KR20170130124A - System for monitoring 3d printer - Google Patents

System for monitoring 3d printer Download PDF

Info

Publication number
KR20170130124A
KR20170130124A KR1020160060767A KR20160060767A KR20170130124A KR 20170130124 A KR20170130124 A KR 20170130124A KR 1020160060767 A KR1020160060767 A KR 1020160060767A KR 20160060767 A KR20160060767 A KR 20160060767A KR 20170130124 A KR20170130124 A KR 20170130124A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axis motor
unit
printer
axis
print head
Prior art date
Application number
KR1020160060767A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101839206B1 (en
Inventor
조명우
하석재
송기혁
김기범
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인하대학교 산학협력단 filed Critical 인하대학교 산학협력단
Priority to KR1020160060767A priority Critical patent/KR101839206B1/en
Publication of KR20170130124A publication Critical patent/KR20170130124A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101839206B1 publication Critical patent/KR101839206B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • B29C64/209Heads; Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04Manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)

Abstract

A 3D printer monitoring system according to the present invention which creates a 3D model by forming layers of a material on top of one another, comprises: a printer unit which includes a print head adapted for discharging the material, and includes a motor driving unit adapted for changing a displacement of the print head according to a command code; a sensor unit which detects a current signal of the motor driving unit; a control unit which calculates the displacement of the print head and a progress rate of a 3D model formation by using the signal detected by the sensor unit to calculate a production finish time of the model; and a server unit which transmits information calculated by the control unit to multiple terminals. The monitoring system according to the present invention provides multilateral information to a user regarding an operational status of the 3D printer by calculating and providing the production progress rate and production finish time of the model. Further, by utilizing such information, the operational status of the 3D printer may be visually realized. Furthermore, by transmitting information regarding the operational status of the 3D printer to multiple terminals, the monitoring system may allow multiple users to monitor the operational status of the 3D printer from anywhere.

Description

3차원 프린터 모니터링 시스템{System for monitoring 3d printer}A 3D printer monitoring system {System for monitoring 3d printer}

본 발명은 3차원 프린터 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 사용자에게 3차원 프린팅의 작동 상황을 원격으로 제공하는 3차원 프린터 모니터링 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional printer monitoring system, and more particularly, to a three-dimensional printer monitoring system that remotely provides operating conditions of three-dimensional printing to a plurality of users.

3D 프린팅 기술은 적층제조 기술(additive manufacturing)로도 불리우며, 설계 프로그램 상에 모델링(Modeling)된 물체의 형상을 바탕으로 고분자 물질이나 플라스틱 또는 금속성 가루 등의 소재를 연속적인 레이어로 적층하여, 입체적 형태의 물체를 제조하는 기술을 말한다.3D printing technology is also called additive manufacturing. It is based on the shape of an object modeled on a design program, and a material such as a polymer material, plastic or metallic powder is laminated in a continuous layer, and a three- Refers to a technique for manufacturing an object.

이러한 3D 프린팅 방식은 크게 FDM방식(Fused Deposition Modelling)과 DLP방식(DigitalLight Processing), SLA방식(Stereolithography Apparatus) 그리고 SLS방식(Selective Laser Sintering)으로 구분된다.The 3D printing method is divided into FDM (Fused Deposition Modeling), DLP (Digital Light Processing), SLA (Stereolithography Apparatus) and SLS (Selective Laser Sintering).

이 중에서도 FDM방식은 압출적층 조형방식으로, 열을 이용하여 ABS, PLA 등 플라스틱의 재료를 녹여 모델링에 지시된 위치에 쌓아 결과물을 만드는 방식이다. 이와 같은 FDM방식은 구조가 간단할 뿐만 아니라, 고체 형태의 재료를 이용하므로 관리가 간편하여 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 방식이다.Among them, the FDM method is an extrusion laminate molding method, melting plastic materials such as ABS and PLA by using heat, accumulating them at the positions indicated in the modeling, and producing the result. Such an FDM method is not only simple in structure but also used in a solid state material, so that it is the most commonly used method because it is easy to manage.

FDM 방식의 3D 프린터 구조는 재료를 출력하는 잉크젯과, 모델링을 통하여 X-Y-Z축에 대한 G-code를 생성하는 G-code생성부와, 상기 G-code를 해석하여 상기 잉크젯을 X-Y-Z축 방향으로 이송하는 모터구동부와, 제조되는 모형이 안착되는 베드로 구성된다.The 3D printer structure of the FDM scheme includes an inkjet for outputting a material, a G-code generator for generating G-code for the X, Y, and Z axes through modeling, and a G-code generator for analyzing the G-code to transfer the inkjet in the X, A motor driving unit, and a bed on which a manufactured model is seated.

