Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Проект "народной" pick&place машины
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сборка РЭУ > Пайка, монтаж, отладка, ремонт
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
jeka
Представьте себе чудо pick&place машину: координатный станок с парой инструментов, камерой и софтом.
В одну часть координатного стола ставишь коробочку с хаотично рассыпанными smd деталями.
В другую кладешь плату.

Запускаешь на компьютере софт, загружаешь в него сгенерированный САПР-ом pick&place файл.
Нажимаешь кнопку "старт" - и завертелось, станок камерой сканирует рабочее пространство, ищет компоненты по надписи. Имеет 2 инструмента - присоска и пинцет.
Пинцет одновременно является пробником для smd конденсаторов, не имеющих надписи.
После сканирования станок начинает расстановку деталей на плату. Мелкие - пинцетом, более крупные - присоской. Когда успешно распознанных деталей не хватает, станок начинает разгребать криво лежащие и перевернутые детали.

Это если вкратце. По факту, все принципиальные вопросы, которые я вижу, решаемы достаточно простыми методами, в т.ч. и вопрос оптического распознавания деталей. На первый взгляд кажется сложным, но фактически под GNU лицензией есть практически все необходимое. Что осталось - это все скрутить в единую систему, и сделать софт для сканирования камерой пространства, создания карты контуров хорошо лежащих деталей и факта наличия плохо лежащих. Также, проект хочется сделать опенсорсным, т.е. механику в бОльшей части заимствовать с 3d принтера reprap (reprap.org) - по принципу купил кучку деталей, скрутил, отладил и работай. Головку с инструментами разумеется проектируем собственную.

Есть ли люди, которым это интересно, и хочет ли кто-то поучавствовать в создании как железа, так и софта для такой машины (разумеется, на энтузиазме) ?
Огурцов
Кроме разгребания кучи комплектухи нужно добавить бухту с проводом МГТФ, механизированные кусачки и паяльник, чтобы оно эти компоненты скручивало навесным монтажем. А на выходе - заливка получившейся фигни эпоксидкой в готовые кубики.
Dr.Alex
Имхо глупости.

Такая машина стоит копейки - от 20 килабаксов (брэндовая!) Легче скинуться.. :-))))

Но продолжим соображать. Я постоянно имею дело с автомонтажными конторами и вижу, как они зашиваются по времени с подготовкой производства каждого нового типа платы. Это самый трудоёмкий процесс. И главная статья расходов, соответственно - зарплата граждан, которые всем этим занимаются, а отнюдь не цена оборудования или даже аренда помещения.

Так что пытаться поднять какой-то бизнес, сделав свой плэйсер - это всё равно как делать свою печь, чтобы открыть кондитерскую фабрику..
jeka
Я не хочу это в бизнес превращать. Скорее хочу сделать общими усилиями удобную машину для быстрого изготовления небольшой серии.

Я начал иметь дело с монтажными конторами и понимаю что такое устройство может решить основную рутину с подготовкой производства (разумеется, для мелких-средних серий). И фактически стоимость машины роняется с 20 до пары килобаксов. В точности как у проекта reprap.
V_G
Вы хотите сказать, что высокоточный координатный станок + электроника + софт стоят пару тысяч баксов?
А ничего, что цена ручных манипуляторов начинается от 4000$? Или у вас где-то припасен электронный лобзик, который выпилит бесплатно механику?
Огурцов
Жлезо может вписаться в пару килобаксов. Или нет. Или в разы дешевле. А вот сколько будет стоить софт и кто его будет (сможет) писать ? Вот проект http://www.cnczone.ru/forums/index.php?sho...amp;#entry29155 который тянется уже четыре года и еще не видно конца даже начала. Я бы с удовольствием имел у себя на столе _медленный_ устанощик, даже знаю, как сделать очень дешевой механику, но с софтом пока видится - утопия.
jeka
Софт в части распознавания образов я готов взять на себя, либо объяснить что и какими методами надо делать. Ибо еще в институте серьезно с этим работал и проблем не вижу. Точнее, я могу сделать всю работу, но работы для одного человека там прилично. Поэтому лучше подключить несколько человек, кому это интересно.

По механике из неясного мне - как недорого и технологично сделать головку с камерой и инструментами. Компрессор опять же.
follow_me
я только не совсем понимаю зачем делать разгребание и тестирование кучи компонентов ? Не лучше ли, всё же, использовать стандартные бобины с компонентами? Будет значительно быстрее и точнее работать , и значительно меньше проблем с софтом и механикой
Камеру и распознавание образов использовать исключительно для контроля монтажа
Огурцов
Цитата(follow_me @ Jan 18 2012, 09:07) *
я только не совсем понимаю зачем делать разгребание и тестирование из кучи компонентов ?

