KR102463759B1 - Position control apparatus and method of 3d printing device - Google Patents

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KR102463759B1 KR1020220061436A KR20220061436A KR102463759B1 KR 102463759 B1 KR102463759 B1 KR 102463759B1 KR 1020220061436 A KR1020220061436 A KR 1020220061436A KR 20220061436 A KR20220061436 A KR 20220061436A KR 102463759 B1 KR102463759 B1 KR 102463759B1
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장영섭
안희성
허성호
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Abstract

An object of the present invention is to maintain a constant welding point for generating an arc even when a welding torch is tilted. According to one embodiment of the present invention, disclosed are position control apparatus and method of a 3D printing device, wherein the position control apparatus comprises a head unit providing a stacking path for performing 3D printing, an arc welding module provided to move along the stacking path and generating an arc to stack a predetermined material, a link module connecting the head unit and the arc welding module and provided to move the arc welding module, and a control unit for transmitting a control command for moving the arc welding module to the link module according to a set angle of the arc welding module.

Description

3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치 및 방법{POSITION CONTROL APPARATUS AND METHOD OF 3D PRINTING DEVICE}POSITION CONTROL APPARATUS AND METHOD OF 3D PRINTING DEVICE

본 발명은 3D 프린팅 장치에서 용접점의 위치 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling the position of a welding point in a 3D printing apparatus.

일반적으로, 금속 소재의 프린팅 용가재를 아크 열로 용융시켜 적층하는 방식의 3D 프린팅 장치의 경우 프린팅을 위한 용접 장치에서 용접 아크를 발생시키는 용접토치를 포함한다.In general, in the case of a 3D printing apparatus for laminating by melting a printing filler metal of a metal material with arc heat, a welding torch for generating a welding arc in the welding apparatus for printing is included.

여기서, 용접토치의 아크가 발생되는 용접점의 위치는 제품 생산 측면에서 중요하다. 구체적으로, 제품 생산은 CAD/CAM에 의해 경로가 생성된 좌표를 따라 이동하므로 용접점의 위치는 WA-3D 프린터의 중심점과 일치하여야 한다.Here, the position of the welding point where the arc of the welding torch is generated is important in terms of product production. Specifically, the position of the welding point must coincide with the center point of the WA-3D printer because product production moves along the coordinates generated by the path by CAD/CAM.

프린팅을 위한 적층은 평면상에서 이루어질 때 일정한 각도(예를 들면, 5~15°)가 형성되어야 용접스패터의 발생을 방지하고 용접결함의 발생을 방지할 수 있다.When lamination for printing is made on a plane, a certain angle (eg, 5 to 15°) must be formed to prevent the occurrence of welding spatter and the occurrence of welding defects.

한편, 기둥에 형성된 돌출부 즉, 플랜지와 같은 돌출부를 적층할 때는 용접토치가 적당한 각도로 기울어져(tilting) 기둥에 수직한 상태를 만들어주어야 한다.On the other hand, when stacking the protrusions formed on the pillars, that is, the projections such as flanges, the welding torch should be tilted at an appropriate angle to make a state perpendicular to the pillar.

이와 같은 상태를 만들기 위해 용접토치의 각도를 변위시키면 용접토치 끝의 아크 발생점은 헤드부분의 중심선을 이탈하여 CAM 좌표가 변하므로 원하는 형상의 프린팅을 실현할 수 없다.If the angle of the welding torch is displaced to create such a state, the arc generating point at the tip of the welding torch deviates from the center line of the head and the CAM coordinates change, so printing of the desired shape cannot be realized.

본 발명의 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는, 용접토치의 변위(tilting)가 발생해도 아크가 발생되는 용접점의 위치를 일정하게 유지시키는 것을 포함한다.An object to be solved according to an embodiment of the present invention includes maintaining a constant position of a welding point where an arc is generated even when a displacement (tilting) of the welding torch occurs.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치는, 상기 3D 프린팅을 수행하기 위한 적층 경로를 제공하는 헤드부, 상기 적층 경로를 따라 이동하도록 구비되며, 아크를 발생시켜 소정 재료를 적층 시키는 아크 용접 모듈, 상기 헤드부와 상기 아크 용접 모듈을 연결하며, 상기 아크 용접 모듈을 이동시키도록 마련되는 링크 모듈 및 상기 아크 용접 모듈의 설정 각도에 따라, 상기 링크 모듈로 상기 아크 용접 모듈을 이동시키기 위한 제어 명령을 전송하는 제어부를 포함한다.In order to solve the above problems, the position control device of the 3D printing apparatus according to an aspect of the present invention is provided with a head unit providing a lamination path for performing the 3D printing, to move along the lamination path, An arc welding module that generates and laminates a predetermined material, a link module that connects the head part and the arc welding module, and is provided to move the arc welding module, and according to the set angle of the arc welding module, to the link module and a control unit for transmitting a control command for moving the arc welding module.

여기서, 상기 아크 용접 모듈은, 상기 소정 재료가 적층되는 지점에 위치하는 팁을 포함하는 아크 용접봉 및 상기 아크 용접봉의 설정 각도를 조절하는 각도 조절부를 포함할 수 있다.Here, the arc welding module may include an arc welding electrode including a tip positioned at a point where the predetermined material is stacked and an angle adjusting unit for adjusting a set angle of the arc welding electrode.

