Temel bir PCB alma ve yerleştirme için bu tasarım nasıl?

Herhangi bir ciddi mekanik tasarımla ilgili sıfır deneyime sahibim, ancak gereklilik ve meraktan dolayı, bir hobi projelerim (hobi projelerim ve düşük hacimli PCB üretimi için) oluşturmaya çalışıyorum - ancak çok temel bir sürümü benim tipik uygulamalar için özelleştirilmiş.

Özellikleri: Sistemi ile oluşturmaya çalışıyorum:

• Maliyet <US $ 100 (vakum alıcı, mikroskop vb. Hariç)
• Pano / panel alanı: Yaklaşık. bir fit kare (önemli değil)
• Yaklaşık 1 bölümün hızı 5 saniye içinde toplandı ve yerleştirildi (önemli değil).
• "Prob" (aşağıdaki şekle bakın), bir vakum alıcı (ayrıca bağlı bir minyatür USB dijital mikroskop) olarak tasarlanmıştır.
• 0,3 mm veya daha az çözünürlük / adım boyutu (en küçük parça ayak izlerim 1206 direnç ve 3 mm QFN'dir).
• USB mikroskop ile sürecin görsel / büyütülmüş denetimine sahip olduğum için doğruluk ve tekrarlanabilirlik çok önemli değil.

Benim 1 taslak bir çok ana kadar 3 Stepper, 3 çubuklar dişli bir USB mikroskop ve bir vakum pikap dahil yapıyı barebone:

Operasyon:

• Bilgisayarımda, yerleştirilecek her parça için, ilgili bant makarası için (X, Y) koordinatlarının yanı sıra PCB'deki hedef konumun koordinatlarını saklıyorum.
• Y ekseni motoru / çubuğu / toplaması bant makarasına hareket eder ve parçayı alır, daha sonra Y ekseni boyunca PCB üzerindeki hedef konumun Y koordinatına gider.
• X-ekseni motoru / çubuğu / PCB, X-koordinatı hizalamasına izin verecek şekilde X ekseni boyunca hareket eder.
• Z ekseni motoru / çubuğu / parçası, parçayı yerleştirmek için PCB'ye iner, sonra yükselir.
• Tamamlanana kadar tekrarlayın.
• PC monitörümde görüntülenen dijital mikroskop ile yanlış hizalamaları veya parça eksiklerini vb. Denetlerim.
• Bunlardan herhangi biri sırasında herhangi bir ayar yapılması gerekirse, bilgisayarı kullanarak konumu / eylemi manuel olarak duraklatabilir ve ayarlayabilirim.

İşte sorularım :

1. Yukarıda çizilen mekanik kurulum hareketi gerçekleştirmek için çok mu basit? Bazı edebiyatları okumama ve bazı seçim ve yer videolarını izlememe dayanarak, sistemler yapı formunda çok daha karmaşık görünüyorlar ve ayrıca her ikisi de değil sadece PCB veya vakum alma hareketleri var - oysa benimde bir hareket var X ekseni boyunca ve diğeri Y ekseni boyunca (sahne / yapıyı basitleştirmek için).

2. 0.25 mm veya daha iyi bir çözünürlüğü mümkün kılacak aklınıza gelebilecek bazı kilit belirleyiciler neler olacak? İyi bir step / motor seçimi olduğunu düşünüyorum (örn. Adımlar / devrim) bir başlangıç.

3. Görüyorum ki gülünç bir büyük kusur var: Üç çubuktan herhangi birinin dönmesi, PCB'nin veya vakum toplayıcısının veya toplanan parçanın çubukla birlikte döndürülmesine neden olacaktır! Bunu çözmek için basit bir değişiklik var mı?

Birçok ev yapımı alma ve yerleştirme makinesi CNC freze makinelerine çok benzer ve ilhamınızı buradan almanız gerekir.

Makine, her biri aşağıdakilerden oluşan üç doğrusal eksenden oluşur:

• eksenin serbestçe kaymasını sağlamak için bir tür lineer rulman veya ray.
• hareketi harekete geçirecek bir tür motor.

Bu iki parça muhtemelen makinenizin maliyetinin büyük bir kısmını oluşturacaktır. Bütçeniz son derece sıkı; eksen başına 20 dolardan daha az bakıyorsunuz! Bunun imkansız olduğunu söylemeye cazip geldim, ama muhaliflerden nefret ediyorum ve bir meydan okumayı seviyorum.

Daha önce işaret ettiğiniz gibi, tasarımınız kusurludur, çünkü parçaların dişli çubuklar üzerinde dönmesini engelleyecek hiçbir şey yoktur. Ayrıca, parçaları yerleştirmeden önce doğru yöne döndürmek için gerekli olan önemli döner ekseni de eksik. Bazı tasarımlar bazı parçaları yerleştirerek, daha sonra operatörden PCB'yi 90º döndürmesini isteyip, daha fazla parça vb. Yerleştirerek bu sorunu çözer. Bu seçeneği kullanmak isteyebilirsiniz.

Gerçek probleminiz bütçedir ve parçaların çoğunu kendiniz (yapabileceğiniz parçalar) yapmak veya bu parçaları bir şekilde ucuza bulmak için çok çalışmanız gerekecektir (belki de parçalanmış makinelerden). Baktığınız bir yer eski yazıcılarda. Hızlı bir motor ve kodlayıcı şeridi de dahil olmak üzere kurtarabileceğiniz oldukça güzel doğrusal raylar içerirler.

