KR20230099960A - 불량 출력물의 탐지가 가능한 3d 프린터 및 이를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터는, 출력물을 소정 위치까지 이송시키는 제1컨베이어와, 상기 제1컨베이어의 일측에 배치되어 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부와, 상기 불량 출력물 탐지부에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물과 불량 출력물을 분류하는 출력물 분류부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터 및 이를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 출력물의 완성 후 즉시 불량 여부를 탐지하여 추가적으로 불량품을 분리해야 하는데 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있도록 한 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터 및 이를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법에 관한 것이다.
일반적으로 3D 프린터는 잉크젯프린터에서 디지털화된 파일이 전송되면 잉크를 종이 표면에 분사하여 2D 이미지(활자나 그림)를 인쇄하는 원리와 같다.
2D 프린터는 앞뒤(x축)와 좌우(y축)으로만 운동하지만, 3D 프린터는 여기에 상하(z축) 운동을 더하여 입력한 3D 도면을 바탕으로 입체 물품을 만들어낸다.
입체 형태를 만드는 방식에 따라 크게 한 층씩 쌓아 올리는 적층형(첨가형 또는 쾌속조형 방식)과 큰 덩어리를 깎아가는 절삭형(컴퓨터 수치제어 조각 방식)으로 구분한다.
적층형은 파우더(석고나 나일론 등의 가루)나 플라스틱 액체 또는 플라스틱 실을 종이보다 얇은 층(레이어)으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들어내는 방식이다.
레이어가 얇을수록 정밀한 형상을 얻을 수 있고, 채색을 동시에 진행할 수 있다.
절삭형은 커다란 덩어리를 조각하듯이 깎아내 입체 형상을 만들어내는 방식이다.
적층형에 비하여 완성품이 더 정밀하다는 장점이 있지만, 재료가 많이 소모되고 채색 작업을 따로 해야 하는 것이 단점이다.
제작 단계는 모델링(modeling), 프린팅(printing), 피니싱(finishing)으로 이루어진다.
모델링은 3D 도면을 제작하는 단계로, 3D CAD(computer aided design)나 3D 모델링 프로그램 또는 3D 스캐너 등을 이용하여 제작하는 것이다.
프린팅은 모델링 과정에서 제작된 3D 도면을 이용하여 물체를 만드는 단계로, 적층형 또는 절삭형 등으로 작업을 진행하는 것이다.
이때 소요시간은 제작물의 크기와 복잡도에 따라 다르다.
피니싱은 산출된 제작물에 대해 보완 작업을 하는 단계로, 색을 칠하거나 표면을 연마하거나 부분 제작물을 조립하는 등의 작업을 진행하는 것이다.
3D 프린터는 본래 기업에서 어떤 물건을 제품화하기 전에 시제품을 만들기 위한 용도로 개발되었다.
1980년대 초에 미국의 3D시스템즈 사에서 플라스틱 액체를 굳혀 입체 물품을 만들어내는 프린터를 처음으로 개발한 것으로 알려져 있다.
플라스틱 소재에 국한되었던 초기 단계에서 발전하여 나일론과 금속 소재로 범위가 확장되었고, 산업용 시제품뿐만 아니라 여러 방면에서 상용화 단계로 진입하였다.
유럽항공방위산업체(EADS)는 3D 프린터를 이용하여 자전거를 조립 단계를 거치지 않은 완성품으로 인쇄한 바 있으며, 영국의 사우샘프턴대학에서는 시속 160㎞로 비행하는 무인비행기를 제작한 바 있다.
의료계에서는 환자에게 딱 맞는 인공관절이나 인공장기를 만드는 등 정밀도가 필요한 분야에 3D 프린터를 활용하고 있다.
그러나, 이러한 기존의 3D 프린터는 출력물이 완성되면 사용자가 베드위의 출력물을 회수해야 다음 출력이 가능하였다.
이러한 출력물의 회수 과정으로 인해 3D 프린터의 사용에 있어서 많은 로드가 걸려서 출력 작업의 효율이 매우 낮은 문제점이 있었다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 한국 특허 제10-2083428호에서는 출력물 분리가 가능한 3D 프린터를 제안하였다.
