ทำแขนกล Robot Arm จากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Flashforg Creator Pro

ทำแขนกล Robot Arm จากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Flashforg Creator Pro

        สวัสดีครับ!!  วันนี้เราจะมาทำของเล่นเป็น Robot Arm ที่ใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ รุ่น Flashforge Creator Pro ในการพิมพ์ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ปากคีบ แขน  ไหล่ เป็นต้น  Robot Arm ตัวนี้เราได้นำไฟล์มาจากเว็ป Thingiverse ซึ่งจะเป็นเว็ปที่มีผู้ใช้งานอยู่ทั่วโลกแชร์ความรู้ แชร์ไฟล์ มาให้โหลดไปใช้งานกันแบบฟรีๆ เลย ในส่วนของงานชิ้นนี้จะเป็นแขนกลที่มีรีโมทคอนโทรลเลอร์ใช้ในการควบคุมจากระยะไกลได้เลย แต่การควบคุมนี้จะไม่เป็นแบบไร้สายนะอารมณ์จะคล้ายๆ กับการเล่นเกมส์ โดยมีจอยสติ๊กเป็นตัวควบคุมการทำงานทั้งหมด

        Robot Arm ชิ้นนี้สามารถนำไปทำเป็นการจำลองแขนกลที่ใช้จับสิ่งของในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ แต่ว่าย่อขนาดลงมาให้เล็กเพื่อให้ง่ายต่อการใช้งาน ในเรื่องของการคีบจับวัตถุนั้นจะได้ขนาดเล็กตามขนาดปากคีบที่ออกแบบมา เราจะมาดูกันว่าชิ้นส่วนของ Robot Arm ที่พิมพ์จากเครื่อง Flashforge Creator Pro ว่ามี ความแข็งแรง ขนาดชิ้นงาน และลักษณะพื้นผิว ดีมากน้อยแค่ไหนเมื่อนำมาประกอบเข้ากับวงจรไฟฟ้า ดังนั้นเรามาเริ่มทำกันได้เลยครับ

        ก่อนอื่นเลยเข้าไปโหลดไฟล์งานได้ที่เว็ป Thingiverse/serv-arm… เมื่อโหลดมาแล้วให้แตกไฟล์ จะได้ไฟล์งานทั้งหมด 20 ไฟล์ ตามภาพที่ 1 จากนั้นให้นำไฟล์งาน .stl มาจัดเรียงให้อยู่บนฐานพิมพ์ และตั้งค่าการพิมพ์ในโปรแกรม FlashPrint ตามที่ต้องการหรือจะเลือกใช้ค่าที่ทางเราใช้ก็ได้ครับ ตามภาพที่ 2 – 6

1

ภาพที่ 1

2

ภาพที่ 2

3

ภาพที่ 3

4

ภาพที่ 4

5

ภาพที่ 5

6

ภาพที่ 6

       ในส่วนของเรื่องคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ควบคุมนั้น จะมีอุปกรณ์ต่างๆ ด้านวงจรไฟฟ้านิดหน่อยครับ รายการตามนี้ครับ และจะต้องทำการเขียนคำสั่งในการควบคุมลงบน  Arduino Nano V3 โดยใช้โปรแกรม Arduino ภาษาที่ใช้เขียนเป็นภาษา C++ สามารถดาวน์โหลดไฟล์งานพร้อมซอฟแวร์ได้ที่ File Caod Arduino & Software Arduino

        รายการอุปกรณ์ที่ใช้

     1. Servo type 9G         4    ตัว

     2. Variable resistors 47K         4     ตัว

     3. BreadBoard        1     ตัว

     4. Arduino Nano V3 หรือ Arduino mini Pro        1     ตัว

     5. สายไฟ         1     ม้วน

     6. ตะกรั่ว        1     ม้วน

     7. หัวแร้ง   บัดกรี        1    อัน

7

ภาพที่ 7

        จากนั้นให้เริ่มนำชิ้นส่วนแต่ละอันมาประกอบเข้าด้วยกันตาม โดยจะแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนของขนกลคีบชิ้นงาน และแขนกลควบคุม ภาพที่ 8 – 9 ในส่วนของปุ่มกดด้านข้าง 2 ปุ่มทางเราไม่ได้นำมาใช้ในระบบ ถ้าท่านใดต้องการจะทำก็สามารถทำได้นะ แต่ไม่จำเป็นต้องใช้ก็ได้ครับ ส่วนการต่อวงจรไฟฟ้าจะเป็นไปตามภาพที่  10