Весело ?



Цитата(jeka @ Jan 18 2012, 08:43) *
Софт в части распознавания образов я готов взять на себя

А есть что-нибудь готовое ?

Цитата(jeka @ Jan 18 2012, 08:43) *
либо объяснить что и какими методами надо делать

Мы наверное все знаем как, но дьявол кроется в мелочах, поэтому идеи есть, а реализации - нет.
GetSmart
Цитата(ukpyr @ Jan 18 2012, 14:42) *
delta robot поинтереснее в плане механики:

Завораживает.
Но только если опознание через видео. Потому как можно самому управлять движухой стола и легко контролировать манипулятор по известным координатам.
Demeny
Цитата(jeka @ Jan 18 2012, 02:31) *
Есть ли люди, которым это интересно, и хочет ли кто-то поучавствовать в создании как железа, так и софта для такой машины (разумеется, на энтузиазме) ?

С удовольствием поучаствовал бы в создании такого установщика в качестве программиста, есть опыт распознавания объектов путем обработки видеоизображения и реализованные проекты.
Если соберетесь делать - черкните в личку.
Secter
Цитата(Огурцов @ Jan 18 2012, 13:38) *
... поэтому идеи есть, а реализации - нет.

sm.gif ...сие от лени...))) ....кстати, денег нет тож по ЭТОЙ причине. laughing.gif Касательно идеи собрать из хлама подручного, девайс полезный...ставлю 100 баксофф (перевод БЛИЦсбербанка) ничего из ЭТОЙ идеи путного не вылезет. Во-первых, в теме отметились тока программеры - сиё плохо...потому как железки затмят софт. Во-вторых, отсутствие коммерческой составляющей привлечёт к работе лиц коим по основному месту труда делать нефик, т.е. невостребованных. biggrin.gif В-третьих: http://v.youku.com/v_show/id_XMjY0NDQ4OTg0.html
aaarrr
Цитата(Secter @ Jan 18 2012, 20:06) *
В-третьих

Выглядит забавно, но что-то не пойму, какое отношение к теме имеет трухольный мотопаяльник?
Secter
Цитата(aaarrr @ Jan 18 2012, 20:34) *
Выглядит забавно, но что-то не пойму, какое отношение к теме имеет трухольный мотопаяльник?

laughing.gif ...всё просто. Главное - лудить!!! ...а компланарностью элементов пущай трудники маются...)))
jeka
По софту. Из готового есть библиотеки работы с ЧПУ и опенсосные OCR в ассортименте. Некоторые умеют также распознавать контуры. Например:
http://claraocr.org/
http://jocr.sourceforge.net/
http://lem.eui.upm.es/ocre.html
http://live.gnome.org/OCRFeeder

delta robot всем хорош, но сложнее и дороже в изготовлении.

Софт я планирую делать под *nix, т.к. там больше свободы возможностей для программиста. В последствии можно портировать и под win.
Конструктора - меньшая из проблем. Один человек уже занимается проектированием механики. Если надо будет (хотя не уверен) - подключу второго, он много лет занимался промышленным станкостроением.


Разгребание и тестирование кучи компонентов - для того, чтоб можно было выбрать из всей кучи конденсаторы нужного номинала, т.к. цель - поиск и расстановка компонентов на плату.
Резисторы и более крупные деталии определяются по названию на корпусе. А с конденсаторами такая фишка не проходит.
Огурцов
Хотите или нет, софт нужно писать под МК. Под PC только парсеры и загрузчики. С механикой проблемм никаких, а вот с головкой и нанесением пасты будут. Разгребание из кучи резисторов/конденсаторов - это супер, конечно при условии, что оно получится. В чем я лично сомневаюсь (с)


ZZmey
jeka а как Вы считаете, почему производители установщиков не реализовали эту идею? Не имею в виду чипшутеры, у них задача другая, а например установщики начального уровня, коих на рынке довольно много представлено.
ukpyr
непонятно зачем на ровном месте усложнять задачу - рассыпать изначально собранные в ленты компоненты, и снова сортировать ?
aaarrr
Цитата(ukpyr @ Jan 18 2012, 22:58) *
непонятно зачем на ровном месте усложнять задачу - рассыпать изначально собранные в ленты компоненты, и снова сортировать ?

На фидерах сэкономить, например.
jeka
Огурцов, нанесение пасты пока не планирую, т.к. ее несложно нанести руками через трафарет.
С головкой также принципиальных проблем не вижу. На днях порисуем в solidworks 3d-модельку, чтоб было понятно что и как.

