싱부(50)는 이상 부하 발생 시, 이상 전류를 감지하여 시스템 전체를 자동 오프시킬 수 있도록 구성된다.In the present invention, as shown in FIG. 5 , a
본 발명에 따른 구동모터부(40)는 정밀 제어를 위한 스텝모터를 사용하게 되는데, 스텝모터의 경우 전류 세기는 모터가 회전할 때 마다 변화하게 된다. 다만 더블패러랠로그램 링키지(20), 프린팅모듈(30) 등에 이상 부하가 발생하게 되면 공급되는 전류는 통상의 전류 파장과 다른 파장의 이상 전류가 스텝모터로 공급될 수 있다. 이러한 이상 전류가 스텝모터에 공급되면 모터의 과부하로 인한 발열이나 파손의 원인이 될 수 있고, 기기의 파손 등의 원인으로 작용할 수 있다.The driving
따라서 본 발명에서는 이상 부하 발생 시, 스텝모터로 공급되는 이상 전류를 감지하기 위한 전류센서(61)를 도입하고, 이 전류센서(61)가 스텝모터로 공급되는 이상 전류를 감지하여 시스템 자체를 자동 오프시킴으로써 이상 전류가 스텝모터로의 공급을 차단하게 된다.Therefore, in the present invention, when an abnormal load occurs, a
이는 3D 프린터의 구동 시, 원격지에 작업자가 있거나, 또는 부재 시와 같은 상황에서 이상 부하가 발생하고, 이러한 부하에 의하여 스텝모터에 이상 전류가 공급되어 모터의 발열에 의한 화재 위험이나, 모터의 파손, 또는 기기 자체의 파손이 발생할 수 있다. 이에 대하여 본 발명에서는 상기한 바와 같은 상황에서 이상 부하가 발생하여 이상 전류가 공급되는 경우 전류센서(61)가 이를 미리 감지하여 시스템 자체를 자동 오프시킴으로써 상기한 바와 같은 문제를 해결할 수 있다.This is because an abnormal load occurs in situations such as when the 3D printer is driven, there is a worker in a remote location, or is absent, and an abnormal current is supplied to the stepper motor by this load, resulting in a fire hazard due to heat of the motor, or damage to the motor , or the device itself may be damaged. In contrast, in the present invention, when an abnormal load is generated and an abnormal current is supplied in the situation as described above, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 : 메인프레임
20 : 더블패로랠로그램 링키지
21 : 제1 링크부재 23 : 제2 링크부재
30 : 프린팅모듈
31 : 익스트루더 31a : 공급롤러
33 : 핫앤드 33a : 노즐
35 : 필라멘트
40 : 구동모터부
50 : 센싱부
51 : 전류센서
60 : 노즐막힘 확인부
61 : 엔코더 63 : 통신선
70 : 중력보상부재
71 : 제1 인장스프링 73 : 제2 인장스프링
75 : 제3 인장스프링10 : mainframe
20: Double Parallelogram Linkage
21: first link member 23: second link member
30: printing module
31:
33:
35: filament
40: drive motor unit
50: sensing unit
51: current sensor
60: nozzle clogging confirmation unit
61: encoder 63: communication line
70: gravity compensating member
71: first tension spring 73: second tension spring
75: third tension spring
Claims (4)
상기 메인프레임(10)에 일단부가 연결되는 더블패러랠로그램 링키지(20);
필라멘트를 공급하기 위한 익스트루더(31)(extruder)와, 상기 익스트루더(31)로부터 공급되는 필라멘트를 용융시켜 노즐(33a)을 통해 토출시키는 핫앤드(33)로 구성되어 상기 더블패러랠로그램 링키지(20)의 타단부 측에 장착되는 프린팅모듈(30);
상기 메인프레임(10)에 구비되어 상기 더블패러랠로그램 링키지(20) 및 상기 프린팅모듈(30)의 노즐(33a) 위치를 제어하기 위한 구동모터부(40); 및
이상 부하 발생 시, 상기 구동모터부(40)로 공급되는 전류 변화를 감지하여 상기 구동모터부(40)의 동작을 제어하는 센싱부(50);를 포함하여 이루어지고,
상기 더블패러랠로그램 링키지(20)는 상기 메인프레임(10)에 연결되는 제1 링크부재(21)와, 상기 제1 링크부재(21)에 연결되어 상기 프린팅모듈(30)이 장착되는 제2 링크부재(23)로 구성되되,
상기 메인프레임(10)과 상기 제1 링크부재(21)를 연결하는 제1 인장스프링(71)과, 상기 제1 링크부재(21)와 상기 제2 링크부재(23)를 연결하는 제2 인장스프링(73)과, 상기 제2 링크부재(23)와 상기 프린팅모듈(30)을 연결하는 제3 인장스프링(75)으로 구성되는 중력보상부재(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D 프린터.
mainframe 10;
a double parallel program linkage 20 having one end connected to the main frame 10;
It consists of an extruder 31 for supplying a filament, and a hot end 33 that melts the filament supplied from the extruder 31 and discharges it through a nozzle 33a. a printing module 30 mounted on the other end side of the gram linkage 20;
a driving motor unit 40 provided in the main frame 10 to control the positions of the double parallel program linkage 20 and the nozzles 33a of the printing module 30; and
When an abnormal load occurs, a sensing unit 50 for controlling the operation of the driving motor unit 40 by sensing a change in current supplied to the driving motor unit 40;
The double parallel program linkage 20 includes a first link member 21 connected to the main frame 10 and a second link member 21 connected to the first link member 21 to which the printing module 30 is mounted. Consists of a link member (23),
A first tension spring 71 connecting the main frame 10 and the first link member 21, and a second tension spring connecting the first link member 21 and the second link member 23 Double parallel, characterized in that it further comprises a gravity compensating member (70) comprising a spring (73) and a third tension spring (75) connecting the second link member (23) and the printing module (30). 3D printer using program linkage.
상기 프린팅모듈(30)의 익스트루더(31)는 상기 필라멘트를 공급하기 위한 한 쌍의 공급롤러(31a)을 포함하고, 상기 공급롤러(31a) 중 어느 하나의 공급롤러(31a)의 회전속도를 감지하기 위한 엔코더(61)가 구비되되,
상기 엔코더(61)에 의하여 감지된 공급롤러(31a)의 회전속도와 상기 익스트루더(31)로부터의 필라멘트 공급량이 서로 대응되지 않는 경우 상기 익스트루더(31)에 의한 필라멘트 공급을 정지시키는 노즐막힘 확인부(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 더블패러랠로그램 링키지를 활용한 3D 프린터.
The method of claim 1,
The extruder 31 of the printing module 30 includes a pair of supply rollers 31a for supplying the filament, and the rotational speed of any one supply roller 31a among the supply rollers 31a. An encoder 61 is provided for detecting
A nozzle for stopping the filament supply by the extruder 31 when the rotation speed of the supply roller 31a sensed by the encoder 61 and the filament supply amount from the extruder 31 do not correspond to each other 3D printer using a double parallelogram linkage, characterized in that the clogging check unit 60 is further provided.
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