위와 같은 3D 프린터는, 인쇄 과정에서 상기 잉크젯이 미작동하거나 잘못된 각도로 인쇄가 진행되는 경우, 최종 제품의 불량을 초래할 수 있다. 이를 해결하고자, 종래에는 3D 프린터의 작동상황을 모니터링하고 오작동을 검출할 수 있는 시스템이 제안되고 있다.Such a 3D printer may cause defective end products when the inkjet does not operate in the course of printing or printing is performed at an incorrect angle. In order to solve this problem, a system has been proposed in which the operation status of a 3D printer is monitored and a malfunction is detected.

이에 관련된 기술로서 대한민국 공개특허 제10-2015-0113843호가 개시되어 있다. 여기에서는 프린터는 전도성 기판을 포함하고 여기에 프린트헤드는 시험 패턴으로 구조 재료를 토출한다. 시험 패턴에 상응하는 패턴으로 배열되는 다수의 전도성 부재는 소정 거리 기판을 향하여 이동되어 부재 단부들은 기판 표면 또는 기판의 구조 재료와 접촉된다. 기판과 접촉되는 전류원은 기판과 접촉하는 부재들에 전류를 제공한다. 따라서, 전류가 생성되는 부재들에 상당하는 잉크젯들은 미작동으로 식별되고 대상물 인쇄는 중지되어 프린트헤드에 대한 회복적 조치가 취해지는 시험 패턴 및 통전 프로브를 이용하여 3차원 대상체 인쇄에서의 미작동 잉크젯들 검출시스템(이하, "검출시스템"이라 함)을 제공하고 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0113843 is disclosed as a related technology. Wherein the printer includes a conductive substrate, wherein the printhead discharges the structural material in a test pattern. The plurality of conductive members arranged in a pattern corresponding to the test pattern are moved toward the predetermined distance substrate so that the member ends contact the substrate surface or the structural material of the substrate. A current source in contact with the substrate provides current to the members in contact with the substrate. Thus, inkjets corresponding to the members from which the current is generated are identified by inactivity and the printing of the object is stopped so that the restoring action is taken against the printhead, (Hereinafter referred to as "detection system").

그러나 종래와 같은 검출시스템은 프린트헤드(잉크젯)의 미작동 여부에 대한 정보만을 제공하고 있으며, 상기 정보는 사용자가 검출시스템에 인접하여 위치할 때만 전달이 가능하다.However, the conventional detection system provides only information on whether the print head (inkjet) is not operated, and the information can be transmitted only when the user is located adjacent to the detection system.

이에 보다 다각적인 정보를 제공할 수 있으며, 사용자가 장소에 관계없이 정보에 접근할 수 있는 모니터링 시스템이 요구되고 있다. Accordingly, there is a demand for a monitoring system that can provide more diverse information and allow users to access information regardless of the place.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 3D 프린터의 작동상황에 대한 정보의 접근이 용이하며, 보다 다각적인 정보 제공이 가능한 3차원 프린터 모니터링 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a three-dimensional printer monitoring system which is easy to access information on the operation status of a 3D printer and is capable of providing more various information.

본 발명에 따른 3차원 프린터 모니터링 시스템은, 원료를 적층하여 3차원의 모델을 제조하는 것으로, 상기 원료를 토출하는 프린트헤드와, 명령코드에 따라 상기 프린트헤드의 변위를 이동시키는 모터구동부를 구비하는 프린터부; 상기 모터구동부의 전류신호를 감지하는 센서부; 상기 센서부에서 감지된 신호를 이용하여 상기 프린트헤드의 변위와 3차원 모형의 제조 진행률을 계산하여 상기 모형의 제조완료시간을 산출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 산출된 정보를 복수의 단말기에 전송하는 서버부를 포함한다.A three-dimensional printer monitoring system according to the present invention is a three-dimensional printer monitoring system for producing a three-dimensional model by stacking raw materials, comprising: a print head for discharging the raw material; and a motor driver for moving the displacement of the print head according to an instruction code A printer section; A sensor unit for sensing a current signal of the motor driving unit; A control unit for calculating a manufacturing completion time of the model by calculating a displacement of the print head and a manufacturing progress rate of the 3D model using a signal sensed by the sensor unit; And a server unit for transmitting the information calculated by the controller to a plurality of terminals.