8

ภาพที่ 8

9

ภาพที่ 9

10

ภาพที่ 10

        จากภาพที่ 11-14 จะเป็นชิ้นส่วนที่พิมพ์เสร็จแล้วจากเครื่อง Flashforge Creator Pro และทำการประกอบกับ Servo ที่ได้เตรียม Servo นั้นจะทำการยึดติดกับชิ้นส่วนที่เป็นพลาสติกโดยการใช้น็อตยึดติดกันนะครับ ส่วนสายไฟให้ปล่อยไว้ก่อนยังไม่ต้องตัดหรือปอกสายทั้งนั้น

11

ภาพที่ 11

12

ภาพที่ 12

13

ภาพที่ 13

14

ภาพที่ 14

        เมื่อประกอบเสร็จแล้วจะเป็นดังภาพที่ 15 ครับ จะเห็นได้ว่าแยกเป็น 2 ชิ้นครับ ด้านซ้ายจะเป็นแขนกลที่ใช้ควบคุม และด้านขวาจะเป็นแขนกลที่ไว้ใช้คีบจับวัตถุ

15

ภาพที่ 15

         จากนั้นจะเป็นการ Upload Code เข้าไปใน Arduino  (Code Arduino) ขึ้นตอนในการทำนั้นไม่อยากครับ เมื่อเราเปิดหน้าต่างของโปรแกรม Arduino แล้วให้เสียบสายที่ใช้ในการ Upload Code เข้ากับ Arduino ก่อนอื่นเลยจะแนะนำให้ Burn code ก่อน ให้ไปที่ File > Exsamples > ArduinoISP จะมีหน้าต่างเด้งขึ้นมา แล้วให้ไปที่ Tool > ตรง Board เลือกเป็นรุ่น Arduino ที่เราใช้ : Arduino Nano และตรง Programmer >  Arduino as ISP จากนั้นให้ไปที่ Sketch > Upload Using Programmer เมื่อกดเสร็จเรียบร้อยแล้วรอสักครู่ก็เป็นอัน Burn Code เสร็จสิ้นครับ ตามภาพที่ 16

16

ภาพที่ 16

         ต่อมาเราจะเป็นการ Upload Code ที่จะใช้จริงในการควบคุมแขนกล Robot Arm ให้เปิดไฟล์ที่ได้โหลดขึ้นมาในโปรแกรม Arduino ตามภาพที่ 17 จากนั้นให้กด Upload ที่เป็นลูกศรๆ แล้วรอสักครู่เมื่อ Upload เสร็จแล้วก็ถือเป็นอันเสร็จสิ้นครับ จากนั้นให้ลองควบคุมการทำงานผ่านแขนกลที่เป็นตัวควบคุมได้เลย

17

ภาพที่ 17

 

การออกแบบกล่องใส่บอร์ดทดลอง Arduino UNO R3. Part 3 การพิมพ์งานด้วยเครื่อง FF Guider 2

การออกแบบกล่องใส่บอร์ดทดลอง Arduino UNO R3. Part 3 การพิมพ์งานด้วยเครื่อง FF Guider 2

           บทความนี้จะขอนำเสนอการออกแบบกล่องใส่บอร์ทดลอง Arduino UNO ที่จะพูดในเรื่องของการพิมพ์ชิ้นงาน การตั้งค่าต่างๆ ก่อนสั่งพิมพ์งาน รวมถึงตำแหน่งการจัดวางโมเดล โปรแกรมที่ใช้ในการตั้งค่าไฟล์งานก่อนพิมพ์นั้นจะใช้เป็นโปรแกรม FlashPrint โดยไฟล์งานที่ได้ออกมาจะเป็น .gx .x3g เป็นต้นจะเป็นไฟล์งานที่เครื่องพิมพ์จะสามารถอ่านข้อมูลได้ ถ้าท่านใดที่อ่านบทความนี้แล้วยังไม่ได้อ่านบทความ Part ที่ 1 และ2 เลยสามารถกดติดได้ตามที่อยู่นี้เลย (Part 1 , Part 2) งั้นจะขอมาพูดถึงการตั้งค่าก่อนสั่งพิมพ์งานเลยนะครับ

