Pick n Place-maskin

[Digitum]

Nu har jag tagit dom första stapplande stegen mot att bygga en pick-and-place-maskin för SMD-komponenter. Det handlar alltså inte om en hushållsrobot som automatiskt ställer tillbaka allt jag sprider ut i bostaden till sin rätta plats, även om det också hade varit ett intressant projekt...

Maskinen skall vara byggd av aluminiumprofiler. Portalen med x-axeln skall åka på glidskenor på ramen (y-axeln). Dessa två använder remdrift för snabb positionering.
Dispenser, portalkamera och placeringsverktyget skall sitta på samma basplatta men ha individuell rörelse i z-led. Placeringsverktyget skall kunna vrida på komponenten i 360 grader. Munstycket skall vara utbytbart för olika komponentstorlekar och byte skall kunna ske automatiskt. En kamera i portalen skall användas för att avgöra positionen på kretskortet och större lösa komponenter. En kamera monterat vid plockstationen skall se orientering och position på upplockad komponent för exakt placering.

Val av metod
Jag hade några principer som jag funderade på.
1) fast portal och rörligt bord i y-led. Valdes bort då det begränsar möjligheten att hämta komponenter på olika ställen i maskinen.
2) En tre-ledad arm med olika verktyg i änden. Liten och effektiv, men jag är högst osäker på hur styrningen skulle ske. Dessutom riskerar varje led att öka glappet så att det blir för stort för en amatörbyggd maskin.
3) Fast bord och rörlig portal. Två varianter, ett vridbart bord där komponenten sätts på rätt plats genom att plattan vrids eller ett fast bord där munstycket kan roteras.

Jag valde det sistnämnda. Det har dessutom fördelen att jag enkelt kan byta ut själva verktygshållaren till tex en fräs.

Jag skissar på att den aktiva ytan skall vara någonstans runt 250mm x 250mm Jag tvivlar på att jag någonsin kommer att hantera större kort än så. Maskinen blir därmed ganska liten och händig.

Maskinen skall styras av nån programvara av open-source-typ, tex http://openpnp.org/. Den är fortfarande under utveckling men jag hoppas kunna använda det efterhand som jag bygger maskinen och det blir stabilare. I värsta fall kan jag ju bygga en maskin som helt enkelt styrs i blindo med g-kod.

Nå. Jag har beställt lite skrot (tyvärr med ett par veckors leveranstid) att testa med från http://www.jbcnc.se och tänkte köpa lite måttkapade profiler från http://www.alucon.se. Ursprunliga planen är att bygga ramen och portalens sidor med 30x60mm profiler, och själva bommen med två st 30x30mm profiler. Genom att göra maskinen liten så hoppas jag även att få ner kostnaden och storleken för styrutrustningen.

Detta är ett långtidsprojekt som jag räknar med kommer att kosta i runda slängar 10-12tkr, men om jag lyckas så kanske jag får fram en maskin som relativt enkelt kan replikeras av den händige.

Har du förslag, synpunkter eller ideér, tveka inte att svara.

[Swech]

En stor del av en PNP maskin är dess feeders för komponenter.
Storleken på bordet är oftast inte så interessant men om du gör maskinen för liten
så får du inte plats med många komponenter runt om, detta är oftast ett större
bekymmer än att korten inte får plats

Swech

[lizerdboy]

Roligt att det är fler som vill bygga PnP, har du sett mitt projekt ?
http://elektronikforumet.com/forum/view ... =3&t=59813

[Digitum]

Swech: Jag har tittat på det också. Det är själva den aktiva ytan, dvs där jag kan placera kretskortet, som kommer att vara 250x250. Placeringen av matarna och kamera har jag inte bestämt var de skall vara men jag funderar på att ha matare på ömse sidor om maskinen. Portalen i sig kommer att färdas på en sträcka av ca 450 mm. Jag håller på att försöka sätta ihop en 3d-ritning på maskinen. Det är mycket att lära...

lizerdboy: Jag skall titta igenom ditt projekt. Man kan kanske undvika lite fallgropar då...

[perra_e]

Och här är ju ett pågående projekt till som H.O håller på med.
http://elektronikforumet.com/forum/view ... =5&t=68832

--Per

[Agwan]

Största lärdommen du kan dra av lizerdboys projekt är att inte alls göra som han. Om du nu inte tycker att det är sjukt roligt att lägga ner väldigt mycket tid på varenda detalj och verkligen vill lägga ner din själ i din PnP för att få det sådär riktigt perfekt, så som lizerdboy gör.

[Swech]

Lägg krutet på att få precision
Gammalt djungelordspråk "Det är bättre med en exakt placerad på kortet än 10 åt skogen.... "

En annan sak att fundera på är hur man gör feeders så att man inte måste riva loss halva rullen för att
skyddstapen skall räcka fram, (om man nu laddar med en öppnad rulle)

Swech

[6502]

Eller hur man gör en sjukt billig feeder så man kan ha många och slipper pilla med att byta rullar.

[Digitum]

Jag kommer att börja uppifrån och ner så att säga. Om jag bygger "multifunktionshuvudet" först så vet jag ju hur stort det blir och kan dimensionera resten efter det.

Liten skiss på idé hur huvudet skall vara utformat. Från början så behövs ju bara drivmotorn och komponentplockaren men jag designar redan från början för att få plats med kamera och dispenser. Då kan jag få igång maskinen med dödräkning och utan vision och sedan bygga på.

pnphead.png

[Lennart Aspenryd]

Nu vet jag inte vart du bor.
Men jag blev riktigt imponerad när Jonas (swechtrading ) körde sin maskin. Hur många har du kollat in?
Vem var närmast dina krav?

[Swech]

Lödpasta dispenser?
Skall du ha pasta som du trycker ut via ett nålmunstycke?

Swech

[Digitum]

Lasp: Nej, jag har (tyvärr) inte sett det.

Swech:
Jag vet inte. Vad finns det för möjligheter. Jag har en idé som kanske kan fungera, men jag vet inte om jag kan få till mekaniken till den. Förmodligen går det nästan att bygga av en del modifierade komponenter och munstycken som redan finns i välsorterade järnaffärer...

solderpaste.png

[Swech]

Jag låter kanske som en riktig gnällspik men jag avråder dig från att köra
pasta dispensering i maskinen.

Om du ändå skall göra det så har jag lite tips från erfarenhet av detta.

1. Pastan köper du isåfall på tub. Ser man på din skiss så kan du inte fylla på
ett system utan att du får luft i pastan. Luft innebär att den missar punkter
och när luften tar slut så kommer det en h*** massa pasta istället.

2. Tryckluftsdispensering är riktigt svårt att få till eftersom det lätt blir ojämnt.
De "riktiga pojkarna" använder sig av en kulskruv för limdispensering.
Vet inte om det skulle funka med lödpasta.

Det finns egentligen två viktiga saker för att det skall bli bra.
1. Pastan skall vara jämn och på rätt plats
2. Komponenterna skall vara monterade på rätt plats.

Jag hade fokuserat på punkt 2 och kört med pastastenciler istället.
Pastastencilerna går myyyyycket fortare och resultatet blir bra

Swech

[Digitum]

Jag tar dina synpunkter i beaktande. Jag får testa lite också. Hur som helst så faller inte projektet med detta då jag tänker mig det som ännu ett verktyg i verktygslådan...

Appropå stenciler, undra om man kan bygga en minimal precisionsfräs för det...