여기서 상기 모터구동부는, 상기 프린트헤드의 x축 변위를 이동시키는 x축모터와, 상기 프린트헤드의 y축 변위를 이동시키는 y축모터와, 상기 프린트헤드의 z축 변위를 이동시키는 z축모터를 포함할 수 있다.Wherein the motor driver comprises an x-axis motor for moving the x-axis displacement of the printhead, a y-axis motor for moving the y-axis displacement of the printhead, and a z-axis motor for moving the z- .

또한 상기 센서부는, 상기 프린터부에서 발생하는 열을 감지하는 열센서와, 상기 x축모터, y축모터 및 z축모터의 전류신호를 감지하는 홀센서와, 상기 x축모터, y축모터 및 z축모터의 회전에서 발생하는 토크를 감지하는 역각센서를 포함할 수 있다.The sensor unit includes a thermal sensor for sensing heat generated in the printer unit, a hall sensor for sensing current signals of the x-axis motor, the y-axis motor, and the z-axis motor, and the x- and an angular position sensor for sensing a torque generated in rotation of the z-axis motor.

또한 상기 제어부는 상기 홀센서로부터 상기 x축모터, y축모터 및 z축모터의 전류신호를 전달받고, 상기 x축모터, y축모터 및 z축모터에 전해지는 명령코드를 판독하여 상기 프린트헤드의 변위를 계산할 수 있다.The control unit receives the current signals of the x-axis motor, the y-axis motor, and the z-axis motor from the hall sensor, reads the command code transmitted to the x-axis motor, the y- Can be calculated.

또한 상기 제어부는 상기 열센서와 역각센서로부터 전달받은 정보를 이용하여, 상기 프린터부의 작동상태를 판단할 수 있다.In addition, the controller may determine an operating state of the printer unit using the information received from the thermal sensor and the angle sensor.

본 발명에 따른 3차원 프린터 모니터링 시스템에 의하면, 모델의 제조진행률 및 제조완료시간을 산출하여 제공함으로써 사용자에게 3D 프린터의 작동상황에 대한 다각적인 정보를 제공할 수 있으며, 상기와 같은 정보를 활용하여 3D 프린터의 작동상황을 시각적으로 구현할 수 있다.According to the three-dimensional printer monitoring system of the present invention, it is possible to provide the user with various information about the operation status of the 3D printer by calculating and providing the manufacturing progress and the completion time of the model, You can visually implement the operation status of the 3D printer.

또한 3D 프린터의 작동상황에 대한 정보를 복수의 단말기에 전송 가능하여, 복수의 사용자가 장소에 제약 없이 상기 3D 프린터의 작동상황을 모니터링 할 수 있도록 지원한다.In addition, information on the operation status of the 3D printer can be transmitted to a plurality of terminals, so that a plurality of users can monitor the operation status of the 3D printer without restriction to a place.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터 모니터링 시스템을 이용하여 사용자의 단말기에 3D프린팅의 작동상황 정보를 제공하는 과정을 도시한 개략도,
도 2는 도 1에서 나타낸 프린터부, 센서부 및 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도,
도 3은 도 2에서 나타낸 홀센서의 신호 전달 과정을 나타낸 블록도,
도 4는 도 2에서 나타낸 제어부에서 모델의 제조 진행률 및 제조 완료시간을 산출하는 과정을 나타낸 순서도,
도 5는 도 4에서 나타낸 S420 단계에서 G-code를 가시화한 상태를 도시한 도면,
도 6은 도 4에서 나타낸 S440단계에서, 홀센서를 통하여 감지된 x축, y축 및 z축의 전류 변화를 기록한 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a process of providing operation information of 3D printing to a user's terminal using a three-dimensional printer monitoring system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the printer unit, the sensor unit, and the control unit shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram illustrating a signal transfer process of the Hall sensor shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of calculating a manufacturing progress rate and a manufacturing completion time of the model in the control unit shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram showing a state in which G-code is visualized in step S420 shown in FIG. 4,
FIG. 6 is a chart recording current changes in the x-axis, the y-axis, and the z-axis sensed through the hall sensor in step S440 shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, at the time of the present application, It should be understood that variations can be made.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터 모니터링 시스템을 이용하여 사용자의 단말기에 3D프린팅의 작동상황에 대한 정보를 제공하는 과정을 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1에서 나타낸 프린터부, 센서부 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 3은 도 2에서 나타낸 홀센서의 신호 전달 과정을 나타낸 블록도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a process of providing information on the operation status of 3D printing to a user's terminal using a three-dimensional printer monitoring system according to an embodiment of the present invention. And FIG. 3 is a block diagram illustrating a signal transmission process of the Hall sensor shown in FIG. 2. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터 모니터링 시스템(이하, "모니터링 시스템"이라 함.)은 복수의 사용자에게 3D 프린팅의 작동상황에 대한 정보를 원격으로 전송하기 위한 시스템이다. 이를 위해 상기 모니터링 시스템은 프린터부(100), 센서부(200), 제어부(300) 및 서버부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a 3D printer monitoring system (hereinafter referred to as a "monitoring system") according to an embodiment of the present invention includes a system for remotely transmitting information on the operation status of 3D printing to a plurality of users to be. To this end, the monitoring system includes a printer unit 100, a sensor unit 200, a control unit 300, and a server unit 400.

