एक मूल पीसीबी पिक और जगह के लिए यह डिज़ाइन कैसा है?


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मेरे पास किसी भी गंभीर यांत्रिक डिजाइन के साथ शून्य अनुभव है, लेकिन आवश्यकता और जिज्ञासा से बाहर, मैं एक पिक एंड प्लेस मशीन (अपने शौक परियोजनाओं के साथ-साथ कम-मात्रा पीसीबी उत्पादन के लिए) बनाने का प्रयास कर रहा हूं - लेकिन इसका एक बहुत ही मूल संस्करण यह, मेरे अपने विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित।

चश्मा: मैं इस प्रणाली को बनाने की कोशिश कर रहा हूं:

  • लागत <US $ 100 (वैक्यूम पिकअप, माइक्रोस्कोप आदि को छोड़कर)
  • बोर्ड / पैनल क्षेत्र: लगभग। एक वर्ग फुट (महत्वपूर्ण नहीं)
  • लगभग 1 भाग की गति को 5 सेकंड के भीतर उठाया और रखा गया (महत्वपूर्ण नहीं)।
  • "जांच" (नीचे आंकड़ा देखें) एक वैक्यूम पिकअप (साथ ही एक लघु USB डिजिटल माइक्रोस्कोप संलग्न) होने का इरादा है
  • रिज़ॉल्यूशन / स्टेप-साइज़ 0.3 मिमी या उससे कम (मेरे सबसे छोटे भाग के पैरों के निशान 1206 प्रतिरोधक और 3 मिमी QFN हैं)।
  • सटीकता और पुनरावृत्ति बहुत महत्वपूर्ण नहीं है क्योंकि मेरे पास USB माइक्रोस्कोप के माध्यम से प्रक्रिया का दृश्य / आवर्धित पर्यवेक्षण है।

एक बहुत ही नंगे ढांचे की मेरी पहली ड्राफ्ट , अब तक 3 स्टेपर, 3 रॉड्स थ्रेडेड, एक यूएसबी माइक्रोस्कोप, और एक वैक्यूम वैक्यूम:

ऑपरेशन:

  • मेरे पीसी पर, रखे जाने वाले प्रत्येक भाग के लिए, मैं अपने संबंधित टेप रील के साथ-साथ पीसीबी पर लक्ष्य स्थिति के लिए निर्देशांक स्टोर करता हूं।
  • Y- अक्ष मोटर / रॉड / पिकअप रील को टेप करता है और ऊपर उठाता है, फिर पीसीबी पर स्थिति के Y- समन्वय को लक्षित करने के लिए Y- अक्ष के साथ चलता है।
  • एक्स-अक्ष मोटर / रॉड / पीसीबी एक्स-अक्ष के साथ-साथ चलता है ताकि एक्स-समन्वय संरेखण को भी अनुमति दे सके।
  • Z- अक्ष मोटर / रॉड / भाग भाग को लगाने के लिए PCB पर उतरता है, फिर उगता है।
  • पूरा होने तक दोहराएं।
  • मैं अपने पीसी मॉनीटर पर देखे गए डिजिटल माइक्रोस्कोप के माध्यम से किसी भी गलत संरेखण या भाग मिस आदि का पर्यवेक्षण करता हूं।
  • यदि इस दौरान किसी भी समायोजन की आवश्यकता है, तो मैं कंप्यूटर का उपयोग करके स्थिति / कार्रवाई को मैन्युअल रूप से रोक और समायोजित कर सकता हूं।

यहाँ मेरे सवाल हैं :

  1. क्या यांत्रिक सेटअप आंदोलन को पूरा करने के लिए बहुत सरल है? कुछ साहित्य के मेरे पढ़ने और पिक और स्थानों के कुछ वीडियो देखने के आधार पर, सिस्टम बिल्ड रूप में अधिक जटिल लगते हैं, और केवल पीसीबी या वैक्यूम पिकअप दोनों ही नहीं चलते हैं - जबकि मेरा नहीं है, मेरे पास एक है X- अक्ष के साथ और Y- अक्ष के साथ दूसरे (ताकि चरण / निर्माण को सरल बनाने के लिए)।

