기본 PCB 픽 앤 플레이스를위한이 디자인은 어떻습니까?

나는 심각한 기계 설계에 대한 경험이 없지만 필요와 호기심으로 취미 프로젝트와 소량 PCB 생산을위한 픽 앤 플레이스 기계를 만들려고 노력하고 있지만 매우 기본적인 버전입니다. 그것은 내 자신의 일반적인 응용 프로그램에 맞게 사용자 정의되었습니다.

사양 : 나는 다음을 사용하여 시스템을 구축하려고합니다.

• 비용 <US $ 100 (진공 픽업, 현미경 등 제외)
• 보드 / 패널 영역 : 약. 1 평방 피트 (중요하지 않음)
• 약 1 개 부품의 속도가 5 초 내에 선택되어 배치됩니다 (중요하지 않음).
• "프로브"(아래 그림 참조)는 진공 픽업 용으로 설계되었습니다 (소형 USB 디지털 현미경 부착)
• 0.3mm 이하의 분해능 / 단계 크기 (가장 작은 부품 면적은 1206 저항과 3mm QFN입니다).
• USB 현미경을 통해 공정을 시각적 / 확대 적으로 감독하기 때문에 정확도와 반복성이 중요하지 않습니다.

3 개의 스테퍼, 3 개의로드 스레드, USB 현미경 및 진공 픽업을 포함하여 지금까지 매우 베어 본 구조의 첫 번째 초안 :

조작:

• 내 PC에는 각 부품을 배치하기 위해 해당 테이프 릴에 대한 (X, Y) 좌표와 PCB의 대상 위치에 대한 좌표를 저장합니다.
• Y 축 모터 /로드 / 픽업은 테이프 릴로 이동하고 부품을 픽업 한 다음 Y 축을 따라 PCB에서 대상 위치의 Y 좌표로 이동합니다.
• X 축 모터 /로드 / PCB는 X 축을 따라 이동하여 X 좌표 정렬도 가능합니다.
• Z 축 모터 /로드 / 부품이 PCB로 내려 부품을 배치 한 다음 상승합니다.
• 완료 될 때까지 반복하십시오.
• PC 모니터에서 볼 수있는 디지털 현미경을 통해 정렬 불량 또는 부품 누락 등을 감독합니다.
• 이 중에 조정이 필요한 경우 컴퓨터를 사용하여 수동으로 일시 중지하고 위치 / 동작을 조정할 수 있습니다.

내 질문 은 다음과 같습니다 .

1. 위의 기계 설정이 너무 단순하여 운동을 수행 할 수 없습니까? 일부 문헌을 읽거나 픽 앤 플레이스 비디오를 시청 한 결과, 시스템은 빌드 형태가 훨씬 복잡해 보였으며 PCB 또는 진공 픽업 만 움직일뿐 아니라 둘 다가 아닙니다. 스테이지 / 빌드를 단순화하기 위해 X- 축을 따라 그리고 다른 하나는 Y- 축을 따라.

2. 0.25mm 이상의 해상도를 가능하게하는 핵심 결정 요인은 무엇입니까? 스테퍼 / 모터 (예 : 스텝 / 회전)의 올바른 선택이 시작이라고 가정합니다.

3. 한 가지 큰 결함이있는 것을 본다. 3 개의로드 중 하나를 회전 시키면 PCB 또는 진공 픽업 또는 픽업 된 부품이 각각로드와 함께 회전하게된다! 이 문제를 해결하기 위해 간단한 수정이 있습니까?

많은 집에서 만든 픽 앤 플레이스 머신은 CNC 밀링 머신과 매우 유사하므로 여기서 영감을 얻어야합니다.

기계는 세 개의 선형 축으로 구성되며 각 축은 다음으로 구성됩니다.

• 축이 자유롭게 미끄러지는 것을 허용하는 어떤 종류의 선형 방위 또는 가로장.
• 운동을 작동시키는 일종의 모터.

이 두 부분은 아마도 기계 비용의 대부분을 차지할 것입니다. 예산이 빡빡합니다. 축당 $ 20 미만을보고 있습니다! 나는 이것이 불가능하다고 말하고 싶은 유혹에 빠지지만, naysayers를 싫어하고 도전을 좋아합니다.

이미 지적했듯이 나사 막대의 부품 회전을 막을 수있는 요소가 없기 때문에 설계에 결함이 있습니다. 또한 배치하기 전에 부품을 올바른 방향으로 회전시키는 데 필요한 중요한 로터리 축이 없습니다. 일부 설계는 부품의 일부를 배치 한 다음 작업자에게 PCB를 90도 회전하도록 요청한 다음 더 많은 부품을 배치하는 등의 방법으로 해결됩니다.이 옵션을 사용하는 것이 좋습니다.

실제 문제는 예산이며, 많은 부품을 직접 만들거나 (만들 수있는 부품) 저렴하게 부품을 찾으려면 (어쩌면 기계 고장으로 인해) 매우 열심히 노력해야합니다. 한 곳은 구식 프린터입니다. 그들은 빠른 모터 및 인코더 스트립을 포함하여 구조 할 수있는 아주 멋진 선형 레일을 포함합니다.