상기 프린터부(100)는 원료를 적층하여 3차원 모델을 제조한다. 도 2를 참조하면 상기 프린터부(100)는 프린트헤드(110)와 모터구동부(120)를 구비한다. 상기 프린트헤드(110)는 하단에 원료가 분사되는 노즐을 구비하며, 상기 모터구동부(120)에 의하여 3축 방향으로 이송된다. 이때 상기 노즐에서 분사된 연료는 레이어를 형성하며, 상기 레이어가 복수로 적층되어 3차원 형상의 모델이 제작된다. 또한 상기 모터구동부(120)는 3D 모델링(Modeling) 과정에서 생성된 명령코드를 전달받아, 상기 명령코드에 따라 상기 프린트헤드(110)의 변위를 이동시킨다. 또한 상기 모터구동부(120)는 상기 프린트헤드(110)의 x축 변위를 이동시키는 x축모터(121)와, 상기 프린트헤드(110)의 y축 변위를 이동시키는 y축모터(122)와, 상기 프린트헤드(110)의 z축 변위를 이동시키는 z축모터(123)를 구비한다. 여기서 상기 명령코드는 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123) 각각에 대한 회전수를 지정한다. 이때 상기 모터구동부(120)는 일측이 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)와 연결되고 타측이 상기 프린트헤드(110)와 연결되어, 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)의 회전력을 이용하여 상기 프린트헤드(110)를 직선 구동시키는 이송축(미도시)을 구비한다. 즉, 상기 명령코드에 따라 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)가 지정된 횟수로 회전하고, 상기 이송축은, 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)의 회전에 대응하여, 상기 프린트헤드(110)의 변위를 x축, y축 및 z축 방향으로 이송시킨다.The printer unit 100 stacks raw materials to produce a three-dimensional model. Referring to FIG. 2, the printer unit 100 includes a printhead 110 and a motor driver 120. The print head 110 has nozzles through which raw materials are injected at the lower end thereof, and is transported in three axial directions by the motor driving unit 120. At this time, the fuel injected from the nozzle forms a layer, and a plurality of the layers are stacked to produce a three-dimensional model. The motor driving unit 120 receives the command code generated in the 3D modeling process and moves the displacement of the print head 110 according to the command code. The motor driving unit 120 includes an x-axis motor 121 for moving the x-axis displacement of the print head 110, a y-axis motor 122 for moving the y-axis displacement of the print head 110, And a z-axis motor 123 for moving the z-axis displacement of the printhead 110. [ Here, the instruction code designates the number of rotations for the x-axis motor 121, the y-axis motor 122, and the z-axis motor 123, respectively. One end of the motor driving unit 120 is connected to the x-axis motor 121, the y-axis motor 122 and the z-axis motor 123 and the other end is connected to the print head 110, (Not shown) for linearly driving the print head 110 using the rotational force of the motor 121, the y-axis motor 122 and the z-axis motor 123. That is, the x-axis motor 121, the y-axis motor 122, and the z-axis motor 123 are rotated a specified number of times according to the instruction code, Axis, and the z-axis direction, corresponding to the rotation of the print head 122 and the z-axis motor 123, respectively.