  2. कुछ प्रमुख निर्धारक जो आप सोच सकते हैं, वे 0.25 मिमी या बेहतर के संकल्प को संभव बनाएंगे? मैं स्टेपर / मोटर (जैसे, चरण / क्रांति) का एक अच्छा विकल्प मानता हूं।

  3. मैं देखता हूं कि एक हंसमुख बड़ी खामी है: तीन में से किसी भी छड़ के घूमने से क्रमशः पीसीबी या वैक्यूम पिकअप, या पिक-अप वाले हिस्से को रॉड के साथ घुमाया जाएगा! इसे हल करने के लिए कोई सरल संशोधन?


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USB डिजिटल सूक्ष्मदर्शी में लगता है कि लंबे समय तक विलंबता है। यदि आप इसे ठीक कर सकते हैं, या एक ऐसी योजना पर काम कर सकते हैं जहाँ आप एक तस्वीर लेते हैं और एक ही बार में सभी सुधार करते हैं, तो आपको कुछ मिल सकता है, लेकिन यह अभी भी काफी धीमा होगा। साथ ही, आपका बजट 4-अक्ष गति प्रणाली के लिए अवास्तविक लगता है - आपको भागों को घुमाने के लिए "कलाई" संयुक्त की भी आवश्यकता होती है। और आपको लीडस्क्रू में बैकलैश के मुद्दे के बारे में जानने की आवश्यकता होगी।
क्रिस स्ट्रैटन

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क्षमा करें, लेकिन मैं वास्तव में बोर्ड को स्थानांतरित करना पसंद नहीं करता। यह या तो बोर्ड पर बलों को डाल देगा जो भागों को स्लाइड करने का कारण बन सकता है, या काफी धीमा होगा। मुझे लगता है कि तंत्र को स्थानांतरित करना और बोर्ड को ठीक रखना बेहतर है। यह वही है जो सभी मशीनों और जगह को देखता है जिन्हें मैंने देखा है।
ओलिन लेथ्रोप

ऐसा करने का एक बहुत बड़ा DIY समुदाय प्रयास होगा। कुछ न्यूनतम लागत दृष्टिकोण होंगे। दूसरों ने जो किया है उससे शुरू करके आपको कुछ वर्षों के शुरुआती प्रारंभिक प्रयोग करने से बचाएंगे। वहां से जाओ।
रसेल मैकमोहन

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@OlinLathrop - इस वीडियो को देखें । एक उच्च गति वाणिज्यिक PnP मशीन जो पीसीबी को स्थानांतरित करती है।
रॉकेटमैग्नेट

जवाबों:


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कई घर में बनाए गए पिक और प्लेस मशीनें सीएनसी मिलिंग मशीनों के समान हैं, और यही वह जगह है जहां से आपको अपनी प्रेरणा लेनी चाहिए।

घर का बना सीएनसी मशीन

मशीन में तीन रैखिक अक्ष होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में निम्न शामिल हैं:

  • अक्ष को स्वतंत्र रूप से स्लाइड करने की अनुमति देने के लिए कुछ प्रकार के रैखिक असर या रेल।
  • आंदोलन को गति देने के लिए किसी प्रकार की मोटर।

ये दो भाग संभवत: आपकी मशीन की लागत का बड़ा हिस्सा बनाएंगे। आपका बजट बेहद तंग है; आप प्रति अक्ष $ 20 से कम देख रहे हैं! मुझे यह कहने के लिए लुभाया जाता है कि यह असंभव है, लेकिन मैं naysayers से नफरत करता हूं, और मुझे एक चुनौती पसंद है।

जैसा कि आपने पहले ही बताया है, आपका डिज़ाइन त्रुटिपूर्ण है क्योंकि थ्रेडेड रॉड पर भागों के रोटेशन को रोकने के लिए वास्तव में कुछ भी नहीं है। यह महत्वपूर्ण रोटरी अक्ष को भी याद कर रहा है जिसे प्लेसमेंट से पहले सही अभिविन्यास के लिए भागों को घुमाने की आवश्यकता है। कुछ डिज़ाइन कुछ हिस्सों को रखकर इसके चारों ओर हो जाते हैं, फिर ऑपरेटर से पीसीबी 90 then को घुमाने के लिए कहते हैं, फिर अधिक भागों को रखकर, आदि। आप इस विकल्प को लेना चाहते हैं।

आपकी वास्तविक समस्या बजट है, और आप बहुत से हिस्सों को या तो स्वयं बनाने के लिए बहुत मेहनत करने जा रहे हैं (जिन्हें आप बना सकते हैं) या उन हिस्सों को सस्ते में किसी भी तरह पा सकते हैं (शायद टूटी हुई मशीनों से)। आपके द्वारा देखा गया एक स्थान पुराने प्रिंटर में है। इनमें काफी अच्छी रैखिक रेलें होती हैं जिन्हें आप तेज़ मोटर और एनकोडर स्ट्रिप सहित निस्तारण कर सकते हैं।

मोटर्स: दो प्रकार की मोटर हैं जिन्हें आप चुन सकते हैं:

  • सर्वो मोटर्स। आप मूल रूप से इन्हें स्वयं बना लेंगे। इनमें एक डीसी मोटर, मोटर को चलाने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स, मोटर की स्थिति को मापने के लिए एक सेंसर, और एक नियंत्रक होता है जो गणना करता है कि मोटर को जल्दी और सही तरीके से सही स्थिति में लाने के लिए कितनी शक्ति लागू होती है।
  • स्टेपर मोटर्स। इस प्रकार की मोटर स्वतंत्र रूप से घूमती नहीं है, बल्कि इसे एक बार में एक कदम आगे बढ़ाने की आज्ञा दी जा सकती है। आपको एक स्थिति सेंसर की आवश्यकता नहीं है, लेकिन आपको यह जानने की आवश्यकता है कि आपने प्रत्येक दिशा में कितने कदम उठाए हैं, यह जानने के लिए कि आप कहाँ हैं, और आपको अपनी अगली स्थिति में जाने के लिए कितनी दूर जाने की आवश्यकता है।

मैं स्टेपर मोटर दृष्टिकोण की सिफारिश करूंगा। अधिकांश छोटी सीएनसी मशीनें इनका उपयोग करती हैं। आपको एक ड्राइवर खोजने की कोशिश करनी चाहिए जो कुछ माइक्रोस्टेपिंग का समर्थन करता है। यह न केवल आपके संकल्प को बढ़ाता है, बल्कि कुछ निश्चित गति से प्रतिध्वनि को दूर करने में भी मदद करता है। यदि आप तेज गति चाहते हैं, तो आपको त्वरण की आवश्यकता होगी। यदि आप तेजी ला रहे हैं, तो आप संभवतः मोटर की गुंजायमान गति और मिस स्टेप्स को मारेंगे।

संकल्प: उच्च संकल्प प्राप्त करना इतना कठिन नहीं है। उदाहरण के लिए, यदि आप 200 कदम प्रति क्रांति के साथ एक स्टेपर मोटर का उपयोग कर रहे हैं, तो M8 थ्रेडेड रॉड (जिसमें 1.25 मिमी पिच) है, तो आप प्रत्येक चरण से 1.25 मिमी / 200 = 0.00625 मिमी आंदोलन की उम्मीद कर सकते हैं। हालाँकि, इसका मतलब यह नहीं है कि आपकी मशीन 0.00625 मिमी तक सटीक है। थ्रेड नॉन-लीनियरिटी, बैकलैश, स्टेप ड्रिफ्ट और अन्य कारक आपकी त्रुटि को बढ़ाने के लिए निर्भर करेंगे।

सॉफ्टवेयर : इस तरह की मशीन के लिए सॉफ्टवेयर लिखना उतना मुश्किल नहीं है, लेकिन इसमें समय लगता है। ओपन पीएनपी प्रोजेक्ट क्यों नहीं देखें । उनका सॉफ्टवेयर पहले से ही सुविधाओं से भरा है।

OpenPNP स्क्रीनशॉट

जटिलता:दुर्भाग्य से, सभी रोबोटिक्स परियोजनाओं के साथ, आप सादगी के भव्य लक्ष्यों के साथ शुरू करते हैं। आप अक्सर साधारण चीजें जल्दी से काम कर सकते हैं, लेकिन आपको अंततः पता चलता है कि चीजों को अच्छी तरह से, मज़बूती से और लंबे समय तक काम करने के लिए आपको बहुत अधिक जटिलता की आवश्यकता है। पीसीबी को एक अक्ष पर ले जाने में कोई विशेष समस्या नहीं है, और सिर दूसरे अक्ष पर चलता है। कोई सोच सकता है कि चलती पीसीबी घटकों को हिला देगा, लेकिन यह एक समस्या होने की संभावना नहीं है। घटक आमतौर पर बहुत हल्के होते हैं (जब तक कि आप बड़े कनेक्टर या बहुत बड़े आईसी नहीं रख रहे हों) और वे सोल्डर पेस्ट के एक बूँद में फंस गए हैं। मैं अक्सर रिफ्लेक्स ओवन में पीसीबी द्वारा अनाड़ी रूप से हाथापाई करता हूं, और मैंने कभी भी एक जगह से बाहर स्लाइड नहीं देखी है। हालांकि, अगर आपके पास जगह करने के लिए बहुत सारे हिस्से हैं, तो आप काफी बड़ी मेज के चारों ओर घूम रहे हैं, और आप '

पिक अप: यह एक और महंगा हिस्सा होने जा रहा है, जब तक आप प्रत्येक भाग को लेने के लिए एक ट्यूब पर चूसना नहीं चाहते। वैक्यूम पंप आश्चर्यजनक रूप से महंगे हो सकते हैं (यदि आपका बजट केवल $ 100 है) और आपको वाल्व की भी आवश्यकता होगी। आपको हटाने योग्य पिक सिर बनाने की भी आवश्यकता हो सकती है ताकि आप विभिन्न आकारों के हिस्सों को चुन सकें। छोटे भागों को एक छोटी ट्यूब (स्पष्ट रूप से) की आवश्यकता होती है, लेकिन बड़े हिस्सों को एक बड़ी ट्यूब की आवश्यकता होती है क्योंकि वे भारी होती हैं, और वैक्यूम को खत्म करने के लिए अधिक सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है।


बहुत विस्तृत है, और मुझे कुछ उम्मीद है - मैं शायद यांत्रिक भागों के लिए बजट को $ 200 तक बढ़ा सकता हूं, और मैं निश्चित रूप से कुछ चीजों को मैन्युअल रूप से करने के लिए खुला हूं (जैसे, पीसीबी को 90 डिग्री से घुमाकर)। मैं आपके द्वारा बताए गए प्रत्येक भाग / पहलुओं पर शोध कर रहा हूं, और जल्द ही अपने अपडेट किए गए प्लान को अपने प्रश्न के अनुसार जोड़ूंगा।
थॉमस ई

वैसे, पुराने-प्रिंटर विचार के साथ (यह अब ईई के लिए थोड़ा बंद हो रहा है), अगर मैं उनमें से एक जोड़े का उपयोग करता हूं, तो मुझे पूरे निर्माण के लिए पर्याप्त भाग मिल सकता है, क्या मैं नहीं कर सकता? क्योंकि प्रत्येक प्रिंटर में एक अक्ष के लिए प्रयोग करने योग्य रैखिक रेल और संभावित सभ्य स्टेपर मोटर्स भी होंगे (यह देखते हुए कि प्रिंटर स्पष्ट रूप से बहुत अच्छा कदम-संकल्प प्राप्त करने में सक्षम हैं)।
थॉमस ई

वास्तव में उद्देश्य से निर्मित पिक और प्लेस मशीनें सीएनसी मिलों के लिए बहुत समानता रखती हैं, क्योंकि वे कटिंग बलों को संभालने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं।
क्रिस स्ट्रैटन

@ChrisStratton - आप सही हैं। क्षमा करें, मुझे यह निर्दिष्ट करना चाहिए कि मैं घर की बनी मशीनों की बात कर रहा हूँ। कई वाणिज्यिक पीएनपी मशीनें वास्तव में मिलों की तरह कुछ भी नहीं दिखती हैं।
रॉकेटमैग्नेट

@Rocketmagnet: कुछ और टिप्पणियों में जोड़ने के लिए धन्यवाद। मेरे पास एक प्रश्न है: सीएनसी मिलिंग मशीन के आपके योजनाबद्ध में, बेस स्तर पर गैन्ट्री संरचना दो रेलों पर स्लाइड करती है। जबकि ऊपर की मेरी तस्वीर में, मैंने प्रस्तावित किया था कि पीसीबी (1 वर्ग फुट आकार) को केवल एक " रैखिक एक्ट्यूएटर " संरचना पर (या किसी तरह अंत तक जुड़ा हुआ) पर आराम दिया जाना चाहिए । क्या मेरे दृष्टिकोण से आपको कोई असुविधा है?
थॉमस ई

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पहली चीज जो मेरे बारे में बताती है वह है आपका कथन कि आपके पास अनिवार्य रूप से कोई यांत्रिक डिजाइन अनुभव नहीं है। कुछ चीजें जो आप वास्तव में केवल करके सीख सकते हैं। कुछ बनाएँ!

YOur डिजाइन मूल रूप से काम करेगा, लेकिन मुझे यकीन है कि एक छोटे से अनुभव के साथ आप सुधार के बारे में सोचेंगे। तो कुछ सस्ते लीड क्रू और नट्स, कप्लर्स या टाइमिंग बेल्ट प्राप्त करें और एक एकल चरण का निर्माण करें जो बस आपको आवश्यक सटीकता के साथ आगे और पीछे अनुवाद करता है। यदि आप हमेशा बैकलैश को बाहर धकेलते हैं तो शायद हार्डवेयर स्टोर थ्रेडेड रॉड और नट्स का भी उपयोग कर सकते हैं। वास्तव में, एक शब्द है जिसे आपको निश्चित रूप से निपटने की आवश्यकता होगी: बैकलैश।

मैं गंभीर हूं: इससे पहले कि आप इस पर गहराई से विचार करें, दराज की स्लाइड और थ्रेडेड रॉड और एक स्टेपर मोटर के साथ कुछ सरल बनाएं। लागत $ 20 से कम होगी और आप टन सीखेंगे।

मैं सटीक मशीनरी को स्थानांतरित करने के लिए कोड के साथ सौदा करता हूं और यह आश्चर्यजनक है कि चीजों को गलत करने के लिए कितने अवसर हैं।


बहुत अच्छी सलाह है।
रॉकेटमैग्नेट

@ एलियन: मैं निश्चित रूप से सरल शुरू करूंगा। (मैं पहले समग्र चित्र का पता लगाना चाहता था।) क्या कोई पुस्तक है, या तो परियोजना-आधारित या सिद्धांत-आधारित, जो इन विषयों को एक साथ कवर करती है? इलेक्ट्रॉनिक्स की तरह कला, लेकिन चल प्रणालियों के लिए!
थॉमस ई

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मेकोट्रॉनिक्स पाठ्यपुस्तकों की एक संख्या है जो एक सैद्धांतिक दृष्टिकोण से मशीन डिजाइन का उपयोग करती है (क्षमा करें, अनुशंसा नहीं है), लेकिन मुझे एओई दृष्टिकोण के बारे में कुछ भी नहीं पता है, जो एक दया है। लगभग भूल गए, MIT में स्लोकम में FUNdaMentals of Design नामक व्याख्यान की एक बड़ी श्रृंखला है। मैंने इससे बहुत कुछ सीखा। मुझे नहीं पता कि यह web.mit.edu/2.75/resources/FUNdaMENTALS.html सही लिंक है, लेकिन वहाँ चारों ओर देखें और आपको अंततः डाउनलोड के लिए
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