




본 발명은 영상 기반 3D 프린터의 제조품 품질 평가 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3D 프린터가 제조품을 제작하는 과정을 촬영한 영상을 이용하여 실시간으로 3D 제조품의 제작 평가를 수행하는 영상 기반 3D 프린터의 제조품 제작 평가 장치 및 평가 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image-based 3D printer manufacturing product quality evaluation apparatus and method, and more particularly, to an image-based 3D printer manufacturing product evaluation in real time using an image captured by the 3D printer manufacturing product. It relates to a manufacturing product evaluation apparatus and evaluation method of a 3D printer.
3D 프린팅이란 구현하고자 하는 물체를 3차원 그래픽 설계를 통해 가상의 물체로 디지털화한 후, 매우 얇은 단면을 한 층씩 형상을 쌓아 결과물을 만들어 내는 기술을 의미한다. 즉, 3D 프린팅은 제품을 설계하는 모델링 공정과 분말, 액체, 고체(실, 와이어, 펠릿 등) 형태의 특정 물질을 적층하여 입체물을 만드는 프린팅 공정과 최종적으로 표면을 연마하거나 염색하는 후처리 공정으로 나눌 수 있다.3D printing refers to a technology that creates a result by digitizing an object to be implemented into a virtual object through 3D graphic design and then stacking very thin sections layer by layer. In other words, 3D printing consists of a modeling process to design a product, a printing process to create a three-dimensional object by laminating specific materials in the form of powder, liquid, solid (thread, wire, pellet, etc.), and a post-processing process to polish or dye the surface. can be shared
여기서 프린팅 공정에서는 SD 카드 등의 저장 매체를 이용한 3D 프린팅 공정이 주로 이용되기 때문에 실시간으로 제조품에 대한 품질 측정을 하거나 진단이 불가능하고 완성품에 대해서만 3D 스캐너를 이용한 3D 제조품 품질 평가가 주로 행해지고 있다.Here, since the 3D printing process using a storage medium such as an SD card is mainly used in the printing process, it is impossible to measure or diagnose the quality of the manufactured product in real time.
즉, 프린팅 공정 과정에서 에러가 발생한 경우에도 완성품으로 제조된 후 불량품 판정이 이뤄지기 때문에 불필요한 제작이 이뤄지는 문제점이 있다. 더욱이 3D 프린터 및 3D 스캐너 등 3D 프린터 공정에서 사용되는 장비들은 고가의 제품들로 3D 제조품에 불량품 판정이 이뤄지고 오류를 제거하는 과정에서 막대한 비용이 소요된다.In other words, even when an error occurs in the printing process, there is a problem in that unnecessary production is made because a defective product is determined after being manufactured as a finished product. Moreover, equipment used in the 3D printer process, such as 3D printers and 3D scanners, are expensive products, and a huge cost is required in the process of determining defective products and removing errors.
그러므로 프린팅 공정에서 실시간으로 설계된 제품과 동일한지 판단하여 오류가 발생하면 즉시 감지하여 프린팅 공정을 멈추고 해당 오류에 대한 보완작업이 이뤄지도록 실시간 피드백이 가능한 기술이 필요하다.Therefore, a technology capable of real-time feedback is needed so that the printing process determines whether it is the same as the product designed in real time, detects an error immediately, stops the printing process, and compensates for the error.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 국내공개특허 제 10-2017-0028746호(2017.03.14 공개)에 개시되어 있다.The technology that is the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2017-0028746 (published on March 14, 2017).
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3D 프린터가 제조품을 제작하는 과정을 촬영한 영상을 이용하여 실시간으로 3D 제조품의 제작 평가를 수행하는 영상 기반 3D 프린터의 제조품 제작 평가 장치 및 평가 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a manufacturing evaluation apparatus and evaluation method of an image-based 3D printer that performs manufacturing evaluation of a 3D manufactured product in real time using an image captured by a 3D printer manufacturing a manufacturing product.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 3D 프린터의 3D 제조품에 대한 품질 평가 장치에 있어서, 상기 3D 프린터의 상단에 장착된 카메라를 통해 실시간으로 촬영된 상기 3D 프린터가 3D 제조품을 제작하는 영상을 수신하는 수신부, 상기 촬영 영상으로부터 상기 3D 제조품이 제작되는 노즐의 위치를 추출하고 상기 노즐의 위치를 추적하는 노즐 위치 추적부, 상기 3D 프린터의 노즐로부터 출력된 3D 제조품의 복수의 단층을 추출하고 상기 추출된 각 단층의 중심을 추정하는 단층 중심 추정부 그리고 실시간으로 상기 노즐의 위치를 기 저장된 상기 3D 제조품의 설계도면에 표시하고, 표시된 노즐의 위치가 상기 설계도면에 표시된 기 설정된 위치에서 벗어나거나 상기 추정된 단층의 중심 위치가 상기 설계도면에 기 설정된 단층의 중심 위치와 일치하지 않는 경우, 알람 메시지를 출력하고 상기 3D 프린터의 동작을 정지시키는 제어부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving this technical problem, in the apparatus for evaluating the quality of a 3D manufactured product of a 3D printer, the 3D printer photographed in real time through a camera mounted on the top of the 3D printer produces a 3D manufactured product a receiving unit that receives an image of A fault center estimator for extracting and estimating the center of each of the extracted fault layers, and displaying the position of the nozzle in real time on the design drawing of the 3D manufactured product stored in advance, and the position of the displayed nozzle at a preset position displayed on the design drawing and a controller for outputting an alarm message and stopping the operation of the 3D printer when it deviates or when the estimated center position of the tomography does not match the center position of the tomography preset in the design drawing.
상기 수신부는, 상기 3D 프린터와 시리얼 통신을 통해 수신한 상기 촬영 영상을 렌더링하여 3차원 좌표 영상으로 변환하고, 상기 촬영 영상과 함께 상기 3D 프린터의 설계 도면에 따른 노즐의 파라미터를 반영한 G코드 정보를 수신하여, 상기 촬영 영상과 상기 G코드 정보를 동기화시킬 수 있다.The receiving unit renders the captured image received through serial communication with the 3D printer, converts it into a three-dimensional coordinate image, and reflects the nozzle parameters according to the design drawing of the 3D printer together with the captured image. Received, it is possible to synchronize the captured image and the G-code information.
상기 제어부는, 상기 노즐의 위치가 상기 설계도면에 표시된 기 설정된 위치에서 벗어나면, 상기 3D 프린터의 모터에 이상이 발생한 것으로 판단하여 모터 이상 알람 메시지를 출력할 수 있다.When the position of the nozzle deviates from a preset position indicated on the design drawing, the control unit may determine that an abnormality has occurred in the motor of the 3D printer and output a motor abnormality alarm message.
상기 제어부는, 상기 추정된 단층의 중심을 상기 설계도면에 기 설정된 단층의 중심과 비교하여 오차 허용치를 초과하는 경우, 상기 3D 프린터의 베드가 틀어져있는 것으로 판단하여, 상기 3D 프린터의 베드가 수평이 되도록 보정을 요청하는 알람 메시지를 출력할 수 있다.The control unit compares the estimated center of the tomography with the center of the pre-set tomography in the design drawing, and when the error tolerance is exceeded, it is determined that the bed of the 3D printer is misaligned, and the bed of the 3D printer is horizontal. As much as possible, an alarm message requesting correction can be output.
상기 제어부는, 상기 촬영 영상에서 상기 단층별 단면의 형상을 추출하여 저장하고, 상기 설계도면에서의 각각의 단면 형상과 일치하는지 판단하여 3D 제조품의 품질을 평가할 수 있다.The controller may extract and store the shape of the cross-section for each tomography from the captured image, and evaluate the quality of the 3D manufactured product by determining whether the shape of each cross-section in the design drawing is consistent with each other.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 3D 제조품 품질 평가 장치를 이용한 3D 프린터의 제조품 품질 평가 방법에 있어서, 상기 3D 프린터의 상단에 장착된 카메라를 통해 실시간으로 촬영된 상기 3D 프린터가 3D 제조품을 제작하는 영상을 수신하는 단계, 상기 촬영 영상으로부터 상기 3D 제조품이 제작되는 노즐의 위치를 추출하고 상기 노즐의 위치를 추적하는 단계, 상기 3D 프린터의 노즐로부터 출력된 3D 제조품의 복수의 단층을 추출하고 상기 추출된 각 단층의 중심을 추정하는 단계 그리고 실시간으로 상기 노즐의 위치를 기 저장된 상기 3D 제조품의 설계도면에 표시하고, 표시된 노즐의 위치가 상기 설계도면에 표시된 기 설정된 위치에서 벗어나거나 상기 추정된 단층의 중심 위치가 상기 설계도면에 기 설정된 단층의 중심 위치와 일치하지 않는 경우, 알람 메시지를 출력하고 상기 3D 프린터의 동작을 정지시키는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, in the manufacturing product quality evaluation method of a 3D printer using a 3D manufactured product quality evaluation device, the 3D printer manufactured in real time through a camera mounted on the top of the 3D printer produces a 3D manufactured product Receiving an image, extracting the position of the nozzle from which the 3D manufactured product is manufactured from the captured image and tracking the position of the nozzle, extracting a plurality of tomography layers of the 3D manufactured product output from the nozzle of the 3D printer and extracting the estimating the center of each fault, and displaying the position of the nozzle on the design drawing of the 3D manufactured product stored in real time in real time, and the position of the displayed nozzle deviates from the preset position displayed on the design drawing or the estimated fault and outputting an alarm message and stopping the operation of the 3D printer when the central position does not match the central position of the tomography preset in the design drawing.
본 발명에 따르면, 3D 제작물을 제작하는 과정을 촬영한 영상 정보와 G 코드 정보를 이용하여 제작과정에서 에러가 발생한 경우, 빠르게 인식하여 발생된 에러에 대한 정보를 실시간으로 제공할 수 있다.According to the present invention, when an error occurs in the manufacturing process using image information and G-code information captured in the process of manufacturing a 3D product, it is possible to quickly recognize and provide information on the generated error in real time.
또한, 본 발명에 따르면 3D 제작물의 각 단면에 따른 품질 평가를 통해 정확하고 빠르게 실시간으로 3D 제작물의 품질을 평가할 수 있고, 그에 따라 전체적인 3D 제작물의 품질을 정량화하여 평가할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to accurately and quickly evaluate the quality of a 3D product in real time through quality evaluation for each cross-section of the 3D product, and accordingly, it is possible to quantify and evaluate the quality of the 3D product as a whole.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 제조품 품질 평가 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 제조품 품질 평가 장치의 품질 평가 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 제조품 품질 평가 장치의 품질 평가 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단층의 중심점을 이용하여 3D 제조품 품질 평가 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 추적된 노즐의 위치를 이용하여 3D 제조품 품질 평가 과정을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram of a 3D product quality evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
 2 is a flowchart illustrating a quality evaluation method of a 3D product quality evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
 3 is an exemplary view for explaining a quality evaluation method of a 3D product quality evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
 4 is an exemplary view for explaining a 3D product quality evaluation process using the center point of a fault according to an embodiment of the present invention.
 5 is an exemplary diagram for explaining a 3D product quality evaluation process using the tracked position of the nozzle according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and 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 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them.
이하에서는 도 1을 이용하여 3D 제조품의 제작 과정을 촬영한 촬영 영상을 이용하여 3D 제조품의 품질을 평가하는 3D 제조품 품질 평가 장치에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a 3D manufactured product quality evaluation apparatus for evaluating the quality of a 3D manufactured product using a photographed image obtained by photographing a manufacturing process of a 3D manufactured product using FIG. 1 will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제조품 품질 평가 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for evaluating product quality according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 수신부(110), 노즐 위치 추적부(120), 단층 중심 추정부 (130) 및 제어부(140)를 포함한다.The 3D product
먼저, 수신부(110)는 3D 프린터의 상단에 장착된 카메라를 통해 실시간으로 촬영되는 3D 프린터가 3D 제조품을 제작하는 영상을 수신한다.First, the
또한, 수신부(110)는 수신한 촬영 영상과 동일 시점에서 제작되는 3D 제작품의 설계 도면을 3D 프린터 또는 별도의 서버로부터 수신할 수 있다. 여기서 설계 도면은 3D 프린터의 설계 도면에 따른 노즐의 파라미터를 반영한 G코드 정보를 포함한다.In addition, the
그리고 수신부(110)는 촬영 영상과 G코드 정보를 동기화시킬 수 있다.In addition, the
다음으로 노즐 위치 추적부(120)는 촬영 영상으로부터 3D 제조품이 제작되는 노즐의 위치를 추출하고 노즐의 위치를 추적한다. 그리고 노즐 위치 추적부(120)는 촬영 영상으로부터 추출된 노즐의 위치를 실시간으로 기록하면서 노즐의 이동방향에 따른 위치를 추적할 수 있다.Next, the nozzle
다음으로 단층 중심 추정부(130)는 3D 제조품의 복수의 단층을 추출하고 추출된 각 단층의 중심을 추정한다.Next, the
즉, 단층 중심 추정부(130)는 3D 제조품이 생산되는 과정을 촬영한 영상으로부터 실시간으로 3D 제조품을 구성하는 복수의 단층을 추출하고 추출된 각각의 단층을 분석하여 단층의 형상을 측정할 수 있으며, 각 단층의 중심을 추정할 수 있다.That is, the
다음으로 제어부(140)는 실시간으로 노즐의 위치를 기 저장된 3D 제조품의 설계도면에 표시하고, 표시된 노즐의 위치가 설계도면에 표시된 기 설정된 위치에서 벗어나거나 추정된 단층의 중심 위치가 설계도면에 기 설정된 단층의 중심 위치와 일치하지 않는 경우, 알람 메시지를 출력하고 3D 프린터의 동작을 정지시킨다.Next, the
즉, 제어부(140)는 촬영 영상과 동기화된 설계 도면에 따른 G 코드 정보를 이용하여 추적된 노즐의 위치가 G 코드 정보와 동일한지를 판단하고 동일하지 않는 경우 알람 메시지를 출력하고 3D 프린터의 동작을 정지시키도록 제어할 수 있다.That is, the
그리고 제어부(140)는 3D 제조품이 완성될 때까지 지속적으로 노즐 위치 및 제작된 3D 제조품의 단층 중심 위치 외에도 각 단면의 형상을 추출하여 동기화된 G 코드 정보와 일치하는 지를 판단하여 최종적으로 3D 제조품의 품질을 평가할 수 있다.And the
이하에서는 도 2 및 도 3을 통해 본 발명의 실시예에 따른 3D 제조품 품질 평가 장치(100)를 이용하여 촬영 영상을 이용하여 3D 제조품의 품질 평가를 하는 방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of evaluating the quality of a 3D manufactured product using a photographed image using the 3D manufactured product
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 제조품 품질 평가 장치의 품질 평가 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 제조품 품질 평가 장치의 품질 평가 방법을 설명하기 위한 예시도이다.2 is a flowchart illustrating a quality evaluation method of a 3D product quality evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exemplary diagram for explaining a quality evaluation method of a 3D manufactured product quality evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention .
도 2에 도시한 바와 같이, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 3D 프린터의 상단에 장착된 카메라를 통해 실시간으로 촬영된 3D 프린터가 3D 제조품을 제작하는 영상을 수신한다(S210).As shown in FIG. 2 , the 3D manufactured product
도 3의 (a)에서와 같이, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 3D 프린터 상단에 장착된 카메라로 촬영된 영상을 실시간으로 수신한다.As shown in (a) of Figure 3, the 3D product
설명의 편의상 3D 프린터 상단에 장착된 카메라로 표현하였지만, 반드시 상단에만 장착되는 것은 아니며, 추후에 사용자에 의해 용이하게 카메라의 위치 및 개수가 변경될 수 있다.Although it is expressed as a camera mounted on the top of the 3D printer for convenience of description, it is not necessarily mounted only on the top, and the position and number of cameras can be easily changed by the user later.
그리고 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 3D 프린터와 시리얼 통신을 통해 수신한 촬영 영상을 렌더링하여 3차원 좌표 영상으로 변환할 수 있다.In addition, the 3D product
또한, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 촬영 영상과 함께 설계 도면에 따른 3D 프린터 노즐의 파라미터를 반영한 G코드 정보를 수신하여, 촬영 영상과 G코드 정보를 동기화시킬 수 있다. 여기서, G 코드는 3D 모델링 파일 또는 캐드 파일이 3D 프린터용으로 변환된 코드를 나타내며, 3D 프린터는 G 코드 정보에 따라 노즐의 위치를 조정하여 3D 제조품을 제작한다.In addition, the 3D product
즉, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 수신한 G 코드 정보와 실시간으로 수신한 촬영 영상을 비교할 수 있도록 동기화시킨다.That is, the 3D product
이때, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 반드시 3D 프린터로부터 3D 제조품의 설계 도면이나 G 코드 정보를 수신하는 것은 아니고 별도의 서버(미도시함)로부터 수신할 수 있으며 이와 같은 구성은 추후에 사용자에 의해 용이하게 변경 및 설계가 가능하다.At this time, the 3D manufactured product
다음으로 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 촬영 영상으로부터 3D 제조품이 제작되는 노즐의 위치를 추출하고 노즐의 위치를 추적한다(S220).Next, the 3D manufactured product
이때, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 촬영 영상에서 3D 프린터의 노즐이 검출되면, 해당 노즐 자체의 위치를 추적할 수 있다. 또는, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 촬영 영상에서 3D 프린터의 노즐로부터 출력되어 3D 제조품의 형상이 제작되는 과정에서 노즐 위치를 추정할 수도 있다.In this case, when a nozzle of the 3D printer is detected in the captured image, the 3D product
즉, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 3D 프린터의 노즐로부터 출력되는 제작 물질을 감지하여, 해당 제작 물질이 추가된 위치가 3D 프린터의 노즐의 위치로 추정할 수 있다.That is, the 3D product
이와 같이, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 실시간으로 영상을 분석하여 노즐의 위치를 추출하고, 추출된 노즐의 위치를 추적하여 별도로 저장할 수 있다.In this way, the 3D product
다음으로 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 3D 프린터의 노즐로부터 출력된 3D 제조품의 복수의 단층을 추출하고 추출된 각 단층의 중심을 추정한다(S230).Next, the 3D product
이때, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 3D 프린터의 노즐 움직임이 같은 높이에서 좌우로 이동하는 동안에는 동일한 단층을 제작한다고 추정할 수 있다. 그리고 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 제작되는 3D 제조품의 단층을 추출하면, 촬영 영상에서 해당 단층의 단면 형상을 측정할 수 있다.In this case, the 3D product
그리고 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 추출된 단층의 중심 및 단면 형상을 누적하여 저장할 수 있다.In addition, the 3D product
다음으로 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 추적된 노즐의 위치가 설계 도면에 기 설정된 위치에서 벗어나거나 추정된 단층의 중심 위치가 기 설정된 단층의 중심 위치와 일치하지 않는 경우, 알람 메시지를 출력하고 3D 프린터의 동작이 정지되도록 제어한다(S240).Next, the 3D product
즉, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 실시간으로 노즐의 위치를 기 저장된 3D 제조품의 설계도면에 표시하고, 표시된 노즐의 위치가 설계도면에 표시된 기 설정된 위치에서 벗어나는 지 확인할 수 있다.That is, the 3D product
도 3의 (b)에서와 같이, 제조품 품질 평가 장치(100)는 검정색 실선으로 표시된 3D 제조품의 단층별 설계 도면 위에 실시간으로 추적된 노즐의 위치를 빨간색 점섬으로 표시하여 비교할 수 있다.As shown in (b) of FIG. 3 , the manufactured product
그리고 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 노즐의 위치가 설계도면에 표시된 기 설정된 위치에서 오차 허용치를 초과하여 벗어나면, 3D 프린터의 모터에 이상이 발생한 것으로 판단하여 모터 이상 알람 메시지를 출력할 수 있다.And when the position of the nozzle deviates from the preset position indicated on the design drawing by exceeding the allowable error value, the 3D product
또한, 도 3의 (c)와 같이, 제조품 품질 평가 장치(100)는 왼쪽의 촬영 영상으로부터 제작되는 3D 제조품의 단층을 추출하고 해당 단층의 중심을 추정하여 왼쪽 도면과 같이, 측정된 단층의 단면 형상 및 추정된 단층의 중심을 누적하여 저장할 수 있다.In addition, as shown in (c) of FIG. 3 , the manufactured product
그리고 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 추정된 단층의 중심 위치를 기 저장된 3D 제조품의 설계도면에 표시하거나 도 3의 (c)의 왼쪽 도면과 같이 생성된 도면을 기 저장된 3D 제조품의 설계도면과 오버랩하여 3D 제조품의 단층 중심 및 단면 형상을 비교할 수 있다.And the 3D product
그리고 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 추정된 단층의 중심 위치와 설계도면에 기 설정된 단층의 중심 위치를 비교하여 오차 허용치를 초과하는 경우, 3D 프린터의 베드가 틀어져있는 것으로 판단하여, 3D 프린터의 베드가 수평이 되도록 보정을 요청하는 알람 메시지를 출력할 수 있다.And when the 3D product
이와 같이, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 단층별로 3D 프린터의 노즐 위치, 3D 제조품의 단층 중심 위치 및 단면 형상에 대한 측정 값과 기 저장된 설계 도면을 비교한 결과 값을 누적하여 저장하고, 3D 제조품이 완성되면, 누적된 결과값을 이용하여 품질 평가를 수행할 수 있다.In this way, the 3D product
이하에서는 도 4 및 도 5를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 3D 제조품 품질 평가 장치(100)가 실시간으로 3D 제조품이 제작되는 과정을 추적하고 완성된 3D 제조품을 평가하는 과정에 대해서 설명한다.Hereinafter, a process in which the 3D manufactured product
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단층의 중심점을 이용하여 3D 제조품 품질 평가 과정을 설명하기 위한 예시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 추적된 노즐의 위치를 이용하여 3D 제조품 품질 평가 과정을 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary diagram for explaining a 3D product quality evaluation process using the center point of a tomography according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a 3D manufactured product quality using the tracked nozzle position according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary diagram for explaining the evaluation process.
도 4 및 도 5와 같이, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 제작하고자 하는 3D 제조품의 모델의 설계 도면에 따라 3D 제조품을 제작하는 과정을 촬영한 촬영영상과 G-code를 수신하고, 촬영영상과 G-code를 동기화 한 후, 실시간으로 비교하여 최종적으로 3D 제조품의 품질을 평가한다.4 and 5, the 3D manufactured product
먼저, 도 4를 보면, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 복수개의 단층(Layer n)으로 구성되는 3D 제조품 제작 과정 동안 촬영 영상으로부터 각 단층의 중심을 추출하며 기록한다. 이때, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 단층을 추출하기 위해서는 3D 프린터의 노즐의 움직임이 좌우로 움직이는 동안 단층의 단면 형상을 측정하고, 측정된 단면 형상에서 단층의 중심점을 추출할 수 있다.First, referring to FIG. 4 , the 3D product
여기서, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 측정된 단면의 형태 및 단층의 중심점 위치를 누적하여 기록한 측정값(Ground Truth)을 G- code의 단면의 형태 및 단층 중심점 위치와 비교하여 실시간으로 평가할 수 있다.Here, the 3D product
그리고 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 3D 제조품이 완성되면 3D 제조품의 단층별 품질을 평가하여 완성된 3D 제조품의 품질을 평가할 수 있다.In addition, when the 3D manufactured product is completed, the 3D manufactured product
다음으로 도 5를 보면, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 복수개의 단층(Layer n)으로 구성되는 3D 제조품 제작 과정 동안 촬영 영상으로부터 3D 프린터의 노즐을 실시간으로 추적하여 기록한다. 여기서, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 노즐의 좌우 이동 방향뿐 아니라 상하 이동 방향을 모두 고려하여 실시간으로 추적할 수 있다.Next, referring to FIG. 5 , the 3D product
그리고 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 추적된 노즐의 위치(Area of Tracking)와 G-code의 노즐 위치(Area of G-code)를 3D 제조품이 완성될 때까지 실시간으로 비교하여 3D 제조품의 단면 형상이 정상적으로 제작되는 과정을 확인할 수 있다.And the 3D manufactured product
즉, 3D 제조품 품질 평가 장치(100)는 3D 프린터가 3D 제조품을 제작하는 과정에서 제작되는 3D 제조품을 단층별로 단층의 중심점 및 3D 프린터의 노즐 위치 값을 이용하여 실시간으로 3D 제조품의 품질을 평가할 수 있다.That is, the 3D product
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 3D 제작물을 제작하는 과정을 촬영한 영상 정보와 G 코드 정보를 이용하여 제작과정에서 에러가 발생한 경우, 빠르게 인식하여 발생된 에러에 대한 정보를 실시간으로 제공할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, when an error occurs in the manufacturing process using the image information and G code information captured in the process of manufacturing the 3D product, it is possible to quickly recognize and provide information about the error in real time. can
또한, 본 발명에 따르면 3D 제작물의 각 단면에 따른 품질 평가를 통해 정확하고 빠르게 실시간으로 3D 제작물의 품질을 평가할 수 있고, 그에 따라 전체적인 3D 제작물의 품질을 정량화하여 평가할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to accurately and quickly evaluate the quality of a 3D product in real time through quality evaluation for each cross-section of the 3D product, and accordingly, it is possible to quantify and evaluate the quality of the 3D product as a whole.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 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.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 3D 제조품 품질 평가 장치             110: 수신부
120: 노즐 위치 추적부                     130: 단층 중심 추정부
140: 제어부100: 3D product quality evaluation device 110: receiving unit
 120: nozzle position tracking unit 130: fault center estimation unit
 140: control unit
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title | 
|---|---|---|---|
| KR1020170079200AKR102356042B1 (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Appartus for product quality evaluation of 3d printer based on image and method thereof | 
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title | 
|---|---|---|---|
| KR1020170079200AKR102356042B1 (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Appartus for product quality evaluation of 3d printer based on image and method thereof | 
| Publication Number | Publication Date | 
|---|---|
| KR20190000182A KR20190000182A (en) | 2019-01-02 | 
| KR102356042B1true KR102356042B1 (en) | 2022-01-26 | 
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date | 
|---|---|---|---|
| KR1020170079200AActiveKR102356042B1 (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Appartus for product quality evaluation of 3d printer based on image and method thereof | 
| Country | Link | 
|---|---|
| KR (1) | KR102356042B1 (en) | 
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title | 
|---|---|---|---|---|
| US11209795B2 (en) | 2019-02-28 | 2021-12-28 | Nanotronics Imaging, Inc. | Assembly error correction for assembly lines | 
| US10481579B1 (en)* | 2019-02-28 | 2019-11-19 | Nanotronics Imaging, Inc. | Dynamic training for assembly lines | 
| US11156991B2 (en) | 2019-06-24 | 2021-10-26 | Nanotronics Imaging, Inc. | Predictive process control for a manufacturing process | 
| US11063965B1 (en) | 2019-12-19 | 2021-07-13 | Nanotronics Imaging, Inc. | Dynamic monitoring and securing of factory processes, equipment and automated systems | 
| US11100221B2 (en) | 2019-10-08 | 2021-08-24 | Nanotronics Imaging, Inc. | Dynamic monitoring and securing of factory processes, equipment and automated systems | 
| TWI760916B (en) | 2019-11-06 | 2022-04-11 | 美商奈米創尼克影像公司 | Manufacturing system for automatic production line in factory | 
| US12165353B2 (en) | 2019-11-06 | 2024-12-10 | Nanotronics Imaging, Inc. | Systems, methods, and media for manufacturing processes | 
| US12153408B2 (en) | 2019-11-06 | 2024-11-26 | Nanotronics Imaging, Inc. | Systems, methods, and media for manufacturing processes | 
| WO2021102223A1 (en) | 2019-11-20 | 2021-05-27 | Nanotronics Imaging, Inc. | Securing industrial production from sophisticated attacks | 
| US11086988B1 (en) | 2020-02-28 | 2021-08-10 | Nanotronics Imaging, Inc. | Method, systems and apparatus for intelligently emulating factory control systems and simulating response data | 
| CN111688181B (en)* | 2020-06-04 | 2022-04-05 | 於菟科技(北京)有限公司 | 3D printer, 3D printer fault detection method and device and storage medium | 
| CN113306136A (en)* | 2021-04-20 | 2021-08-27 | 安徽工程大学 | 3D printer stacking confusion alarm system and method based on target detection | 
| KR102708157B1 (en)* | 2022-10-05 | 2024-09-20 | 한국생산기술연구원 | Non-coaxial temperature distribution monitoring system | 
| KR20240077645A (en) | 2022-11-24 | 2024-06-03 | 주식회사 지엔씨에듀 | 3D Printer Safty System Using Image Analysis | 
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title | 
|---|---|---|---|---|
| KR101651777B1 (en) | 2015-03-30 | 2016-08-26 | 양민철 | 3D printing systems applied the things internet-based camera input method having a function of augmented reality 3D content display monitoring and method for making using the same | 
| KR101665908B1 (en) | 2016-01-29 | 2016-10-12 | 동국대학교 산학협력단 | Pre-visualization method for 3d printing | 
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title | 
|---|---|---|---|---|
| KR20160076708A (en)* | 2014-12-23 | 2016-07-01 | 정영길 | 3 dimension printer system possible for error detection | 
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title | 
|---|---|---|---|---|