상기 센서부(200)는 상기 모터구동부(120)의 전류신호를 감지한다. 도 2 및 도 3을 참조하면 상기 센서부(200)는 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)의 전류신호를 감지하는 홀 센서(220)를 구비할 수 있다. 상기 홀 센서(220)는 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)가 회전하면서 발생하는 전류신호를 감지한다. 이때 상기 홀 센서(220)는 복수로 구비되어 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)에 각각 연결되는 것이 바람직하다. 상기 홀 센서(220)는 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)의 회전축에 반경 방향으로 배치되는 마그넷과 상기 마그넷에서 방출되는 자기장을 감지하는 센서단자로 이루어진다. 이때 상기 마그넷에서 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123) 회전축의 회전에 의한 전류신호(자기장 변화)가 발생하고, 상기 센서단자는 상기 전류신호(자기장 변화)를 감지한다. 상기한 바와 같은 홀 센서(220)의 원리는 공지된 것이므로 상세한 서술은 생략하도록 한다. 또한 상기 홀 센서(220)는 상기 감지된 전류신호를 상기 제어부(300)에 전달한다. The sensor unit 200 senses a current signal of the motor driving unit 120. 2 and 3, the sensor unit 200 includes a hall sensor 220 for sensing current signals of the x-axis motor 121, the y axis motor 122, and the z axis motor 123 . The hall sensor 220 senses a current signal generated by the rotation of the x-axis motor 121, the y axis motor 122, and the z axis motor 123. The hall sensors 220 may be connected to the x-axis motor 121, the y-axis motor 122, and the z-axis motor 123, respectively. The Hall sensor 220 includes a magnet disposed radially to the rotation axis of the x-axis motor 121, the y-axis motor 122 and the z-axis motor 123, and a sensor terminal for sensing a magnetic field emitted from the magnet . At this time, a current signal (magnetic field change) is generated in the magnet by rotation of the rotation axis of the x-axis motor 121, the y axis motor 122 and the z axis motor 123, and the sensor terminal generates the current signal ). The principle of the hall sensor 220 as described above is well known, and therefore, a detailed description thereof will be omitted. Also, the Hall sensor 220 transmits the sensed current signal to the controller 300.

또한 상기 센서부(200)는 열센서(210)와 역각센서(230)를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 열센서(210)는 상기 프린터부(100)에서 발생하는 열을 감지한다. 또한 상기 역각센서(230)는 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)의 회전에서 발생하는 토크를 감지한다. 이때 상기 열센서(210)는 상기 프린터부(100)의 과부하를 감지하며, 역각센서(230)는 프린트헤드(110)의 미작동을 감지할 수 있다. 또한 상기 센서부(200)는 상기 프린터부(100)의 구동상황을 촬영하는 카메라(미도시)를 더 포함하여 상기 제어부(300)의 촬영된 영상을 전송할 수 있다. 이때 상기 열센서(210), 역각센서(230) 및 카메라로부터 기록된 신호 또는 영상은 상기 제어부(300)에 전달한다.The sensor unit 200 may further include a thermal sensor 210 and an angle sensor 230. Here, the heat sensor 210 senses heat generated in the printer unit 100. The inverse angle sensor 230 senses torque generated in the rotation of the x-axis motor 121, the y axis motor 122, and the z axis motor 123. At this time, the thermal sensor 210 senses an overload of the printer unit 100, and the angle sensor 230 senses the non-operation of the print head 110. The sensor unit 200 may further include a camera (not shown) for photographing the driving state of the printer unit 100, and may transmit the photographed image of the control unit 300. At this time, signals or images recorded from the thermal sensor 210, the angle sensor 230 and the camera are transmitted to the controller 300.

상기 제어부(300)는 상기 센서부(200)에서 감지된 신호와 상기 모터구동부(120)에 전해지는 명령코드를 비교하여 상기 프린트헤드(110)의 변위 및 상기 모델의 제조 진행률을 산출한다.The control unit 300 compares the signal sensed by the sensor unit 200 with a command code transmitted to the motor driving unit 120 to calculate the displacement of the print head 110 and the manufacturing progress of the model.

이하에서는 상기 제어부(300)에서 3d 프린팅의 제조 진행률 및 제조 완료시간을 도출하는 방법에 관하여, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for deriving the manufacturing progress and production completion time of the 3d printing in the control unit 300 will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG.

도 4는 도 2에서 나타낸 제어부에서 3d 프린팅의 제조 진행률 및 제조 완료시간을 산출하는 과정을 나타낸 순서도이고, 도 5는 도 4에서 나타낸 S420 단계에서 G-code를 가시화한 상태를 도시한 도면이며, 도 6은 도 4에서 나타낸 S440단계에서, 홀센서를 통하여 감지된 x축, y축 및 z축의 전류 변화를 기록한 도면이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of calculating the progress and the completion time of 3d printing in the control unit shown in FIG. 2. FIG. 5 is a view showing a state in which G-code is visualized in step S420 shown in FIG. FIG. 6 is a chart recording current changes in the x-axis, the y-axis, and the z-axis sensed through the hall sensor in step S440 shown in FIG.