여기서, 상기 제어부는, 상기 적층 경로 상에서 상기 헤드부의 중심선에 상기 팁이 위치되도록 상기 아크 용접 모듈을 이동시키기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다.Here, the controller may generate a control command for moving the arc welding module so that the tip is positioned on the center line of the head part on the stacking path.

여기서, 상기 링크 모듈은, 상기 헤드부의 하측에 위치하며, 일 방향으로 연장되는 랙 기어를 포함하는 가이드 모듈, 상기 가이드 모듈에 설치되며, 내측에 상기 랙 기어와 맞물리는 피니언 기어 및 상기 피니언 기어를 구동시키는 서보 모터를 포함하여 상기 가이드 모듈의 일 방향으로 이동되는 이동 모듈 및 일측이 상기 이동 모듈의 일단에 결합되고, 타측이 상기 아크 용접 모듈과 결합되며, 상기 이동 모듈과 일체로 이동되는 고정 프레임을 포함할 수 있다.Here, the link module is located below the head part, a guide module including a rack gear extending in one direction, installed in the guide module, and a pinion gear and the pinion gear engaged with the rack gear on the inside A moving module moving in one direction of the guide module, including a servo motor for driving, and one side are coupled to one end of the moving module, the other side is coupled to the arc welding module, and a fixed frame that is moved integrally with the moving module may include

여기서, 상기 랙 기어는, 제1 곡선부를 포함하고, 상기 고정 프레임은, 제2 곡선부를 포함하며, 상기 고정 프레임은, 상기 랙 기어의 원주 방향을 따라 이동할 수 있다.Here, the rack gear may include a first curved portion, the fixed frame may include a second curved portion, and the fixed frame may move in a circumferential direction of the rack gear.

여기서, 상기 제어부는, 상기 아크 용접 모듈의 설정 각도를 입력 받는 입력부, 상기 설정 각도에 기초하여, 상기 가이드 모듈에서 상기 이동 모듈의 목표 위치를 결정하는 위치 결정부 및 결정된 상기 목표 위치까지 상기 이동 모듈을 이동시키도록 제어 명령을 생성하는 제어 명령 생성부를 포함할 수 있다.Here, the control unit, the input unit for receiving the set angle of the arc welding module, based on the set angle, the guide module to determine the target position of the moving module in the guide module, and the moving module to the determined target position It may include a control command generator for generating a control command to move the.

여기서, 상기 위치 결정부는, 상기 아크 용접 모듈의 설정 각도가 제1 각도에서 제2 각도로 변화되는 경우, 상기 목표 위치를 상기 제1 각도에 대응되는 제1 위치에서 상기 제2 각도에 대응되는 제2 위치로 변경할 수 있다.Here, the positioning unit, when the set angle of the arc welding module is changed from the first angle to the second angle, the target position from the first position corresponding to the first angle to the second angle corresponding to the second angle It can be changed to 2 positions.

본 발명의 다른 측면에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치에 의해 수행되는 위치 제어 방법은, 아크 용접 모듈의 설정 각도를 입력 받는 단계, 상기 설정 각도에 기초하여, 가이드 모듈에서 이동 모듈의 목표 위치를 결정하는 단계 및 결정된 상기 목표 위치까지 상기 이동 모듈을 이동시키도록 제어 명령을 생성하는 단계를 포함한다.The position control method performed by the position control device of the 3D printing apparatus according to another aspect of the present invention comprises the steps of receiving a set angle of the arc welding module, and based on the set angle, the target position of the moving module in the guide module determining and generating a control command to move the moving module to the determined target position.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예 및 여러 측면에 의하면, 용접토치의 변위(tilting)가 발생해도 아크가 발생되는 용접점의 위치를 일정하게 유지시켜 용접 결함의 발생을 줄일 수 있다.As described above, according to the embodiments and various aspects of the present invention, it is possible to reduce the occurrence of welding defects by constantly maintaining the position of the welding point where the arc is generated even when the welding torch is tilted.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 아크 용접 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 링크 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 이동을 예로 들어 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
1 is a perspective view showing a position control device of a 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an arc welding module of the position control device of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a link module of the position control device of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a control unit of a position control apparatus of a 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the movement of the position control device of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention as an example.
6 is a flowchart illustrating a method for controlling a position of a 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예는 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to an apparatus and method for controlling the position of a 3D printing apparatus.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a position control device of a 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치(10)는 헤드부(100), 아크 용접 모듈(200), 링크 모듈(300), 제어부(400) 및 스테이지부(500)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the position control apparatus 10 of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a head unit 100 , an arc welding module 200 , a link module 300 , a control unit 400 and a stage. part 500 .

본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치(10)는 3D 프린팅 장치에서 용접토치의 변위(tilting)가 발생해도 아크가 발생되는 용접점의 위치를 일정하게 유지하도록 제어하기 위한 장치이다.The apparatus 10 for controlling the position of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention is a device for controlling to constantly maintain the position of the welding point where the arc is generated even when the displacement (tilting) of the welding torch occurs in the 3D printing apparatus to be.