Motorlar: Seçebileceğiniz iki tür motor vardır:

• Servo motorlar. Temel olarak bunları kendiniz hazırlayacaksınız. Bir DC motor, motoru çalıştırmak için elektronik, motorun konumunu ölçmek için bir sensör ve doğru ve hızlı bir şekilde doğru konuma getirmek için motora ne kadar güç uygulanacağını hesaplayan bir denetleyiciden oluşur.
• Step Motorlar. Bu tür bir motor serbestçe dönmüyor, bunun yerine her seferinde bir adım hareket etmesi isteniyor. Bir konum sensörüne ihtiyacınız yoktur, ancak tam olarak nerede olduğunuzu ve bir sonraki pozisyonunuza ulaşmak için ne kadar ilerlemeniz gerektiğini bilmek için her yönde kaç adım yaptığınızı tam olarak takip etmeniz gerekir.

Step motor yaklaşımını tavsiye ederim. Çoğu küçük CNC makinesi bunları kullanır. Ayrıca bazı mikro adımı destekleyen bir sürücü bulmaya çalışmalısınız. Bu sadece çözümünüzü arttırmakla kalmaz, aynı zamanda belirli hızlarda rezonansın üstesinden gelmeye de yardımcı olur. Hızlı hareket etmek istiyorsanız, hızlanmaya ihtiyacınız olacak. Hızlanıyorsanız, muhtemelen motorun rezonans hızına çarpacak ve adımları atlayacaksınız.

Çözünürlük: Yüksek çözünürlük elde etmek o kadar da zor değil. Örneğin, devir başına 200 adımlı bir step motor kullanıyorsanız, bir M8 dişli çubuğu (1.25mm hatveye sahiptir) kullanıyorsanız, her adımın 1.25mm / 200 = 0.00625mm hareket üretmesini bekleyebilirsiniz. Ancak bu, makinenizin 0.00625 mm'ye kadar doğru olduğu anlamına gelmez. İplik doğrusal olmama, boşluk, adım sapması ve diğer faktörler hatalarınızı arttırmak için komplo kuracaktır.

Yazılım : Bu tür bir makine için yazılım yazmak o kadar da zor değil, ama hepsi zaman alıyor. Neden Open PNP Project'e göz atmıyorsunuz ? Yazılımları zaten özelliklerle dolu.

karmaşıklık:Ne yazık ki, tüm robotik projelerinde olduğu gibi, büyük sadelik hedefleri ile başlıyorsunuz. Genellikle basit şeylerin hızlı bir şekilde çalışmasını sağlayabilirsiniz, ancak sonunda şeylerin iyi, güvenilir ve uzun bir süre çalışmasını sağlamak için oldukça fazla karmaşıklığa ihtiyacınız olduğunu keşfedersiniz. PCB'nin bir eksende ve başın başka bir eksende hareket etmesiyle ilgili özel bir sorun yoktur. Hareketli PCB'nin bileşenleri sallayacağı düşünülebilir, ancak bunun bir sorun olması muhtemel değildir. Bileşenler genellikle çok hafiftir (büyük konektörler veya çok büyük IC'ler yerleştirmiyorsanız) ve bir lehim pastası bloğuna yapışırlar. PCB'lerle sık sık yeniden akış fırınına manevra yapıyordum ve hiçbir zaman yerinden çıkmadığını görmedim. Ancak, yerleştireceğiniz çok fazla parçanız varsa, o zaman oldukça büyük bir masa hareket ediyorsunuz ve '

Almak: Her parçayı almak için bir tüpe emmek istemiyorsanız, bu başka bir pahalı parça olacaktır. Vakum pompaları şaşırtıcı derecede pahalı olabilir (bütçeniz sadece 100 $ ise) ve ayrıca bir valfe ihtiyacınız olacaktır. Farklı boyutlardaki parçaları seçebilmeniz için çıkarılabilir bir toplama kafası da yapmanız gerekebilir. Küçük parçaların küçük bir tüpe (açıkçası) ihtiyacı vardır, ancak büyük parçaların daha ağır olduklarından daha büyük bir tüpe ihtiyaç duyarlar ve vakumun çalışması için daha fazla yüzey alanına ihtiyaç duyarlar.

Bana atlayan ilk şey, aslında hiçbir mekanik tasarım deneyimine sahip olmadığınız ifadenizdir. Bazı şeyleri sadece yaparak öğrenebilirsiniz. Bir şey inşa et!

Tasarımınız temelde işe yarayacaktır, ancak eminim ki küçük bir deneyimle bile iyileştirmeleri düşüneceksiniz. Bu yüzden bazı ucuz vidalı vidalar ve somunlar, kuplörler veya triger kayışları alın ve ihtiyacınız olan doğrulukla basitçe ileri geri dönüş yapan tek bir aşama oluşturun. Her zaman geri tepme yaparsanız muhtemelen donanım deposu dişli çubuk ve somunlar bile kullanabilir. Aslında, kesinlikle başa çıkmayı öğrenmeniz gereken bir terim vardır: boşluk.

Ciddiyim: Bunu çok derin düşünmeden önce, çekmece kızakları, dişli çubuk ve bir step motor ile basit bir şey yapın. Maliyet 20 $ 'dan az olacak ve ton öğreneceksiniz.

Hassas makineleri hareket ettirmek için kodla uğraşıyorum ve işlerin yanlış gitmesi için kaç fırsat olduğu şaşırtıcı.