먼저 상기 제어부(300)는 3차원 모델에 대한 G-code를 생성한다(S410). 이때 상기 G-code는 상기 프린트헤드(110)가 이동할 3차원 좌표값을 기록한 파일로서, 상기 프린트헤드(110)의 이동 경로를 제어한다. 이때 상기 제어부(300)는 설계된 STL 파일형식 모델링 데이터를 슬라이서(Slicer)를 이용하여 횡으로 분할한 뒤, G-code 형식으로 변환하는 것이 바람직하다.First, the controller 300 generates a G-code for the 3D model (S410). In this case, the G-code is a file in which three-dimensional coordinate values to be moved by the print head 110 are recorded, and controls the movement path of the print head 110. At this time, the controller 300 preferably divides the designed STL file format modeling data laterally using a slicer, and then converts the STL file format modeling data into G-code format.

그리고 상기 제어부(300)는 상기 G-code를 가시화하여 3차원 상에 나타낸다(S420). 이때 상기 제어부(500)는 도 5와 같이 G-code를 가시화 할 수 있으며, 상기 모델의 가공특징 형상을 시각적으로 표현할 수 있다. 이때 상기 제어부(300)는도 5에서 도시한 바와 같이 프린트헤드의 이동 경로를 선형적으로 시각화 한다.The controller 300 visualizes the G-code and displays the G-code on a three-dimensional basis (S420). At this time, the controller 500 can visualize G-code as shown in FIG. 5, and can visually represent the machining feature of the model. At this time, the control unit 300 linearly visualizes the movement path of the print head as shown in FIG.

이후, 상기 프린터부(100)를 작동시켜 모델의 3d 프린팅을 시작한다(S430).Then, the printer unit 100 is operated to start 3d printing of the model (S430).

이때 상기 프린트헤드(110)가 이동하면서 상기 홀 센서(220)에서 상기 프린트 헤드(100)의 각 축과 연결된 모터의 전류의 신호를 감지한다(S440). 여기서 상기 홀 센서(220)는 상기 x축모터(121), y축모터(122) 및 z축모터(123)의 회전에 의한 전류신호를 감지한다. 이때 상기 제어부(300)는 상기 홀센서(220)로부터 전달된 신호를 도 6과 같이 기록한다.At this time, as the print head 110 moves, a signal of a current of a motor connected to each axis of the print head 100 is sensed by the Hall sensor 220 at step S440. Here, the hall sensor 220 senses a current signal due to rotation of the x-axis motor 121, the y axis motor 122, and the z axis motor 123. At this time, the control unit 300 records the signal transmitted from the hall sensor 220 as shown in FIG.

그리고 상기 제어부(300)는 가시화된 G-code와 상기 각 축의 전류신호를 비교하여, 상기 G-code 상에서 상기 전류신호에 대응하는 좌표값을 추적한다(S450).In step S450, the controller 300 compares the visualized G-code with the current signal of each axis and tracks coordinate values corresponding to the current signal on the G-code.

이를 통하여, 상기 제어부는 상기와 같이 추적하여 상기 프린트헤드(110)의 현재 작동 위치를 파악한다(S460). 이때 파악된 상기 프린트헤드(110)의 위치는 G-code를 가시화한 화상에 표시된다.In step S460, the controller tracks the current operation position of the print head 110 as described above. At this time, the position of the identified print head 110 is displayed on the image obtained by visualizing the G-code.

최종적으로 상기 제어부(300)는 상기 프린트 헤드(110)의 작동 위치를 이용하여 제조 진행률 및 제조 완료시간을 산출한다(S470). 이때 상기 제어부(300)는 상기 선형으로 시각화된 G-code 상의 현재 작동 위치를 마킹하고, 상기 G-code의 전체의 길이를 중에 마킹된 작동 위치까지의 길이가 차지하는 비율을 계산하여 제조 진행률을 산출해내는 것이 바람직하다. 또한 상기 제어부(300)는 상술한 바와 같이 산출된 제조진행률과 현 작동 시점까지 소요된 시간을 비교하여 제조 완료시간을 산출할 수 있다.Finally, the control unit 300 calculates the manufacturing progress and the manufacturing completion time using the operation position of the print head 110 (S470). At this time, the controller 300 marks the current operating position on the linearly visualized G-code and calculates the ratio of the length of the entire G-code occupied by the length to the marked operating position to calculate the manufacturing progress It is desirable to do it. Also, the control unit 300 may calculate the manufacturing completion time by comparing the production progress rate calculated as described above with the time taken until the current operation time.

이때 상기 제어부(300)는 상기와 같이 산출된 제조진행률 및 제조완료시간에 대한 정보를 시각화하여 영상데이터로 변환할 수 있다.At this time, the controller 300 may visualize information on the manufacturing progress and the manufacturing completion time calculated as described above, and convert the visualization data into image data.