모터 : 두 가지 유형의 모터를 선택할 수 있습니다.

• 서보 모터. 당신은 기본적으로 이것들을 스스로 만들 것입니다. DC 모터, 모터를 구동하는 전자 장치, 모터의 위치를 ​​측정하는 센서 및 모터를 정확한 위치에 빠르고 정확하게 얻기 위해 모터에 얼마나 많은 전력을 적용해야 하는지를 계산하는 컨트롤러로 구성됩니다.
• 스테퍼 모터. 이 유형의 모터는 자유롭게 회전하지 않으며 한 번에 한 단계 씩 이동하도록 명령 할 수 있습니다. 위치 센서는 필요하지 않지만, 현재 위치를 정확히 파악하기 위해 각 방향으로 얼마나 많은 단계를 밟았는지, 그리고 다음 위치로 얼마나 가야하는지 추적해야합니다.

스테퍼 모터 접근을 권장합니다. 대부분의 소형 CNC 기계는 이것을 사용합니다. 또한 마이크로 스테핑을 지원하는 드라이버를 찾아야합니다. 이렇게하면 해상도가 높아질뿐만 아니라 특정 속도에서 공명을 극복 할 수 있습니다. 빠른 동작을 원한다면 가속이 필요합니다. 가속하는 경우 모터의 공진 속도에 도달하고 걸음 수를 놓칠 수 있습니다.

해상도 : 고해상도는 그렇게 어렵지 않습니다. 예를 들어, 회 전당 200 스텝의 스테퍼 모터를 사용하고 M25 나사 막대 (1.25mm 피치)를 구동하면 각 단계에서 1.25mm / 200 = 0.00625mm의 움직임이 발생할 수 있습니다. 그러나 이것이 기계가 0.00625mm까지 정확하다는 것을 의미하지는 않습니다. 스레드 비선형 성, 백래시, 스텝 드리프트 및 기타 요인으로 인해 오류가 증가합니다.

소프트웨어 : 이런 종류의 기계를위한 소프트웨어를 작성하는 것은 그리 어렵지 않지만 시간이 많이 걸립니다. Open PNP Project를 확인하십시오 . 그들의 소프트웨어는 이미 기능들로 가득합니다.

복잡성:불행히도 모든 로봇 프로젝트와 마찬가지로 단순성이라는 큰 목표부터 시작합니다. 간단한 일을 빨리 처리 할 수는 있지만 결국 일을 안정적이고 오랫동안 제대로 작동하려면 많은 복잡성이 필요하다는 사실을 알게됩니다. PCB가 한 축에서 움직이고 헤드가 다른 축에서 움직일 때 특별한 문제는 없습니다. 움직이는 PCB가 구성 요소를 흔들 것이라고 생각할 수도 있지만 이는 문제가되지 않습니다. 구성 요소는 일반적으로 매우 가벼우 며 (큰 커넥터 나 매우 큰 IC를 배치하지 않는 한) 땜납 페이스트에 갇혀 있습니다. 나는 종종 PCB를 통해 리플 로우 오븐에 서투르게 다루며, 부품이 제자리에서 미끄러지는 것을 본 적이 없다. 그러나 배치 할 부품이 많으면 상당히 큰 테이블을 움직이고 있습니다.

픽업 : 각 부품을 픽업하기 위해 튜브를 빨고 싶지 않다면 이것은 또 다른 비싼 부품이 될 것입니다. 진공 펌프는 놀랍게도 비쌀 수 있으며 (예산이 $ 100 인 경우) 밸브도 필요합니다. 다른 크기의 부품을 선택할 수 있도록 탈착식 픽 헤드를 만들어야 할 수도 있습니다. 작은 부품은 작은 튜브가 필요하지만 큰 부품은 더 무겁기 때문에 더 큰 튜브가 필요하며 진공이 작동하기 위해서는 더 많은 표면적이 필요합니다.

나에게 돋보이는 첫 번째 것은 본질적으로 기계 설계 경험이 없다는 진술입니다. 실제로 만 배울 수있는 것들. 무언가를 만드십시오!

우리의 디자인은 기본적으로 작동하지만 약간의 경험만으로도 개선 사항을 생각할 것이라고 확신합니다. 따라서 저렴한 리드 스크류와 너트, 커플러 또는 타이밍 벨트를 구입하고 필요한 정확도로 간단히 전환 할 수있는 단일 단계를 구축하십시오. 항상 백래시를 밀어 넣으면 철물점 나사 막대와 너트를 사용할 수도 있습니다. 실제로, 당신이 확실히 다루어야 할 용어는 백래시입니다.

나는 진지하다 : 당신이 이것에 대해 너무 깊이 생각하기 전에 서랍 슬라이드와 스레드로드 및 스테퍼 모터로 간단한 것을 만드십시오. 비용은 $ 20 미만이며 톤을 배우게됩니다.

정밀 기계를 움직일 수있는 코드를 다루며 문제가 발생할 기회가 얼마나 놀라운 지 놀랍습니다.