도 1은 종래 기술(한국 특허 제10-2083428호)에 따른 3D 프린터를 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따른 3D 프린터는 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체가 되는 프레임(10), 상기 프레임(10) 내부 상단에 성형재료를 토출하는 출력노즐헤드부(20), 하단에 상기 출력노즐헤드부(20)에서 토출된 성형재료가 적층되는 바닥이 되며 출력완료후 출력물을 자동으로 분리배출하는 컨베이어베드부(30), 일측에 장치를 제어하는 제어부(60)와 상기 제어부(60)를 조작하는 조작부(70)로 구성된다.
이러한 종래의 3D 프린터는, 컨베이어베드부로 인하여 출력이 완료된 출력물이 분리 배출되고, 컨베이어베드부를 컨베이어벨트장치와 바닥지지부를 자력으로 부착되는 고무자석벨트와 자성금속지지판으로 구성하여 출력물이 놓이는 배드에 들뜸형상 없이 안정적으로 출력물이 출력될 수 있도록 한 것이다.
그러나, 이와 같은 종래의 3D 프린터는 출력물이 완성된 후 출력물의 불량 여부의 판단없이 배출되도록 이루어짐으로써, 출력물 배출 후에 일일이 출력물의 불량 여부를 다시 확인해야 하기 때문에 이에 소요되는 시간과 비용이 상당한 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 출력물의 완성 후 즉시 불량 여부를 탐지하여 추가적으로 불량품을 분리해야 하는데 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있도록 한 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터 및 이를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1관점에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터는, 출력물을 소정 위치까지 이송시키는 제1컨베이어와, 상기 제1컨베이어의 일측에 배치되어 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부와, 상기 불량 출력물 탐지부에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물과 불량 출력물을 분류하는 출력물 분류부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 구성으로, 전체 몸체를 이루는 프레임; 상기 프레임의 상단에 설치되어 성형재료를 토출하는 출력노즐 헤드부; 상기 출력노즐 헤드부로부터 토출된 성형재료가 적층되어 완성된 출력물을 일방향으로 이송시키는 제1컨베이어; 상기 제1컨베이어의 일측에 배치되어 상기 이송된 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부; 상기 불량 출력물 탐지부에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물과 불량 출력물을 분류하는 출력물 분류부; 상기 출력물 분류부에 제어 신호를 전달하여 상기 출력물 분류부를 구동시키는 제어부; 및 상기 출력물 분류부로부터 분류된 정상 출력물 또는 불량 출력물을 상기 제어부의 신호에 따라 서로 다른 방향으로 이송시키는 제2컨베이어;를 포함하고, 상기 불량 출력물 탐지부는 상기 출력물의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센서부; 및 상기 센서부에서 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분)을 추출하며, 면적을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산부를 포함하여 이루어질 수 있다.
또 다른 구성으로, 전체 몸체를 이루는 프레임; 상기 프레임의 상단에 설치되어 성형재료를 토출하는 출력노즐 헤드부; 상기 출력노즐 헤드부로부터 토출된 성형재료가 적층되어 완성된 출력물을 일방향으로 이송시키는 제1컨베이어; 상기 제1컨베이어의 일측에 배치되어 상기 이송된 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부; 상기 불량 출력물 탐지부에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물과 불량 출력물을 분류하는 출력물 분류부; 상기 출력물 분류부에 제어 신호를 전달하여 상기 출력물 분류부를 구동시키는 제어부; 및 상기 출력물 분류부로부터 분류된 정상 출력물 또는 불량 출력물을 상기 제어부의 신호에 따라 서로 다른 방향으로 이송시키는 제2컨베이어;를 포함하고, 상기 출력물 분류부는 소정 길이로 이루어져 상기 제1컨베이어의 이송 방향 끝 부분에 상기 제1컨베이어의 폭 방향으로 배치되고, 중심부를 기준으로 양 끝단이 회동 가능하게 설치되는 가이드바; 및 상기 가이드바에 연결되어 상기 가이드바를 회동시키는 모터를 포함하여 이루어질 수도 있다.
한편, 본 발명의 제2관점에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법은, 출력물의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센싱단계; 및 상기 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분)을 추출하며, 면적을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 방법으로, 출력물의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센싱단계; 상기 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분)을 추출하며, 면적을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산단계; 및 상기 미리 저장된 출력물의 데이터와 측정된 데이터가 일치하는지 여부에 따라 불량 출력물과 정상 출력물을 분리하는 제어단계;를 포함할 수도 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 불량 출력물 탐지부와 출력물 분류부를 포함하여 구성함으로써, 출력물의 완성 후 즉시 불량 여부를 탐지하여 추가적으로 불량품을 분리해야 하는데 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 3D 프린터를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2를 위에서 내려다본 상태의 도면이다.
도 4는 도 2를 측면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 불량 출력물 탐지부 중 센서부의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 불량 출력물 탐지부 중 연산부의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 제어부의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2를 위에서 내려다본 상태의 도면이다.
도 4는 도 2를 측면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 불량 출력물 탐지부 중 센서부의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 불량 출력물 탐지부 중 연산부의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 제어부의 작동원리를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2를 위에서 내려다본 상태의 도면이며, 도 4는 도 2를 측면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터는, 출력물(P)을 소정 위치까지 이송시키는 제1컨베이어(C1)와, 제1컨베이어(C1)의 일측에 배치되어 출력물(P)의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부(3)와, 불량 출력물 탐지부(3)에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물과 불량 출력물을 분류하는 출력물 분류부(4)를 포함하여 이루어진다.
이처럼, 불량 출력물 탐지부(3)와 출력물 분류부(4)를 포함하여 구성함으로써, 출력물의 완성 후 즉시 불량 여부를 탐지하여 추가적으로 불량품을 분리해야 하는데 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있게 된다.
다른 구성으로, 본 발명은 전체 몸체를 이루는 프레임(1); 프레임(1)의 상단에 설치되어 성형재료를 토출하는 출력노즐 헤드부(2); 출력노즐 헤드부(2)로부터 토출된 성형재료가 적층되어 완성된 출력물을 일방향으로 이송시키는 제1컨베이어(C1); 제1컨베이어(C1)의 일측에 배치되어 이송된 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부(3); 불량 출력물 탐지부(3)에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물(Q)과 불량 출력물(F)을 분류하는 출력물 분류부(4); 출력물 분류부(4)에 제어 신호를 전달하여 출력물 분류부(4)를 구동시키는 제어부(5); 및 출력물 분류부(4)로부터 분류된 정상 출력물(Q) 또는 불량 출력물(F)을 제어부(5)의 신호에 따라 서로 다른 방향으로 이송시키는 제2컨베이어(C2);를 포함하여 이루어질 수 있다.
프레임(1)의 재료는 가볍고 강도가 높은 알루미늄, 티타늄, 마그네슘, 또는 합금, 또는 비교적 가공하기가 용이하고 녹이 슬지 않으며 대량생산에 적합한 철, 또는 스테인리스스틸을 가공한 것 중에서 선택하고, 챔버(미도시)의 특성 또는 3차원 프린터의 방식에 따라 금, 니켈, 크롬의 안정된 금속군에서 선택하여 이온코팅, 또는 도금하여 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 프레임(1) 일측에는 후술하는 출력노즐 헤드부(2)와 제1컨베이어(C1) 및 제2컨베이어(C2)를 각각 X, Y, Z 방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시키는 장치를 마련할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 불량 출력물 탐지부 중 센서부의 작동원리를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 불량 출력물 탐지부 중 연산부의 작동원리를 나타낸 도면이다.
불량 출력물 탐지부(3)는 출력물의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센서부(3a); 및 센서부(3a)에서 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분, 즉 출력물의 테두리 부분)을 추출하며, 면적(출력물의 테두리 부분 안쪽 영역)을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산부(3b)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터에서 제어부의 작동원리를 나타낸 도면이다.
본 발명은 전체 몸체를 이루는 프레임(1); 프레임(1)의 상단에 설치되어 성형재료를 토출하는 출력노즐 헤드부(2); 출력노즐 헤드부(2)로부터 토출된 성형재료가 적층되어 완성된 출력물을 일방향으로 이송시키는 제1컨베이어(C1); 제1컨베이어(C1)의 일측에 배치되어 이송된 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부(3); 불량 출력물 탐지부(3)에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물(Q)과 불량 출력물(F)을 분류하는 출력물 분류부(4); 출력물 분류부(4)에 제어 신호를 전달하여 출력물 분류부(4)를 구동시키는 제어부(5); 및 출력물 분류부(4)로부터 분류된 정상 출력물(Q) 또는 불량 출력물(F)을 제어부(5)의 신호에 따라 서로 다른 방향으로 이송시키는 제2컨베이어(C2);를 포함하고, 출력물 분류부(4)는 소정 길이로 이루어져 제1컨베이어(C1)의 이송 방향 끝 부분에 제1컨베이어(C1)의 폭 방향으로 배치되고, 중심부를 기준으로 양 끝단이 회동 가능하게 설치되는 가이드바(4a); 및 가이드바(4a)에 연결되어 가이드바(4a)를 회동시키는 모터(미도시)를 포함하여 이루어질 수도 있다.
프레임(1)의 재료는 가볍고 강도가 높은 알루미늄, 티타늄, 마그네슘, 또는 합금, 또는 비교적 가공하기가 용이하고 녹이 슬지 않으며 대량생산에 적합한 철, 또는 스테인리스스틸을 가공한 것 중에서 선택하고, 챔버(미도시)의 특성 또는 3차원 프린터의 방식에 따라 금, 니켈, 크롬의 안정된 금속군에서 선택하여 이온코팅, 또는 도금하여 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 프레임(1) 일측에는 후술하는 출력노즐 헤드부(2)와 제1컨베이어(C1) 및 제2컨베이어(C2)를 각각 X, Y, Z 방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시키는 장치를 마련할 수 있다.
제어부(5)는 3D 프린터 전체 장치를 외부에서 원격으로 조작하도록 유선 또는 무선으로 신호를 주고 받는 외부통신모듈을 구비할 수 있다.
한편, 가이드바(4a)는 제1컨베이어(C1)의 끝 부분 또는 제2컨베이어(C2)에 설치될 수 있는데, 가이드바(4a)가 회동하는데 간섭받지 않도록 제1컨베이어(C1)와 제2컨베이어(C2)가 폭 방향으로 두 부분으로 나뉘어지고, 이렇게 나뉘어진 부분 사이에 가이드바(4a)와 모터의 연결부분이 배치될 수도 있고, 기타 다른 구성으로도 얼마든지 구현 가능하다.
아울러, 제1컨베이어(C1)와 제2컨베이어(C2)는 이송 방향 기준으로 상호 직각을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법은, 출력물(P)의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센싱단계; 및 센싱단계에서 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분, 즉 출력물의 테두리 부분)을 추출하며, 면적(출력물의 테두리 부분 안쪽 영역)을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산단계;를 포함한다.
다른 방법으로, 출력물(P)의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센싱단계; 센싱단계에서 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분, 즉 출력물의 테두리 부분)을 추출하며, 면적(출력물의 테두리 부분 안쪽 영역)을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산단계; 및 미리 저장된 출력물의 데이터와 측정된 데이터가 일치하는지 여부에 따라 불량 출력물(F)과 정상 출력물(Q)을 분리하는 제어단계;를 포함할 수도 있다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
1 : 프레임
2 : 출력노즐 헤드부
3 : 불량 출력물 탐지부
4 : 출력물 분류부
5 : 제어부
C1 : 제1컨베이어
C2 : 제2컨베이어
P : 출력물
F : 불량 출력물
Q : 정상 출력물
2 : 출력노즐 헤드부
3 : 불량 출력물 탐지부
4 : 출력물 분류부
5 : 제어부
C1 : 제1컨베이어
C2 : 제2컨베이어
P : 출력물
F : 불량 출력물
Q : 정상 출력물
Claims (5)
- 출력물을 소정 위치까지 이송시키는 제1컨베이어와,
상기 제1컨베이어의 일측에 배치되어 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부와,
상기 불량 출력물 탐지부에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물과 불량 출력물을 분류하는 출력물 분류부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터.