또한 상기 영상데이터는 상기 제어부(300)는 상기 열센서(220), 역각센서(230) 및 카메라로부터 전달받은 정보와 함께 상기 제어부(300)로 송신된다. 이때 상기 제어부(300)는 상기와 같이 수집된 정보들을 상기 서버부(400)로 전달한다. Also, the control unit 300 transmits the image data to the controller 300 together with the information received from the thermal sensor 220, the angle sensor 230, and the camera. At this time, the controller 300 transmits the collected information to the server 400.

상기 서버부(400)는 상기 제어부(300)에서 전달된 정보를 수집하여, 복수의 단말기로 전송한다. 이때 상기 서버부(400)는 상기와 같이 수집된 정보를 복수의 단말기로 영상화 및 수치화하여 전송한다. 이때 상기 단말기로는 컴퓨터, 노트북 또는 스마트폰과 같은 휴대단말기 등을 예시할 수 있다 The server unit 400 collects information transmitted from the controller 300 and transmits the collected information to a plurality of terminals. At this time, the server unit 400 displays and collects the collected information to a plurality of terminals and transmits the information. At this time, the terminal may be a portable terminal such as a computer, a notebook computer, or a smart phone

이러한 본 발명에 따른 모니터링 시스템은 모델의 제조진행률 및 제조완료시간을 산출하여 제공함으로써, 사용자에게 3D 프린터의 작동상황에 대한 다각적인 정보를 제공할 수 있다. 또한 상기와 정보를 활용하여 3D 프린터의 작동상황을 시각적으로 구현할 수 있다.The monitoring system according to the present invention can provide various information about the operation status of the 3D printer to the user by calculating and providing the manufacturing progress and the manufacturing completion time of the model. In addition, the operation status of the 3D printer can be visually implemented using the above information and the information.

또한 3D 프린터의 작동상황에 대한 정보를 복수의 단말기에 전송 가능하여, 복수의 사용자가 장소에 제약 없이 상기 3D 프린터의 작동상황을 모니터링 할 수 있다.In addition, information on the operation status of the 3D printer can be transmitted to a plurality of terminals, so that a plurality of users can monitor the operation status of the 3D printer without being restricted to a place.

설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 프린터부
110: 프린트헤드
120: 모터구동부
121: x축모터
122: y축모터
123: z축모터
200: 센서부
210: 열센서
220: 홀 센서
230: 역각센서
300: 제어부
400: 서버부
100: Printer section
110: printhead
120:
121: x-axis motor
122: y-axis motor
123: Z-axis motor
200:
210: Thermal sensor
220: Hall sensor
230:
300:
400:

Claims (5)

원료를 적층하여 3차원의 모델을 제조하는 것으로, 상기 원료를 토출하는 프린트헤드와, 명령코드에 따라 상기 프린트헤드의 변위를 이동시키는 모터구동부를 구비하는 프린터부;
상기 모터구동부의 전류신호를 감지하는 센서부;
상기 센서부에서 감지된 신호를 이용하여 상기 프린트헤드의 변위와 3차원 모형의 제조 진행률을 계산하여 상기 모형의 제조완료시간을 산출하는 제어부; 및
상기 제어부에서 산출된 정보를 복수의 단말기에 전송하는 서버부를 포함하는 3차원 프린터 모니터링 시스템.
A printer unit having a print head for ejecting the raw material and a motor driving unit for moving the displacement of the print head according to an instruction code, the three-dimensional model being produced by laminating the raw materials;
A sensor unit for sensing a current signal of the motor driving unit;
A control unit for calculating a manufacturing completion time of the model by calculating a displacement of the print head and a manufacturing progress rate of the 3D model using a signal sensed by the sensor unit; And
And a server unit for transmitting the information calculated by the controller to a plurality of terminals.
청구항 1에 있어서,
상기 모터구동부는,
상기 프린트헤드의 x축 변위를 이동시키는 x축 모터와,
상기 프린트헤드의 y축 변위를 이동시키는 y축 모터와,
상기 프린트헤드의 z축 변위를 이동시키는 z축 모터를 포함하는 3차원 프린터 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The motor drive unit includes:
An x-axis motor for moving the x-axis displacement of the printhead,
A y-axis motor for moving the y-axis displacement of the print head,
And a z-axis motor to move the z-axis displacement of the print head.
청구항 1에 있어서,
상기 센서부는,
상기 프린터부에서 발생하는 열을 감지하는 열센서와,
상기 x축모터, y축모터 및 z축모터의 전류신호를 감지하는 홀센서와,
상기 x축모터, y축모터 및 z축모터의 회전에서 발생하는 토크를 감지하는 역각센서를 포함하는 3차원 프린터 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The sensor unit includes:
A thermal sensor for sensing heat generated in the printer unit,
A hall sensor for sensing current signals of the x-axis motor, the y-axis motor, and the z-
Axis motor, and a yaw axis sensor for detecting a torque generated in rotation of the x-axis motor, the y-axis motor, and the z-axis motor.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는 상기 홀센서로부터 상기 x축모터, y축모터 및 z축모터의 전류신호를 전달받고, 상기 x축모터, y축모터 및 z축모터에 전해지는 명령코드를 판독하여 상기 프린트헤드의 변위를 계산하는 프린터 모니터링 시스템.
The method of claim 3,
The control unit receives the current signals of the x-axis motor, the y-axis motor, and the z-axis motor from the hall sensor, reads the command code transmitted to the x-axis motor, the y- Printer monitoring system for calculating displacement.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는 상기 열센서와 역각센서로부터 전달받은 정보를 이용하여, 상기 프린터부의 작동상태를 판단하여 상기 서버부로 전달하는 3차원 프린터 모니터링 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the control unit determines the operating state of the printer unit using the information received from the thermal sensor and the angle sensor, and transmits the information to the server unit.
KR1020160060767A 2016-05-18 2016-05-18 System for monitoring 3d printer KR101839206B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160060767A KR101839206B1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 System for monitoring 3d printer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160060767A KR101839206B1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 System for monitoring 3d printer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170130124A true KR20170130124A (en) 2017-11-28
KR101839206B1 KR101839206B1 (en) 2018-03-15