구체적으로, 용접토치가 0~90°의 범위에서 변위(tilting)될 때, WA-3D의 헤드부의 중심점과 용접토치의 용접점의 위치를 CAM 좌표 상 항상 일치되도록 용접토치의 위치를 제어할 수 있다.Specifically, when the welding torch is tilted in the range of 0 to 90°, the position of the welding torch can be controlled so that the position of the center point of the head of the WA-3D and the welding point of the welding torch always coincide on the CAM coordinates. have.

헤드부(100)는 3D 프린팅을 수행하기 위한 적층 경로를 제공한다.The head unit 100 provides a lamination path for performing 3D printing.

예를 들어, 부품·제품의 캐드(CAD) 도면에 기초하여 경로 설정 소프트웨어가 최적 적층 경로를 선정하면, 헤드부(100)가 적층 경로를 제공하게 되고, 후술할 아크 용접 모듈(200)이 제공된 적층 경로를 따라 소정 재료를 녹이며 적층시키게 된다.For example, when the path setting software selects an optimal lamination path based on a CAD drawing of parts and products, the head unit 100 provides a lamination path, and an arc welding module 200 to be described later is provided. A predetermined material is melted and laminated along the lamination path.

여기서, 적층 경로는 CAD/CAM에 의해 생성된 좌표를 의미한다.Here, the stacking path means coordinates generated by CAD/CAM.

아크 용접 모듈(200)은 적층 경로를 따라 이동하도록 구비되며, 아크를 발생시켜 소정 재료를 적층 시킨다.The arc welding module 200 is provided to move along a lamination path, and generates an arc to laminate a predetermined material.

본 발명의 일 실시예에서, 소정 재료는 금속 와이어를 포함할 수 있으며, 금속 와이어는 제작 대상 금속 3D 구조체의 사용 목적에 부합하도록 스테인레스 스틸, 금, 은, 구리, 티타늄, 철 등 다양한 종류의 금속을 포함한 소재일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the predetermined material may include a metal wire, and the metal wire includes various types of metals such as stainless steel, gold, silver, copper, titanium, and iron to meet the purpose of use of the metal 3D structure to be manufactured. It may be a material containing.

아크 용접 모듈(200)은 아크 용접봉(210) 및 각도 조절부(220)를 포함한다.The arc welding module 200 includes an arc welding rod 210 and an angle adjustment unit 220 .

아크 용접봉(210)은 소정 재료가 적층되는 지점에 위치하는 팁(211)을 포함하며, 용접 아크를 발생시킨다.The arc electrode 210 includes a tip 211 positioned at a point where a predetermined material is deposited, and generates a welding arc.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아크 용접봉(210)은 용접토치를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the arc welding electrode 210 may include a welding torch.

구체적으로, 아크 용접봉(210)은 구동 암에 아크 용접을 수행하는 용접토치가 부착된 구조로써 금속 와이어를 고온으로 녹이지 않고 와이어 끝부분이 바닥이나 출력물에 닿을 때 불꽃이 일면서 녹는 방식을 이용할 수 있다.Specifically, the arc welding rod 210 has a structure in which a welding torch for performing arc welding is attached to a driving arm, and does not melt the metal wire at a high temperature, but uses a method that melts with a spark when the end of the wire touches the floor or output. can

각도 조절부(220)는 아크 용접봉(210)의 설정 각도를 조절한다.The angle adjustment unit 220 adjusts the set angle of the arc welding electrode (210).

아크 용접봉(210)은 CAD/CAM에 의해 생성된 좌표를 따라 이동하므로 아크 용접봉(210)의 팁(211)의 위치가 헤드부(100)의 중심점(P)과 일치하여야 한다.Since the arc welding electrode 210 moves along the coordinates generated by CAD/CAM, the position of the tip 211 of the arc welding electrode 210 must coincide with the center point P of the head part 100 .

평면상에서 프린팅을 위한 적층이 이루어지는 경우, 일정한 각도(5~15°)가 형성되어야 용접스패터의 발생을 방지하고 용접결함의 발생을 방지할 수 있다.When lamination for printing is performed on a plane, a certain angle (5 to 15°) must be formed to prevent the occurrence of welding spatter and the occurrence of welding defects.

아크의 형태와 금속 와이어가 용융되어 형성된 금속용융방울의 이동의 형태를 확인해보면, 작업각이 없으면 스패터가 많이 발생하고 용융방울이 튐과 보호가스의 쉴딩(shielding)에 영향이 있기 때문이다.If you check the shape of the arc and the movement of the metal melt drop formed by melting the metal wire, it is because if there is no working angle, a lot of spatter occurs, and the melt drop has an effect on splashing and shielding of the protective gas.

반면, 기둥에 형성된 돌출부 즉, 플랜지와 같은 돌출부를 적층할 때는 아크 용접봉(210)이 소정 각도로 기울어져(tilting) 기둥에 수직한 상태를 만들어주어야 한다.On the other hand, when stacking the protrusion formed on the pillar, that is, the protrusion such as a flange, the arc welding electrode 210 is tilted at a predetermined angle to make a state perpendicular to the pillar.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 각도 조절부(220)는 평면 또는 돌출부에 따라 아크 용접봉(210)의 각도를 조절하게 된다.Accordingly, the angle adjusting unit 220 according to an embodiment of the present invention adjusts the angle of the arc welding electrode 210 according to a plane or a protrusion.

한편, 이와 같은 상태를 만들기 위해 아크 용접봉(210)의 각도를 변위시키면 아크 용접봉(210)의 팁(211)의 아크 발생점은 헤드부(100)의 중심선(M)을 이탈하게 되어, 적층 경로를 벗어나게 되므로 CAM 좌표가 변하여 원하는 형상의 프린팅을 실현할 수 없다.On the other hand, when the angle of the arc welding electrode 210 is displaced to create such a state, the arc generation point of the tip 211 of the arc welding electrode 210 deviates from the center line M of the head part 100, and the stacking path As the CAM coordinates change, printing of the desired shape cannot be realized.

이를 위해, 링크 모듈(300)은 헤드부와 아크 용접 모듈을 연결하며, 후술할 제어부(400)의 제어 명령에 따라 아크 용접 모듈을 이동시키도록 마련된다.To this end, the link module 300 connects the head part and the arc welding module, and is provided to move the arc welding module according to a control command of the controller 400 to be described later.

링크 모듈(300)은 가이드 모듈(310), 이동 모듈(320) 및 고정 프레임(330)을 포함한다.The link module 300 includes a guide module 310 , a moving module 320 , and a fixed frame 330 .

링크 모듈(300)의 구조는 하기 도 3에서 상세히 설명한다.The structure of the link module 300 will be described in detail with reference to FIG. 3 below.

여기서, 가이드 모듈(310)은 제1 곡선부(313)를 포함하고, 고정 프레임(330)은 제2 곡선부(333)를 포함하며, 이동 모듈(320)이 가이드 모듈(310)의 제1 곡선부(313)를 따라 이동함에 따라, 고정 프레임(330)은, 가이드 모듈(310)의 원주 방향을 따라 이동하게 된다.Here, the guide module 310 includes a first curved part 313 , the fixed frame 330 includes a second curved part 333 , and the moving module 320 is the first of the guide module 310 . As it moves along the curved part 313 , the fixed frame 330 moves along the circumferential direction of the guide module 310 .

제어부(400)는 아크 용접 모듈의 설정 각도에 따라, 링크 모듈(300)로 아크 용접 모듈(200)을 이동시키기 위한 제어 명령을 전송한다.The control unit 400 transmits a control command for moving the arc welding module 200 to the link module 300 according to the set angle of the arc welding module.

구체적으로, 적층 경로 상에서 헤드부의 중심선(M)에 팁(211)이 위치되도록 아크 용접 모듈을 이동시키기 위한 제어 명령을 생성한다.Specifically, a control command for moving the arc welding module is generated so that the tip 211 is positioned at the center line M of the head on the lamination path.

스테이지부(500)는 제작 대상 3D 형상물을 적층하기 위한 것으로, 구체적으로 용접 기판을 포함하며, 용접 기판과 소정 재료는 서로 다른 전압이 인가된 상태에서 아크 용접 모듈(200)이 링크 모듈(300)에 의해 이동하면서 상호 접촉하게 되면, 용접 기판과 소정 재료 간에는 전압차에 따른 전류가 흐르게 되는데 이때 발생되는 접촉 저항의 발열에 의해 소정 재료가 녹으면서 스테이지부(500) 상에 소정 형상의 3D 구조체가 적층될 수 있다.The stage unit 500 is for laminating a 3D shape object to be manufactured, and specifically includes a welding substrate, and the arc welding module 200 is connected to the link module 300 in a state where different voltages are applied to the welding substrate and the predetermined material. When moving and in contact with each other, a current according to the voltage difference flows between the welding substrate and the predetermined material. At this time, the predetermined material is melted by the heat of the generated contact resistance, and a 3D structure of a predetermined shape is formed on the stage 500. can be stacked.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 아크 용접 모듈을 나타낸 도면이다.2 is a view showing an arc welding module of the position control device of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 아크 용접 모듈(200)은 아크 용접봉(210), 각도 조절부(220) 및 용접봉 연결부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the arc welding module 200 of the position control device of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention includes an arc welding rod 210 , an angle adjustment unit 220 and a welding rod connection unit 230 . .

아크 용접봉(210)은 소정 재료가 적층되는 지점에 위치하는 팁(211)을 포함하며, 용접 아크를 발생시킨다.The arc electrode 210 includes a tip 211 positioned at a point where a predetermined material is deposited, and generates a welding arc.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아크 용접봉(210)은 용접토치를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the arc welding electrode 210 may include a welding torch.

구체적으로, 아크 용접봉(210)은 구동 암에 아크 용접을 수행하는 용접토치가 부착된 구조로써 금속 와이어를 고온으로 녹이지 않고 와이어 끝부분이 바닥이나 출력물에 닿을 때 불꽃이 일면서 녹는 방식을 이용할 수 있다.Specifically, the arc welding rod 210 has a structure in which a welding torch for performing arc welding is attached to a driving arm, and does not melt the metal wire at a high temperature, but uses a method that melts with a spark when the end of the wire touches the floor or output. can

각도 조절부(220)는 아크 용접봉(210)의 설정 각도를 조절하며, 프린팅을 위한 적층이 이루어지는 지점에 따라 아크 용접봉(210)의 각도를 조절하게 된다.The angle adjusting unit 220 adjusts the set angle of the arc welding rod 210, and adjusts the angle of the arc welding rod 210 according to the point at which the stacking for printing is made.