Еще один подобный проект опенсорсной p&p: http://code.google.com/p/openpnp/
Огурцов
Попробовал поднимать резисторы - отлично. Может и получиться.

Цитата(Secter @ Jan 18 2012, 16:06) *

Что это у него во второй клешне, не разберу, флюс ?



Попробовал зарядить пасту в шприц - нефига не вышло, паста сквозь иголку не проходит, иголка 0.8.
follow_me
Цитата(aaarrr @ Jan 18 2012, 21:05) *
На фидерах сэкономить, например.


Экономия на просом устройстве, тем более стандартизированном под много компонентов, которая в итоге значительно усложняет конструкцию в целом

как считаете, что проще сделать - фидер, который будет брать из ленты компоненты - или манипулятор, с достаточными степенями свободы, чтоб выбрать из кучи нужный компонент , протестировать его , перевернуть сколько нужно раз ?
ukpyr
Цитата
или манипулятор, с достаточными степенями свободы, чтоб выбрать из кучи нужный компонент
интересно как можно достоверно распознать номинал и надежно захватить/установить 0402 или 0603 ? задача на порядок сложнее устройства подачи с ленты
aaarrr
Цитата(follow_me @ Jan 19 2012, 15:23) *
как считаете, что проще сделать - фидер, который будет брать из ленты компоненты - или манипулятор, с достаточными степенями свободы, чтоб выбрать из кучи нужный компонент , протестировать его , перевернуть сколько нужно раз ?

Тут дело в конечном назначении устройства. Фидеры нужны для скоростной подачи при промышленной сборке. Данная машина же, как я понимаю, предназначена для медленной сборки прототипов. Возня с заправкой фидеров в этом случае сведет все потенциальные выгоды на нет.
_Pasha
Цитата(ukpyr @ Jan 19 2012, 15:34) *
интересно как можно достоверно распознать номинал и надежно захватить/установить 0402 или 0603 ? задача на порядок сложнее устройства подачи с ленты

Распознать шрифт(стандартный), даже векторный. ??
Захватить/установить сложнее на порядок. Интересно, в общем.
blackfin
Цитата(_Pasha @ Jan 19 2012, 15:51) *
Распознать шрифт(стандартный), даже векторный. ??

На компонентах 0402 никаких надписей нет вообще.
Огурцов
Поднимал 0603, 0402 поднимет еще лучше. Высыпать все резисторы с конденсаторами в одну коробку и забыть раз и навсегда - очень даже удобно, пусть искать будет дольше и пусть сначала будет даже сортировать. За что респект ТС. Сопротивление резистора определяется проще, чем емкость конденсатора и без ОЦР. Распознавание нужно для захвата и выравнивания.
SM
Цитата(Огурцов @ Jan 19 2012, 17:34) *
Сопротивление резистора определяется проще, чем емкость конденсатора и без ОЦР.


только их еще придется отличать от индуктивностей, которые в 0402 и мельче с виду от резисторов не отличимы, не говоря уже об отличиях между разными типами при одной индуктивности, например RF катушка и дроссель для постоянки - часто они не маркированы и в 0805, и в 1206, и толще. Так что не очень это хорошая идея, все в кучу ссыпать. Лучше сделайте поддон с ячейками небольшого размера, все проблемы выяснения типа и номинала на раз как рукой снимет.
Огурцов
Сколько дросселей в ваших схемах ? Не вижу никакого смысла сыпать их в кучу. Маленькие кучки для резисторов/конденсаторов - тоже вариант, просто измерение номинала элемента на фоне доставания элемента из кучи практически ничто. А вот номиналы множества ячеек в этом случае придется программировать, что тот еще головняк.
SM
Цитата(Огурцов @ Jan 19 2012, 19:00) *
Сколько дросселей в ваших схемах ?


Ну скажем так... Вот одно из изделий - всего 90 компонентов в 0402 (резисторы + катушки, кондеры исключил, они явно отличимы), из них резисторов меньше либо равно 10 ом (включая 0 ом перемычки) 8 штук, а катушек 13 штук, из них три по 12 наногенри, при том одна из них подороже высокодобротная, две подешевле низкодобротных, одна 4.7 наногенри, остальные чип-бусины серии BK1005 двух разных номиналов по импедансу (BK1005LM182 и BK1005HM471). Получается в итоге резисторов разных 14 номиналов, индуктивных элементов - 5 номиналов. Вот и поди измерением все это различи, кучки-ячейки надежнее.