Family

ID=60811344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160060767A KR101839206B1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 System for monitoring 3d printer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101839206B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102030059B1 (en) * 2018-11-16 2019-11-08 한국건설기술연구원 3D Printers for Concrete Specimen
KR102436758B1 (en) * 2021-07-08 2022-08-29 (주)해나소프트 3D printer monitoring system based on cloud flatform by mapping of virtual region

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102352980B1 (en) 2020-11-27 2022-01-20 한국생산기술연구원 Method for metal 3d printing product defect monitoring and apparatus for metal 3d printing product defect monitoring based on machine learning
KR102571148B1 (en) 2022-12-28 2023-08-25 (주)메타몰프 Method and apparatus for visualizing models for 3d printers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102030059B1 (en) * 2018-11-16 2019-11-08 한국건설기술연구원 3D Printers for Concrete Specimen
KR102436758B1 (en) * 2021-07-08 2022-08-29 (주)해나소프트 3D printer monitoring system based on cloud flatform by mapping of virtual region

Also Published As

Publication number Publication date
KR101839206B1 (en) 2018-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101839206B1 (en) System for monitoring 3d printer
US10994462B2 (en) Planarizing build surfaces in three-dimensional printing
US20160221259A1 (en) Tool path for color three-dimensional printing
KR101656948B1 (en) 3d printer of floating method using powder
Moretti et al. In-process monitoring of part geometry in fused filament fabrication using computer vision and digital twins
JP2021517525A (en) Systems, methods and media for artificial intelligence feedback control in laminated modeling
CN105643921B (en) Three-dimensional printing device and three-dimensional printing method
US9463598B2 (en) In-filling for additive manufacturing
US9632037B2 (en) Three dimensional printing apparatus and method for detecting printing anomaly
JP6756667B2 (en) 3D printing equipment and print proofing method
Bin Ishak et al. Robot arm platform for additive manufacturing using multi-plane toolpaths
US8155774B2 (en) 3D object fabrication methods and systems
US20160039148A1 (en) 3-d printer having motion sensors
US20150251358A1 (en) Three dimensional printing apparatus and method for controlling printing head thereof
US10821676B2 (en) Method for 3D printing using fusion deposition modeling with extrusion temperature control
EP3482914A1 (en) Method for determining the inclination of the axes of a machine with five or more axes for producing objects by additive manufacturing, system for producing objects by said method
CN105563823A (en) Three-dimensional printing device and three-dimensional printing method
CN113474823A (en) Object manufacturing visualization
Ishak et al. Robot arm platform for additive manufacturing: multi-plane printing
CN205889905U (en) 3D object printing device
US20220176456A1 (en) Contact detection in additive manufacturing
KR101591572B1 (en) Three dimensional printer
US20220334555A1 (en) Apparatus and method for producing a 3d part using implicit representation
KR102272633B1 (en) Control method of 3D printer system for batch data processing
US20180311909A1 (en) Three dimensional printing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant