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SMD-Bestückungsautomat und Pastendispenser

PPRender3 320x240

PPRender1 320x240 PPRender2 320x240

 

Dieses Projekt ist nun weitgehend abgeschlossen.

Aktuelle Informationen finden sich auf der News-Seite zum Projekt.

Beschreibung der Mechanik:

  • Alle Linearführungen basieren auf Linearlagern der Firma HiWin. Die X- und Y Achse werden über BLDC-Servomotoren mit 2000 Imp/Rev (500 imp/rev im X4 Modus) Encodern angetrieben. Die Bewegung wird über HDT5 Zahnriemen übertragen. Die Referenzpunkte der Achse X,Y,Z1 und Z2 werden mit mechanischen Enschaltern ermittelt.
  • Die erste Z-Achse (Z1) bewegt die Bestückspitze auf und ab. Sie hängt an einem 2,5mm Zahnriemen, der durch einen Schrittmotor zum Anheben der Achse auf einer Zahnriemenscheibe aufgewickelt wird. Die Bewegung in Abwärtsrichtung erfolgt durch die Schwerkraft. Die erste Rotationsachse (A1) zur Bauteilrotation basiert auf einem Hohlwellenschrittmotor an dessen unterem Ende die Bestückspitze magnetisch gehalten wird. Die Bestückspitzen können so in einem Magazin gehalten und automatisch gewechselt werden.
  • Die zweite Z-Achse (Z2) wird zum Aufbringen von Pasten genutzt. Ihr Antriebsprinzip ist identisch mit der ersten Z-Achse. Sie bewegt eine Spritze auf und ab, die die Paste enthält. Die Paste wird über die zweite Rotationsachse (A2) herausgedrückt. Der dafür verwendete Schrittmotor ist ein Linearantrieb basierend auf einem Schrittmotor, der eine Gewindespindel bewegt.
  • Alle Schrittmotoren werden im 1/16-Schritt Modus betrieben.
  • Das Vakuum zum Ansaugen der Bauteile wird über eine umgebaute Aquariumpumpe erzeugt. Der kurze Luftdruckimpuls zum "Ausblasen" der Bauteile wird von einem externen Kompressor mit Druckminderer geliefert. Das Vakuum wird im Bestückkopf mit einem Drucksensor kontrolliert, wenn ein Bauteil angehoben ist.
  • Eine am Bestückkopf angebrachte Kamera mit roter Beleuchtung dient der Erkennung von Passmarken auf der Platine und der visuellen Kontrolle nach dem Bestückungsvorgang. Eine auf dem Maschinenbett fest montierte Kamera dient der Positionserkennung von Bauteilen. Ihre Beleuchtung ist zwischen grün und rot umschaltbar. Beide Kameras sind USB Kameras (Microsoft LifeCam Cinema), die aus ihrem Gehäuse ausgebaut wurden. 
  • Das Maschinenbett bietet ausreichend Platz für die zu bestückende Platine und Bauteile, die in Bauteiltrays geliefert werden. Ein Vibrationsfeeder und ein Feeder für kurze Gurtabschnitte sind hier ebenfalls montiert.
  • Ein 3D-PDF der gesamten Maschine steht hier zum Download zur Verfügung. Zum Ansehen und Drehen wird zwingend der originale Adobe-Reader benötigt.

Steuerung:

  • Das Gerät wird über eine interne Steuerung kontrolliert. Der zentrale Prozessor stammt aus der Microchip PIC 32Bit Serie. Der Anschluss am PC erfolgt über USB mit einem FTDI Chip. Die X- und Y- Achse wird mit zwei UPCX530 Positioniercontrollern gesteuert. Die Schrittmotorachsen steuert jeweils ein TB6560AHQ von Toshiba im 1/16 Schritt Modus. Die Bewegungsberechnung erfolg mit einem "3rd order" Profil.
  • Weitere Platinen zur Verkabelung finden sich an den BLDC Motoren und am Bestückkopf. 
  • Die Feeder haben eine separate Steuerung basierend auf einem kleinen dsPIC, die 20 Slots steuern kann. 

PC Software:

Die PC-Software schreibe ich in Embarcadero Delphi XE4. Für die Bauteilausrichtungserkennung und die Passmarkenerkennung wird OpenCV und die Delphi-Portierung der Libraryheader von "Laex" genutzt (https://github.com/Laex/Delphi-OpenCV). Das separeate Scripter Programm und das "CAD" Programm nutzen komerzielle Delphi-Komponenten von der Firma TMS-Components. 

Fortsetzung:

Details finden Sie im Menü links (oder unten auf portablen Geräten).

 

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