программировать ячейки не особо и головняк, всегда стараешься при разработке задействовать по максимуму комплектации из уже идущего в серийном пр-ве, так что каждый раз докладывать и допрограммировать не так и по многу придется (главное чтобы оно хорошо и надежно закрывалось между сеансами расстановки), зато гораздо проще программа и особенно железо расстановщика - не требуется встраивать прецизионный измерительнеый прибор.
Secter
Цитата(Огурцов @ Jan 18 2012, 22:50) *
С механикой проблем никаких, а вот с головкой и нанесением пасты будут.

)))) ... да, да,канешно... biggrin.gif ... вот с нанесением пасты проблем точно нет!!! http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1001438
Огурцов
Цитата(SM @ Jan 19 2012, 17:07) *
резисторов разных 14 номиналов, индуктивных элементов - 5 номиналов

Получается стандартно 19 питателей, а из кучи - 5. Разница в четыре раза - можно и побороться. Даже за два раза. По-любому, резисторов с конденсаторами будет больше всего остального.


Цитата(Secter @ Jan 19 2012, 17:22) *
да, да,канешно

Ну давайте тогда, я вам через пару недель механику, а вы мне через месяц софт.

Цитата(Secter @ Jan 19 2012, 17:22) *
вот с нанесением пасты проблем точно нет

Паста мне не понравилась. Может пасту другую заказать ?
Secter
Цитата(Огурцов @ Jan 19 2012, 22:16) *
Ну давайте тогда, я вам через пару недель механику, а вы мне через месяц софт.

sm.gif ...я Вам удивляюсь...))) В проэктах без ком.составляющей я не участвую... laughing.gif ...НИ-КОГ-ДА!!! biggrin.gif ...жизнь ограничена временным интервалом : 30 лет (становление-учёба-проба пера) и 45 лет (ранний моразм -леность - старческий аутизм) ...к чему бессмысленные соревнования в коих вы все одно проиграете?!....в плане : механика за 14 кал.дней....))))
Огурцов
Цитата(Secter @ Jan 19 2012, 18:24) *
без ком.составляющей я не участвую...

Тем лучше.

Цитата(Secter @ Jan 19 2012, 18:24) *
...жизнь ограничена временным интервалом : 30 лет (становление-учёба-проба пера)

У программистов десятью - в 25 пришел из армии, в 35 на работу уже не берут

Цитата(Secter @ Jan 19 2012, 18:24) *
и 45 лет (ранний моразм -леность - старческий аутизм)

Потому, что маразм у программистов наступает уже в 35

Цитата(Secter @ Jan 19 2012, 18:24) *
...к чему бессмысленные соревнования в коих вы все одно проиграете?

Вот у железячников маразм наступает в 55, так что я по-любому в выигрыше.

Цитата(Secter @ Jan 19 2012, 18:24) *
!....в плане : механика за 14 кал.дней....))))

Таки быть, давайте добавим вам - месяц и два.
Secter
Цитата(Огурцов @ Jan 19 2012, 22:39) *
У программистов десятью - в 25 пришел из армии...

1111493779.gif ...программер апосля армии потерян для бизнесу...((( ....ПРАВИЛЬНЫЙ программер имеет ряд физ.недостаткофф для осв. от воинской повинности... laughing.gif ...токма таких ботанофф нада брать в штат(ы)!!! lol.gif ...могём опрос устроить : служил в СА - личные достижения... beer.gif
Iptash
Ну я понимаю если бы чипы в рассыпную изготавливались, но они же все в рулонах, навесил какие рулоны нужны забил в программе откуда брать и все, вот отбраковку по
номиналу можно внедрить. А так вы сможите 100% гарантировать, что ваше устройство правильно номиналы поставил и запаял? а если не правильно то брак, это время и нервы.
И все равно после пайки нужно 100% проверка.
SM
Цитата(Iptash @ Jan 20 2012, 16:41) *
навесил какие рулоны нужны забил в программе откуда брать и все

Так это механика отнюдь не бюджетная и не народная - из рулона еще добыть компонент нужно.
Demeny
Цитата(SM @ Jan 20 2012, 16:32) *
Так это механика отнюдь не бюджетная и не народная - из рулона еще добыть компонент нужно.