            จากาภาพที่ 1 เป็นชิ้นส่วนด้านล่างที่ใส่บอร์ดทดลอง Arduino ก่อนอื่นเลยเครื่องที่เลือกใช้พิมพ์คือ FlashForge Guider 2 เพราะฉะนั้นอย่าลืมไปเลือก Machine Type ให้เป็น Guider 2 จากภาพจะเป็นการจัดตำแหน่งของชิ้นงานให้สามารถพิมพ์งานได้งานที่สุด และหลีกเลี่ยง Support ที่จะเข้ามาช่วยค้ำผนังชิ้นงานให้มากที่สุดเพื่อช่วยลดระยะเวลาในการพิมพ์ แต่ที่สำคัญถ้างานชิ้นนั้นต้องการเน้นผิวด้านนอกให้เรียบสวยงาม ก็จหลีกเหลี่ยงไม่ได้ที่จะมี Supprot เพราะบางงานต้องการให้ผิวด้านนอกชิ้นงานสวยเลยจะคว่ำชิ้นงานให้ผิวด้านนอกอยู่ด้านบน ส่วนด้านในที่เป็นช่องว่างๆ จะอยู่ด้านล่าง ทำให้ผิวชิ้นงานในส่วนนั้นมีจุดที่ลอยอยู่กลางอากาศจึงต้องมี Supprot เข้ามาช่วยค้ำโดยที่จะหลีกเลี่ยงไม่ได้เช่นกัน ดังนั้นจะต้องดูตามความเหมาะสมของชิ้นนั้นๆ ด้วยครับ อย่างงานชิ้นนี้ไม่ได้เน้นให้ผิวงานด้านล่างหรือฐานของกล่องสวยงามากเท่าไหร่ ก็จะสามารถว่างตามภาพได้เลย และยังช่วยลดระยะเวลาในการพิมพ์ได้ด้วย

1

ภาพที่ 1

            ภาพที่ 2 เป็นส่วนที่เป็นฝาปิดด้านบน จะเห็นได้ว่าตำแหน่งการวางชิ้นงานนั้นแตกต่างจาก ภาพที่ 1 เพราะชิ้นงานนี้จะเน้นผิวด้านที่มีตัวอักษรมากกว่าด้านอื่นๆ  จึงทำการวางในแนวตั้งแต่อาจจะมี Support ในบางตำแหน่ง ส่วนจุดที่สัมผัสกับฐานนั้นอาจจะมีผลในเรื่องความสวยงามนิดหน่อยแต่ถือว่ารับได้ครับ

2

ภาพที่ 2

            ภาพที่ 3 เป็นส่วนฝาที่มีไว้ปิดด้านบนบอร์ดทดลอง Arduino และมี Joint 2 ชิ้น ที่ใช่ประกอบชิ้นส่วนใน ภาพที่ 1 และ 2 เข้าด้วยกันให้สามารถพับเปิดปิดกล่องได้

 

3

ภาพที่ 3

        ต่อมาจะเป็นการสร้าง Support ให้กับชิ้นงาน ในส่วนที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ จะเป็นดังภาพที่ 5-6 ส่วนการตั้งค่าต่างๆ ของ Support จะเป็นดังภาพที่ 4 ให้กดไปที่ Support > Supports Options สามารถเลือกใช้ค่าได้ตามนี้เลยครับ แล้วจากนั้นการสร้าง Support ให้กดที่ Auto Supports เท่านี้โปแกรมจะสร้าง Support มาให้อัตโนมัติเลย

 