| KR101651777B1 (en) | 2015-03-30 | 2016-08-26 | 양민철 | 3D printing systems applied the things internet-based camera input method having a function of augmented reality 3D content display monitoring and method for making using the same | 
| KR101665908B1 (en) | 2016-01-29 | 2016-10-12 | 동국대학교 산학협력단 | Pre-visualization method for 3d printing | 
| Title | 
|---|
| Vision-based real-time layer error quantification for additive manufacturing, ASME 2017 12th International Manufacturing Science and Engineering Conference, 2017.06.04.* | 
| Publication number | Publication date | 
|---|---|
| KR20190000182A (en) | 2019-01-02 | 
| Publication | Publication Date | Title | 
|---|---|---|
| KR102356042B1 (en) | Appartus for product quality evaluation of 3d printer based on image and method thereof | |
| US10994462B2 (en) | Planarizing build surfaces in three-dimensional printing | |
| EP3194145B1 (en) | Systems and methods of machine vision assisted additive fabrication | |
| EP3309504B1 (en) | System and method for measurement based quality inspection | |
| CN105014964B (en) | Three-dimensional printing device and printing abnormity detection method thereof | |
| US10232566B2 (en) | Three-dimensional printer and printing accuracy detection method | |
| TWI774999B (en) | A method for monitoring additive manufacturing by an electronic device, a three-dimensional printing device and a related computer-readable medium | |
| JP2020529685A5 (en) | ||
| US20160098824A1 (en) | Three dimensional printing inspection apparatus and method | |
| KR102439037B1 (en) | Visualize object manufacturing | |
| CN109005400B (en) | Method, system and storage medium for detecting grating fitting offset | |
| Kopsacheilis et al. | In Situ Visual Quality Control in 3D Printing. | |
| JP5007863B2 (en) | 3D object position measuring device | |
| JP2016218758A5 (en) | ||
| JP5261752B2 (en) | Drive recorder | |
| US20170136702A1 (en) | Additive manufacturing quality control systems | |
| JP2012141206A (en) | Three-dimensional measuring device, three-dimensional measurement method, and program | |
| KR101614412B1 (en) | Method and Apparatus for Detecting Fall Down in Video | |
| US20210174594A1 (en) | Virtualized environment for three-dimensional printing | |
| JP2020168873A (en) | 3D modeling equipment | |
| JP6995633B2 (en) | Molded product take-out system | |
| WO2019194788A1 (en) | Thermal image and 3d print process synchronization | |
| JP6988860B2 (en) | Information processing system, information processing method and information processing program | |
| CN111688181B (en) | 3D printer, 3D printer fault detection method and device and storage medium | |
| KR20140066634A (en) | Apparatus and method for standardizing multi-layer 3d displays | 
| Date | Code | Title | Description | 
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application | Patent event code:PA01091R01D Comment text:Patent Application Patent event date:20170622 | |
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination | Patent event code:PA02012R01D Patent event date:20200406 Comment text:Request for Examination of Application Patent event code:PA02011R01I Patent event date:20170622 Comment text:Patent Application | |
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection | Comment text:Notification of reason for refusal Patent event date:20211021 Patent event code:PE09021S01D | |
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration | Patent event code:PE07011S01D Comment text:Decision to Grant Registration Patent event date:20211231 | |
| PR0701 | Registration of establishment | Comment text:Registration of Establishment Patent event date:20220121 Patent event code:PR07011E01D | |
| PR1002 | Payment of registration fee | Payment date:20220124 End annual number:3 Start annual number:1 | |
| PG1601 | Publication of registration |