용접봉 연결부(230)는 아크 용접봉(210)과 각도 조절부(220) 사이를 연결하며, 아크 용접봉(210)을 기준으로 상, 하, 좌, 우로 구분하였을 때, 좌, 우 방향으로 이동시킬 수 있는 제1 조절부(231)와 상, 하 방향으로 이동시킬 수 있는 제2 조절부(232)를 포함할 수 있다.The welding electrode connection part 230 connects between the arc welding rod 210 and the angle adjusting part 220, and when divided into up, down, left, and right based on the arc welding electrode 210, it can be moved in the left and right directions. It may include a first adjusting unit 231 and a second adjusting unit 232 capable of moving in the up and down directions.

구체적으로, 제2 조절부(232)는 아크 용접봉(210)을 둘러싸는 구조로 마련되어, 아크 용접봉(210)과 스테이지부(500) 사이의 거리에 따라, 아크 용접봉(210)의 높이를 조절할 수 있다.Specifically, the second adjustment unit 232 is provided in a structure surrounding the arc welding rod 210, according to the distance between the arc welding rod 210 and the stage unit 500, the height of the arc welding rod 210 can be adjusted. have.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 링크 모듈을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a link module of the position control device of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 링크 모듈(300)은 가이드 모듈(310), 이동 모듈(320) 및 고정 프레임(330)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , the link module 300 of the position control apparatus of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a guide module 310 , a moving module 320 , and a fixed frame 330 .

가이드 모듈(310)은 헤드부(100)의 하측에 위치하며, 일 방향으로 연장되는 랙 기어(311)를 포함한다.The guide module 310 is positioned below the head part 100 and includes a rack gear 311 extending in one direction.

여기서, 일 방향은, 가이드 모듈(310)의 원주 방향을 포함할 수 있다.Here, one direction may include a circumferential direction of the guide module 310 .

또한, 랙 기어(311)는, 제1 곡선부(313)를 포함하여, 원주 방향으로 휘어지도록 형성될 수 있다.In addition, the rack gear 311, including the first curved portion 313, may be formed to be bent in the circumferential direction.

이동 모듈(320)은 가이드 모듈(310)에 설치되며, 내측에 랙 기어(311)와 맞물리는 피니언 기어(321) 및 피니언 기어를 구동시키는 서보 모터(322)를 포함하여 가이드 모듈(310)의 일 방향으로 이동된다.The moving module 320 is installed in the guide module 310, and includes a pinion gear 321 meshing with the rack gear 311 on the inside and a servo motor 322 for driving the pinion gear of the guide module 310. moved in one direction.

구체적으로, 이동 모듈(320)의 하우징(323)은 가이드 모듈(310)의 외측에 장착되고, 내측에 구비된 피니언 기어(321)가 랙 기어(311)를 따라 이동하면서, 이동 모듈(320)이 가이드 모듈(310)의 일 방향으로 이동된다.Specifically, the housing 323 of the moving module 320 is mounted on the outside of the guide module 310, and while the pinion gear 321 provided on the inside moves along the rack gear 311, the moving module 320 The guide module 310 is moved in one direction.

또한, 이동 모듈(320)은 제어부(400)로부터 제어 명령을 수신 받기 위한 통신 모듈(324)을 더 포함할 수 있으며, 제어 명령에 기초하여, 서보 모터(322)가 구동되면서, 기 설정된 거리만큼 이동 모듈(320)이 이동하게 된다.In addition, the movement module 320 may further include a communication module 324 for receiving a control command from the control unit 400, and based on the control command, while the servo motor 322 is driven, by a preset distance The moving module 320 is moved.

고정 프레임(330)은 일측이 이동 모듈(320)의 일단에 결합되고, 타측이 아크 용접 모듈(200)과 결합되며, 이동 모듈(300)과 일체로 이동된다.One side of the fixed frame 330 is coupled to one end of the moving module 320 , the other side is coupled to the arc welding module 200 , and is moved integrally with the moving module 300 .

고정 프레임(330)은 제2 곡선부(333)를 포함하며, 이동 모듈(320)이 가이드 모듈(310)의 제1 곡선부(313)를 따라 이동함에 따라, 고정 프레임(330)은, 가이드 모듈(310)의 원주 방향을 따라 이동하게 된다.The fixed frame 330 includes a second curved portion 333 , and as the moving module 320 moves along the first curved portion 313 of the guide module 310 , the fixed frame 330 is a guide It moves along the circumferential direction of the module 310 .

또한, 제2 곡선부(333)의 수직 방향으로 연장되며, 아크 용접 모듈(200)과 결합되는 결합부(331)를 더 포함하여, 아크 용접 모듈(200)이 결합부(331)에 고정된 채로, 가이드 모듈(310)의 원주 방향을 따라 이동하게 된다.In addition, extending in the vertical direction of the second curved portion 333, further comprising a coupling portion 331 coupled to the arc welding module 200, the arc welding module 200 is fixed to the coupling portion (331) While remaining, it moves along the circumferential direction of the guide module 310 .