4

ภาพที่ 4

5

ภาพที่ 5

6

ภาพที่ 6

            พอสร้าง Support เสร็จเรียบบร้อยแล้วขั้นตอนต่อไปจะเป็นการตั้งค่าของการพิมงานต่างๆ ก่อนออกพิมพ์จะเป็นขั้นตอนสุดท้ายแล้วครับ สามารถเลือกใช้ค่าได้ตามที่ทางเราได้เลยนะครับ ให้กดไปที่ Print แล้วจะขึ้นหน้าต่างดังภาพที่ 7–12 แต่ในชิ้นงานที่ 2 กับ 3 ในช่อง Raft ให้เปิด Enable ไว้เพราะชิ้นงานมีส่วนที่สัมผัสกับฐานพิมพ์น้อยจึงต้องทำการปูพื้น Raft เพื่อให้ชิ้นงานเกาะติดกับฐานพิมพ์ได้ดีขึ้น เมื่อทำการกำหนดค่าต่างๆ เสร็จแล้วให้กด Ok เพื่อจะเซฟงานเป็นไฟล์ .x3g หรือ .gx

7

ภาพที่ 7

8

ภาพที่ 8

9

ภาพที่ 9

10

ภาพที่ 10

11

ภาพที่ 11

12

ภาพที่ 12

        เมื่อกดเซฟแล้วโปรแกรมจะแสดงตัวชิ้นงานที่พร้อมพิมพ์ตามภาพที่ 13-15 ทั้งบอกระยะเวลาในการพิมพ์ ปริมาณวัสดุที่ใช้พิมพ์ และสามารถสไลด์ดูงานที่จะพิมพได้ด้วยว่าในแต่ละ Layer นั้นพิมพ์ขึ้นงานยังไง (เลื่อนจากแถบเครื่องมือด้านซ้ายมือ)

13

ภาพที่ 13

14

ภาพที่ 14

15

ภาพที่ 15

                จากนั้นนำไฟล์งานที่เซฟมาแล้วสั่งพิมพ์กับเครื่องพิมพ์ FlashForge Guider 2 เชื่อมต่อทาง USB Drive, USB Line, WIFI แล้วแต่ความสะดวกของแต่ละคนนะครับ ส่วนเส้นพลาสติกที่เลือกใช้นั้นเป็น PLA เพราะสามารถขึ้นรูปชิ้นงานได้ง่าย ต่อไปเราจะมาดูกันว่าพิมพ์งานออกมาแล้วจะมีหน้าตายังไงกันบ้าง และเมื่อนำมาประกอบใช้งานจะเป็นไปตามที่ออกแบบไหม สามารถดูได้ตามภาพที่ 16-19

 

16

ภาพที่ 16

17

ภาพที่ 17

18

ภาพที่ 18

19

ภาพที่ 19

 

3D Printing สร้อยคอ โซ่

Necklace 3D Printing 01

เป็นตัวอย่างที่ดีตัวอย่างนึง แสดงให้เห็นว่าเราสามารถพิมพ์ชิ้นงานที่มีโครงสร้างซ้อนกัน เช่น โซ่ หรือ ห่วงที่คล้องกันอยู่ได้ หลักการสำคัญในการพิมพ์แบบนี้ได้คือ การจัดว่าโซ่แต่ละข้อให้ตั้งอยู่กับฐานพิมพ์ได้ ไม่ล้ม และ ไม่มีส่วนใดของแต่ละข้อสัมผัสกัน หรือ ต้องสัมผัสกันให้น้อยที่สุด

3D Printer Model : Flashforge 3D Printer
Photo Credit : FlashForge SG Distributor Facebook Page
Model Link : http://www.thingiverse.com/thing:406095

Necklace 3D Printing 02

3D Print Turbo Jet Engine

GE Turbo Jet 3D Printing 04

โมเดลนี้ได้มาจาก GE ส่วนประกอบต่างๆสามารถเคลื่อนที่ได้ แสดงให้เห็นส่วนประกอบของเครื่องยนต์ เป็นตัวอย่างให้เห็นการทำงานของเครื่องยนต์ อาจจะใช้ประกอบการศึกษาในโรงเรียน หรือ ใช้ในการออกแบบการทำงานจริงๆ น่าสนใจนะครับ ดูจากยอดการ Download โมเดลได้ Popular มากทีเดียว