Во всяком случае, оторвать и заправить прозрачную ленту несложно. К тому же в рулоне компонент чётко спозиционирован, в том числе и по оси Z, координаты для его захвата присоской известны.
Распознать номинал компонента, лежащего в кучке других компонентов с помощью оптики - это ещё полдела. А вот как вычислить его координаты для подвода присоски ? Для правильной установки той же микросхемы её нужно ухватить точно за центр (относительно которого и рассчитываются координаты на плате в файле Pick-and-Place), с точностью 0,05-0,1 мм.
Особенно проблемно по оси Z - представьте, что два резистора лежат друг на друге "стопочкой". Для видеокамеры сверху видно, что резистор один. Станок подводит присоску, "думая", что резистор один - и дробит верхний резистор в крошку.
Огурцов
Z - не проблема, решается стереокамерой или скорее двумя разнесенными подсветками.
Проблема в том, что чипы не будут параллельны столу, а значит для захвата станку потребуется не три оси, а пять.
Iptash
Дело в том, что в любом деле должна быть база, т.е. откуда начинать плясать, допустим в мех. обработке сначало задается база, и от нее начинаются все сверления фрезерования и т.п.,
в установках в набивании чипов на плату идет лента с орентированными, четко по шагам элементы, здесь система знает откуда и как брать. Но из кучи хоотично расположенных
элементов что бы правильно взять и взять то что нужно, необходим уже не железный а др. интелектуал.
jeka
Iptash, база формируется в процессе сканирования поверхности. Если я правильно понял, что означает "база".
Также, инструмент головки будет снабжен датчиками усилия, как у инструмента захвата, так и по спуску, т.е. оси z. Я планирую опробовать простейший вариант электропинцета - два модельных сервопривода, пружина, магнит и датчик холла для определения усилия. Поэтому будет дополнительный канал обратной связи. Без него одной камерой сложновато будет.

Хотелось бы найти подшипники линейных перемещений на ось диаметром 3 мм, но пока не нашел. Экзотика, но вдруг если кто видел такие - намекните wink.gif
Iptash
Есть шариковые подшипники для линейных перемещений, на какие диаметры есть не знаю, но точно не экзотика. К сожалению ссылок не знаю, давно как то находил(или каталог приносили? не помню).
Не спорю, возможно и можно это все сделать, но как бы потом не приходилось каждое изделие проверять в ручную в плане правильности.
andrey_s
Цитата(jeka @ Jan 20 2012, 21:42) *
Хотелось бы найти подшипники линейных перемещений на ось диаметром 3 мм, но пока не нашел. Экзотика, но вдруг если кто видел такие - намекните wink.gif

Если скольжения пойдут, то в CD-, DVD- и прочих приводах на головках ось именно 3мм.
jeka
Вряд-ли подойдут скольжения. Нужно добиться минимального гистерезиса усилия для перемещения и одновременно с этим отсутствие люфта. Иначе точность измерения силы прижатия будет плохой.
SM
а может быть пневматику применить по этой координате? Там проблем с ограничением и измерением силы прижатия не будет изначально.
dpss
Цитата(SM @ Jan 21 2012, 14:50) *
а может быть пневматику применить по этой координате? Там проблем с ограничением и измерением силы прижатия не будет изначально.

По оси Z присоску с компонентом желательно перемещать с управляемой скоростью и ускорением , так же как и по другим координатам (трапеция или S образное). Зная высоту сменной насадки, высоту устанавливаемого элемента, высоту платы в месте установки (а плата может быть и выгнутая, и закрученная "пропеллером") можно плавно опустить компонент без удара. Усилие прижатия можно вычислить по ошибке положения и току, как в любом следящем приводе. Пневмопривод, за счет сжимаемости воздуха, будет стучать компонентом по плате. Иногда такие удары отрывают от пасты и смещают ранее установленные детали.
Мне кажется, прежде чем обсуждать детали будущего станка , хорошо было бы уточнить его основные технические характеристики: производительность, максимальные габариты платы, минимальный размер корпуса и шага выводов, максимальный размер корпуса компонента, какие и сколько питателей, будет ли возможноть работы в ручном и полуавтоматическом режиме сборки, какую хотим получить точность в "сигма".
Огурцов
производительность - 1 плата в час или 1 компонент в минуту минимум
максимальные габариты платы - 100x100мм
минимальный размер корпуса и шага выводов - 0603, 0.5
максимальный размер корпуса компонента - LQFP100
какие и сколько питателей - давайте таки из кучи, с ленты опционально ибо крупные можно и легко руками поставить
будет ли возможноть работы в ручном - не важно, вначале нет
и полуавтоматическом режиме сборки - не важно, вначале нет
какую хотим получить точность - хотя бы 0.1 мм
SM
в том и дело, что зная все - это одно дело. А не зная высоту кучи элементов, желательно все же иметь какой-то демпфер, или возможность почти мгновенной остановки по увеличению усилия, если демпфера нету. Ну либо измерять высоту кучи элементов, прежде чем опускать туда захват (присоску), что IMHO и сложнее, и дороже.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.