- 전체 몸체를 이루는 프레임;
상기 프레임의 상단에 설치되어 성형재료를 토출하는 출력노즐 헤드부;
상기 출력노즐 헤드부로부터 토출된 성형재료가 적층되어 완성된 출력물을 일방향으로 이송시키는 제1컨베이어;
상기 제1컨베이어의 일측에 배치되어 상기 이송된 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부;
상기 불량 출력물 탐지부에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물과 불량 출력물을 분류하는 출력물 분류부;
상기 출력물 분류부에 제어 신호를 전달하여 상기 출력물 분류부를 구동시키는 제어부; 및
상기 출력물 분류부로부터 분류된 정상 출력물 또는 불량 출력물을 상기 제어부의 신호에 따라 서로 다른 방향으로 이송시키는 제2컨베이어;를 포함하고,
상기 불량 출력물 탐지부는 상기 출력물의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센서부; 및
상기 센서부에서 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분)을 추출하며, 면적을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는,
불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터.
- 전체 몸체를 이루는 프레임;
상기 프레임의 상단에 설치되어 성형재료를 토출하는 출력노즐 헤드부;
상기 출력노즐 헤드부로부터 토출된 성형재료가 적층되어 완성된 출력물을 일방향으로 이송시키는 제1컨베이어;
상기 제1컨베이어의 일측에 배치되어 상기 이송된 출력물의 불량 여부를 탐지하는 불량 출력물 탐지부;
상기 불량 출력물 탐지부에서 탐지한 출력물의 불량 여부에 따라 정상 출력물과 불량 출력물을 분류하는 출력물 분류부;
상기 출력물 분류부에 제어 신호를 전달하여 상기 출력물 분류부를 구동시키는 제어부; 및
상기 출력물 분류부로부터 분류된 정상 출력물 또는 불량 출력물을 상기 제어부의 신호에 따라 서로 다른 방향으로 이송시키는 제2컨베이어;를 포함하고,
상기 출력물 분류부는
소정 길이로 이루어져 상기 제1컨베이어의 이송 방향 끝 부분에 상기 제1컨베이어의 폭 방향으로 배치되고, 중심부를 기준으로 양 끝단이 회동 가능하게 설치되는 가이드바; 및
상기 가이드바에 연결되어 상기 가이드바를 회동시키는 모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는,
불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터.
- 출력물의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센싱단계; 및
상기 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분)을 추출하며, 면적을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법.
- 출력물의 외형을 이미지 센서를 이용하여 측정한 다음, 이미지 파일을 생성하는 센싱단계;
상기 생성된 이미지 파일을 이미지 흑백 변환을 하고, 경계영역(출력물과 배경의 경계 부분)을 추출하며, 면적을 계산하고, 경계 형태를 인식한 다음 미리 저장된 출력물의 데이터와 비교하는 연산단계; 및
상기 미리 저장된 출력물의 데이터와 측정된 데이터가 일치하는지 여부에 따라 불량 출력물과 정상 출력물을 분리하는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
불량 출력물의 탐지가 가능한 3D 프린터를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210189430A KR20230099960A (ko) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 불량 출력물의 탐지가 가능한 3d 프린터 및 이를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210189430A KR20230099960A (ko) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 불량 출력물의 탐지가 가능한 3d 프린터 및 이를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230099960A true KR20230099960A (ko) | 2023-07-05 |
Family
ID=87158772
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210189430A KR20230099960A (ko) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 불량 출력물의 탐지가 가능한 3d 프린터 및 이를 이용한 불량 출력물의 탐지 방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20230099960A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102625965B1 (ko) * | 2023-09-20 | 2024-01-17 | 백명현 | 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3d 프린터 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102083428B1 (ko) | 2019-10-22 | 2020-03-02 | 이수빈 | 출력물 분리가 가능한 3d프린터 |
-
2021
- 2021-12-28 KR KR1020210189430A patent/KR20230099960A/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102083428B1 (ko) | 2019-10-22 | 2020-03-02 | 이수빈 | 출력물 분리가 가능한 3d프린터 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102625965B1 (ko) * | 2023-09-20 | 2024-01-17 | 백명현 | 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3d 프린터 |
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