3D Printer Model : Flashforge 3D Printer
Photo Credit : FlashForge SG Distributor Facebook Page
Model Link : http://www.thingiverse.com/thing:392115 

GE Turbo Jet 3D Printing 03

GE Turbo Jet 3D Printing 01

GE Turbo Jet 3D Printing 02

3D Print Quadcopter

Quadcopter 3D Printing 01

มาดูตัวอย่างการประยุกต์งานพิมพ์ 3มิติ กับเครื่อง QuadCopter กันครับ คราวนี้เป็นการสร้างฐานรองสำหรับเครื่อง Drone สี่ใบพัด จะเป็นได้ว่า 3d printer นั้นสามารถมาประยุกต์ใช้กับทุกเรื่องรอบตัว รวมถึงานอดิเรกด้วย ขึ้นอยู่กับ Idea ของแต่ละคนนะครับ

3D Printer Model : Flashforge Creator Pro
Photo Credit : FlashForge SG Distributor Facebook Page
Model Link : http://www.thingiverse.com/thing:337486

Quadcopter 3D Printing 03

Quadcopter 3D Printing 02

3D Print Halo Helmet

Halo Helmet 3D Printing 02

ตัวอย่างการพิมพ์ชิ้นงานขนาดใหญ่ โดยการแบ่งชิ้นส่วนการพิมพ์เป็นส่วนเล็กๆหลายส่วน แล้วค่อยมาประกอบกันเป็นชิ้นใหญ่ขนาดเข้าหมวกกันน็อค เราสามารถสร้างชิ้นงานให้มีส่วน Snap fit กันก็ได้หรือเจาะรูโดยใช้น็อตเป็นตัวเชื่อมก็ได้เช่นกัน ลองพิมพ์กันเล่นๆดูนะครับ

3D Printer Model : Flashforge Creator Pro
Photo Credit : FlashForge SG Distributor Facebook Page
Model Link : http://www.thingiverse.com/thing:158120

Halo Helmet 3D Printing 03

Halo Helmet 3D Printing 04

Halo Helmet 3D Printing 01

3D Print แบริ่งรอบทิศ

Bearing 3D printing 02หลายคนอาจจะสงสัยว่าเครื่อง 3D Printer สามารถพิมพ์งานแบบกลไกได้หรือไม่ โมเดลแบริ่งรอบทิศนี้เป็นตัวอย่างที่ดีอันหนึ่งครับ เครื่องจากเกิดจากการพิมพ์ครั้งเดียว สามารถสร้างชิ้นงาน โครงสร้างที่ไม่สามารถทำได้ด้วยเครื่องมือทั่วไป หรือสร้างโครงสร้าง/กลไกที่มีความซับซ่อนได้

ทุกคนสามารถพิมพ์ได้เองง่ายๆ จาก Link ข้างล่างนี้
3D Printer Model : Flashforge
Photo Credit : FlashForge SG Distributor Facebook Page
Model Link : http://www.thingiverse.com/thing:51806

Bearing 3D printing 01

Bearing 3D printing 03

3D Print ประแจเลื่อน

Wrench 3D Printing 01

มาพิมพ์ประแจเลื่อนกันเถอะ!! ประแจเลื่อนที่ใช้ได้จริง แถมปรับระดับได้จริงด้วย ที่สำคัญประแจเลื่อนอันนี้ออกแบบโดยใช้การพิมพ์เพียงครั้งเดียว ไม่ใช่พิมพ์หลายๆครั้งเพื่อนำมาประกอบกัน โดยผู้ออกแบบใช้หลักการสร้างตัว Support ให้เกลียวหมุนลอยออกอยู่จากส่วนประกอบอื่นๆประมาณ 200 Micron

ทุกคนสามารถพิมพ์ได้เองง่ายๆ จาก Link ข้างล่างนี้
3D Printer Model : Flashforge Creator Pro
Photo Credit : FlashForge SG Distributor Facebook Page
Model Link : http://www.thingiverse.com/thing:139268

Wrench 3D Printing 03

Wrench 3D Printing 02