이에 따라, 각도가 변경되더라도, 아크 용접봉(210)의 팁(211)의 위치는 중심점(P)에 그대로 위치시키면서 이동을 수행할 수 있다.Accordingly, even if the angle is changed, the position of the tip 211 of the arc welding electrode 210 can be performed while being positioned at the central point (P) as it is.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 제어부를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a control unit of a position control apparatus of a 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 제어부(400)는 입력부(410), 위치 결정부(420) 및 제어 명령 생성부(430)를 포함한다.Referring to FIG. 4 , the controller 400 of the device for controlling the position of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention includes an input unit 410 , a position determining unit 420 , and a control command generating unit 430 .

입력부(410)는 아크 용접 모듈의 설정 각도를 입력 받는다.The input unit 410 receives the set angle of the arc welding module.

여기서, 설정 각도는 아크 용접 모듈이 적층을 수행하고자 하는 지점에 따른 각도를 의미한다.Here, the set angle means an angle according to a point at which the arc welding module intends to perform lamination.

위치 결정부(420)는 설정 각도에 기초하여, 가이드 모듈에서 이동 모듈의 목표 위치를 결정한다.The positioning unit 420 determines the target position of the moving module in the guide module based on the set angle.

구체적으로, 아크 용접 모듈(200)의 설정 각도가 제1 각도에서 제2 각도로 변화되는 경우, 목표 위치를 제1 각도에 대응되는 제1 위치에서 제2 각도에 대응되는 제2 위치로 변경한다.Specifically, when the set angle of the arc welding module 200 is changed from the first angle to the second angle, the target position is changed from the first position corresponding to the first angle to the second position corresponding to the second angle. .

제어 명령 생성부(430)는 결정된 목표 위치까지 이동 모듈을 이동시키도록 제어 명령을 생성한다.The control command generating unit 430 generates a control command to move the moving module to the determined target position.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(400)는 명령을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.The control unit 400 according to an embodiment of the present invention may include at least one processor for executing a command.

또한, 제어부(400)는 설정 각도에 따른 위치를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있으며, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 컴퓨터 판독 가능한 저장매체를 포함할 수 있다.In addition, the control unit 400 may further include a memory for storing the position according to the set angle, the memory is a flash memory type (flash memory type), a hard disk type (hard disk type), a multimedia card micro type (multimedia card) micro type), card type memory (e.g. SD or XD memory, etc.), RAM (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic disk, may include at least one type of computer-readable storage medium of an optical disk.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치의 이동을 예로 들어 나타낸 도면이다.5 is a view showing the movement of the position control device of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention as an example.

도 5의 (a)는 설정 각도가 A1이고, 이동 모듈(320)의 위치가 L1인 경우를 나타낸 것이다.Figure 5 (a) shows a case where the setting angle is A1 and the position of the moving module 320 is L1.

평면상에서 프린팅을 위한 적층이 이루어지는 경우에 해당되며, 설정 각도는 5~15°일 수 있다. 설정 각도가 5~15°로 설정되어야 용접스패터의 발생을 방지하고 용접결함의 발생을 방지할 수 있다.This corresponds to the case where lamination for printing is made on a plane, and the setting angle may be 5 to 15°. When the set angle is set to 5~15°, it is possible to prevent the occurrence of welding spatter and the occurrence of welding defects.

도 5의 (b)는 설정 각도가 A2이고, 이동 모듈(320)의 위치가 L2인 경우를 나타낸 것이다. 이 때, 설정 각도는 50~60°로 설정될 수 있다.Figure 5 (b) shows a case where the setting angle is A2 and the position of the moving module 320 is L2. In this case, the setting angle may be set to 50 to 60°.

도 5의 (c)는 설정 각도가 A3이고, 이동 모듈(320)의 위치가 L3인 경우를 나타낸 것이다. 이 때, 설정 각도는 95~110°로 설정될 수 있다.Figure 5 (c) shows a case where the setting angle is A3 and the position of the moving module 320 is L3. At this time, the set angle may be set to 95 ~ 110 °.

여기서, L1, L2, L3는 각각 설정 각도 A1, A2, A3에 따른 목표 위치가 될 수 있다.Here, L1, L2, and L3 may be target positions according to the set angles A1, A2, and A3, respectively.

만일, 아크 용접봉(210)의 위치가 그대로인 상태에서, 각도만 기울어진다면, 아크 용접봉(210)의 팁(211)이 중심점(P)을 벗어나게 될 것이다.If, while the position of the arc welding electrode 210 remains the same, if only the angle is inclined, the tip 211 of the arc welding electrode 210 will deviate from the central point P.

그러나, 도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치는 설정 각도가 A1, A2, A3로 변화하여도, 이동 모듈(320)의 위치가 L1, L2, L3로 가이드 모듈(310)의 원주 방향을 따라 이동할 수 있으므로, 아크 용접봉(210)의 팁(211)의 위치가 헤드부(100)의 중심점(P)과 항상 일치될 수 있다.However, as shown in Figure 5, the position control device of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, even if the set angle is changed to A1, A2, A3, the position of the movement module 320 is L1, L2, Since the L3 can move along the circumferential direction of the guide module 310 , the position of the tip 211 of the arc welding electrode 210 may always coincide with the center point P of the head part 100 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for controlling a position of a 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 위치 제어 방법은, 제어부(400)에서 수행되며, 단계 S100에서 제어부(400)가 아크 용접 모듈의 설정 각도를 입력 받는다.Referring to FIG. 6 , the method for controlling the position of the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention is performed by the control unit 400 , and in step S100 , the control unit 400 receives the set angle of the arc welding module.

단계 S120에서 아크 용접 모듈이 중심선을 이탈하는지 여부를 판단하고, 만일, 아크 용접 모듈이 중심선을 이탈하는 경우, 단계 S130에서 설정 각도에 기초하여, 가이드 모듈에서 이동 모듈의 목표 위치를 결정한다.In step S120, it is determined whether the arc welding module deviates from the center line, and if the arc welding module deviates from the center line, based on the set angle in step S130, a target position of the moving module is determined in the guide module.

단계 S120에서, 중심선 이탈 여부는, 헤드부에서 제공한 적층 경로 상의 좌표와 아크 용접봉의 팁이 위치한 좌표를 확인하여, 일치 여부를 확인할 수 있다.In step S120 , whether the center line is deviated may be confirmed by checking the coordinates on the stacking path provided by the head and the coordinates at which the tip of the arc welding electrode is located.

이후, 단계 S140에서 결정된 목표 위치까지 이동 모듈을 이동시키도록 제어 명령을 생성한다.Thereafter, a control command is generated to move the moving module to the target position determined in step S140.

본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of each block in the block diagram attached to this specification and each step in the flowchart may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be embodied in a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, such that the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment correspond to each block in the block diagram or in the flowchart. Each step creates a means for performing the described functions. These computer program instructions may also be stored in a computer-usable or computer-readable memory that may direct a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, and thus the computer-usable or computer-readable memory. The instructions stored in the block diagram may produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block in the block diagram or in each step in the flowchart. The computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to create a computer or other programmable data processing equipment. It is also possible that instructions for performing the processing equipment provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Further, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative embodiments it is also possible for the functions recited in blocks or steps to occur out of order. For example, it is possible that two blocks or steps shown one after another may in fact be performed substantially simultaneously, or that the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order according to the corresponding function.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치
100: 헤드부
200: 아크 용접 모듈
300: 링크 모듈
400: 제어부
500: 스테이지부
10: Position control device of the 3D printing device
100: head
200: arc welding module
300: link module
400: control unit
500: stage unit

Claims (8)

3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치에 있어서,
상기 3D 프린팅을 수행하기 위한 적층 경로를 제공하는 헤드부;
상기 적층 경로를 따라 이동하도록 구비되며, 아크를 발생시켜 소정 재료를 적층 시키도록 상기 소정 재료가 적층되는 지점에 위치하는 팁을 포함하는 아크 용접봉을 포함하는 아크 용접 모듈;
상기 헤드부와 상기 아크 용접 모듈을 연결하며, 상기 아크 용접 모듈을 이동시키도록 마련되는 링크 모듈; 및
상기 아크 용접 모듈의 설정 각도가 변경되면, 상기 적층 경로 상의 좌표와 상기 아크 용접봉의 팁이 위치한 좌표를 확인하여 상기 아크 용접봉의 팁이 상기 헤드부의 중심선을 이탈하는지 여부를 판단하고, 만일 상기 아크 용접봉의 팁이 상기 중심선을 이탈하는 경우 상기 설정 각도에 기초하여, 상기 적층 경로 상에서 상기 헤드부의 중심선에 상기 팁이 위치되도록 상기 아크 용접 모듈을 이동시키기 위한 제어 명령을 생성하고, 상기 제어 명령을 상기 링크 모듈로 전송하는 제어부를 포함하며,
상기 링크 모듈은, 상기 제어 명령에 기초하여 상기 아크 용접봉의 팁이 상기 중심선에 위치된 채로 상기 아크 용접 모듈이 상기 링크 모듈의 원주 방향을 따라 이동되도록 구동되는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
In the position control device of the 3D printing device,
a head unit providing a lamination path for performing the 3D printing;
an arc welding module including an arc welding rod provided to move along the stacking path and including a tip positioned at a point where the predetermined material is stacked to generate an arc to stack the predetermined material;
a link module connecting the head part and the arc welding module, and provided to move the arc welding module; and
When the set angle of the arc welding module is changed, it is determined whether the tip of the arc welding electrode deviates from the center line of the head part by checking the coordinates on the stacking path and the coordinates where the tip of the arc welding electrode is located, and if the arc welding electrode When the tip of the deviates from the center line, based on the set angle, a control command is generated for moving the arc welding module so that the tip is located on the center line of the head part on the stacking path, and the control command is linked to the link. Includes a control unit that transmits to the module,
The link module is, on the basis of the control command, position control device, characterized in that the arc welding module is driven to move along the circumferential direction of the link module with the tip of the arc welding electrode positioned at the center line.
제1항에 있어서,
상기 아크 용접 모듈은,
상기 아크 용접봉의 설정 각도를 조절하는 각도 조절부를 더 포함하는 위치 제어 장치.
According to claim 1,
The arc welding module,
Position control device further comprising an angle adjusting unit for adjusting the set angle of the arc welding rod.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 링크 모듈은,
상기 헤드부의 하측에 위치하며, 일 방향으로 연장되는 랙 기어를 포함하는 가이드 모듈;
상기 가이드 모듈에 설치되며, 내측에 상기 랙 기어와 맞물리는 피니언 기어 및 상기 피니언 기어를 구동시키는 서보 모터를 포함하여 상기 가이드 모듈의 일 방향으로 이동되는 이동 모듈; 및
일측이 상기 이동 모듈의 일단에 결합되고, 타측이 상기 아크 용접 모듈과 결합되며, 상기 이동 모듈과 일체로 이동되는 고정 프레임을 포함하는 위치 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The link module is
a guide module positioned below the head and including a rack gear extending in one direction;
a moving module installed in the guide module and moving in one direction of the guide module, including a pinion gear engaged with the rack gear and a servo motor for driving the pinion gear; and
A position control device comprising a fixed frame having one side coupled to one end of the moving module, the other side coupled to the arc welding module, and moving integrally with the moving module.
제4항에 있어서,
상기 랙 기어는, 제1 곡선부를 포함하고,
상기 고정 프레임은, 제2 곡선부를 포함하며,
상기 고정 프레임은, 상기 랙 기어의 원주 방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
5. The method of claim 4,
The rack gear includes a first curved portion,
The fixed frame includes a second curved portion,
The fixed frame is a position control device, characterized in that it moves along the circumferential direction of the rack gear.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 아크 용접 모듈의 설정 각도를 입력 받는 입력부;
상기 설정 각도에 기초하여, 상기 가이드 모듈에서 상기 이동 모듈의 목표 위치를 결정하는 위치 결정부; 및
결정된 상기 목표 위치까지 상기 이동 모듈을 이동시키도록 제어 명령을 생성하는 제어 명령 생성부를 포함하는 위치 제어 장치.
5. The method of claim 4,
The control unit is
an input unit for receiving a set angle of the arc welding module;
a positioning unit for determining a target position of the moving module in the guide module based on the set angle; and
and a control command generator configured to generate a control command to move the moving module to the determined target position.
제6항에 있어서,
상기 위치 결정부는,
상기 아크 용접 모듈의 설정 각도가 제1 각도에서 제2 각도로 변화되는 경우, 상기 목표 위치를 상기 제1 각도에 대응되는 제1 위치에서 상기 제2 각도에 대응되는 제2 위치로 변경하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
7. The method of claim 6,
The positioning unit,
When the set angle of the arc welding module is changed from a first angle to a second angle, the target position is changed from a first position corresponding to the first angle to a second position corresponding to the second angle position control device.
3D 프린팅을 수행하기 위한 적층 경로를 제공하는 헤드부, 상기 적층 경로를 따라 이동하도록 구비되며, 아크를 발생시켜 소정 재료를 적층 시키도록 상기 소정 재료가 적층되는 지점에 위치하는 팁을 포함하는 아크 용접봉을 포함하는 아크 용접 모듈 및 상기 헤드부와 상기 아크 용접 모듈을 연결하며, 상기 아크 용접 모듈을 이동시키도록 마련되는 링크 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치의 위치 제어 장치에 의해 수행되는 위치 제어 방법에 있어서,
상기 아크 용접 모듈의 설정 각도를 입력 받는 단계;
상기 아크 용접 모듈의 설정 각도가 변경되면, 상기 적층 경로 상의 좌표와 상기 아크 용접봉의 팁이 위치한 좌표를 확인하여 상기 아크 용접봉의 팁이 상기 헤드부의 중심선을 이탈하는지 여부를 판단하고, 만일 상기 아크 용접 모듈의 아크 용접봉의 팁이 상기 중심선을 이탈하는 경우 상기 설정 각도에 기초하여, 상기 적층 경로 상에서 상기 헤드부의 중심선에 상기 팁이 위치되도록 상기 아크 용접 모듈을 이동시키기 위해 가이드 모듈에서 이동 모듈의 목표 위치를 결정하는 단계;
결정된 상기 목표 위치까지 상기 이동 모듈을 이동시키도록 제어 명령을 생성하고, 상기 제어 명령을 상기 링크 모듈로 전송하는 단계; 및
상기 링크 모듈이 상기 제어 명령에 기초하여 상기 아크 용접봉의 팁이 상기 중심선에 위치된 채로 상기 아크 용접 모듈이 상기 링크 모듈의 원주 방향을 따라 이동되도록 구동되는 단계를 포함하는 위치 제어 방법.
An arc welding electrode including a head portion providing a lamination path for 3D printing, a tip provided to move along the lamination path, and a tip positioned at a point where the predetermined material is laminated to generate an arc to stack the predetermined material In a position control method performed by a position control device of a 3D printing apparatus comprising an arc welding module comprising a, and a link module that connects the head and the arc welding module, and is provided to move the arc welding module ,
receiving a setting angle of the arc welding module;
When the set angle of the arc welding module is changed, it is determined whether the tip of the arc welding electrode deviates from the center line of the head part by checking the coordinates on the stacking path and the coordinates where the tip of the arc welding electrode is located, and if the arc welding When the tip of the arc welding rod of the module deviates from the center line, based on the set angle, the target position of the moving module in the guide module to move the arc welding module so that the tip is positioned on the center line of the head part on the stacking path determining a;
generating a control command to move the moving module to the determined target position, and transmitting the control command to the link module; and
Position control method comprising the step of driving the link module to move along the circumferential direction of the link module with the tip of the arc welding electrode positioned at the center line based on the control command.
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JPH1015664A (en) * 1996-07-04 1998-01-20 Hitachi Ltd Whole positioned automatic welding equipment
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