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Projet de machine de pick and place

Discussion dans 'Machines CNC d'autoconstructeurs type portique lég' créé par Otatiaro, 12 Avril 2012.

  1. Otatiaro

    Otatiaro Ouvrier

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    Projet de machine de pick and place
    Hello,

    Pour ceux qui ne me connaissent pas, j'ai revendu ma CNC y'a quelques années (3 ans maintenant) à un autre membre du forum.

    Depuis je fais de plus en plus d'electronique, et l'idée d'une machine de pick and place pour faire mes protos ou des petites séries m'occupe l'esprit de plus en plus.

    Une pick and place, c'est quoi, bah c'est ca :

    http://www.youtube.com/watch?v=Z94cO5Q9nh4&feature=fvst

    Bien sur je ne cherche pas un truc énorme pour faire 20 000 composants heure.
    En fait ce que je cherche ressemblerait plus à ca :

    http://www.youtube.com/watch?v=lSC2UD1l4zw

    Comme vous pouvez le constater la partie mécanique est très simple, c'est du profilé d'alu, on a besoin de quasi aucune rigidité, et la machine se recalibre automatiquement à chaque composant (parce qu'ils peuvent bouger un peu au moment de la saisie). La précision attendue est de l'ordre du 10eme et si possible moins, mais encore une fois quasiment sans aucun effort mécanique appliqué.

    C'est une table sur 4 axes, X, Y, Z et rotation du nozzle (pipette de préhension à aspiration).

    Les moteurs sont des pas à pas standards, mais quand même assez costauds pour avoir une vitesse de déplacement suffisante (on parcourt pas mal de chemin), donc typiquement des NEMA34, le guidage linéaire se faire sur des tubes aciers et la transmission par courroie.

    Je m'occuperais de la partie logicielle (interpolation linéaire uniquement, juste prendre en compte l'accélération positive et négative, et ensuite analyse visuelle et gestion du stock, etc).

    L'electronique serait des drivers pas à pas standard et un relay pour controller la pompe à vide (que j'ai déjà), piloté par une carte USB faite sur mesure.

    Une partie qui risque d'etre un peu plus compliquée mécaniquement c'est les feeders (pour faire avancer la bande de composants et enlever le scotch de protection).
    Je vais voir sur quel logiciel je peux commencer la conception, mais il est certain qu'a un moment ou un autre j'aurais besoin de pièces usinées, probablement pas très grosses ni compliquées, en alu.

    Donc je cherche des "partenaires", qui pourraient m'aider dans cette conception et réalisation, sachant qu'on peut très bien envisager de construire plusieurs machines et que chacun ait la sienne à la fin (moi je fais le dev en échange des pièces dont j'ai besoin).

    Thomas.
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  2. Morgan

    Morgan Ouvrier

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    Projet de machine de pick and place
    excellent projet, à suivre :tumbsupe: :tumbsupe: :tumbsupe: :tumbsupe:
    il ne doit pas avoir beaucoup d'informations sur le net????
    il faut aussi installer une petite camera, on voit la restitution sur l’écran a quoi sert elle??? juste pour visionner ce que fait la machine

    Dommage que ma machine ne soit qu'a l’état de conception car cela m'aurait bien intéresser mais je n'ai presque pas de connaissance en électronique :sad:

    ++Morgan
     
  3. Otatiaro

    Otatiaro Ouvrier

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    Projet de machine de pick and place
    Salut,

    Le système optique est très important sur ce genre de système.

    Souvent tu as une caméra qui regarde vers le bas, attaché à la tête de préhension, et une autre qui regarde vers le haut, fixe sur le bati (ou mobile sur la tête, mais c'est plus rare et plus cher).

    Celle qui regarde vers le bas à plusieurs fonctions:
    - d'une part c'est elle qui permet de voir les "fiducials", c'est des repères optiques sur la carte elle même, pour se recaler (souvent y'a 2 ou 3 points, pour que le système puisse comprendre exactement comment est positionné la carte)
    - d'autre part c'est elle qui permet de vérifier que le composant à prendre est bien là ou il doit etre (on prend les composants dans une bande, il faut faire avancer la bande - c'est le role du feeder - et ensuite repérer le composant pour savoir ou le prendre.
    - enfin on peut eventuellement faire une inspection optique une fois que le composant est posé, voir s'il est bien en face.

    Celle qui regarde vers le haut sert à recaler la position de la tête par rapport au composant. En fait quand tu prend le composant, il est rare qu'il soit pris parfaitement au milieu et dans l'orientation parfaite, donc la tête vient se positionner au dessus de cette caméra, dont on connait la position, et l'analyse d'image permet de replacer le composant correctement (en bougeant la tête de préhension).

    Sans système optique, tu peux placer quelques composants pas trop petits, mais tu risques d'avoir beaucoup de déféctueux, le système optique permet de manipuler des composants plus petits, de recadrer en permanence, de voir rapidement s'il y a un problème, etc.

    Pour les infos sur le net, effectivement y'a pas grand chose, mais je fais de l'espionnage indsutriel :wink:
    En fait en attendant faut bien que je fasse faire mes prototypes par quelqu'un, et du coup j'ai accès aux machines et je regarde comment c'est fait :D

    Thomas.
     
  4. jnbatisse

    jnbatisse Apprenti

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    Projet de machine de pick and place
    Ce projet m'interresse pas mal, dans le temps j'avais une machine de pose europlacer pour mes cms, mais maintenant je n'ai plus rien et une petite machine comme celle ci me conviendrai pas mal car je ne fais plus que des petites série.
    je suis pret a t'aider dans la mesure de mes moyens, je dispose d'une petite cnc et bientot d'une TRON+ qui est en cours de montage.
     
  5. Doctor_itchy

    Doctor_itchy Modérateur

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    Projet de machine de pick and place
    hello , tient si tu veut des idée pour une machine rapide ! voila ma graveuse/decoupeuse laser :) , basée sur un chassis d'ancien photocopieur minolta et récup d'une grande partie des piece interne ^^

    P1030809.JPG

    P1030813.JPG
     
  6. moissan

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    Projet de machine de pick and place
    reaction a l'histoire de camera pour ameliorer la precision de positionement des composant

    bien sur que la position n'est pas tres precise dans les bande en carton : solution simple pour ameliorer le centrage sur la pipette : faire descendre la pipette sur une empreinte en pyramide inversé : le CMS se fera mettre a la bonne position : poser couper le vide et reprendre

    il peut y avoir differente empreinte adapté aux different CMS

    autre remarque plus compliqué qui date de l'epoque ou j'etait a telemecanique et que je connaissait les machine de pose cms : les erreur de composant ne sont pas si rare que ca , meme un composant faux dans une bande neuve !

    je me disait a l'epoque qu'il etait domage de ne pas mettre un ohm metre et capacimetre automatique dans une machine pour controler tous les composant : ce mesureur de composant pourait etre dans ces empreinte de centrage

    les erreur sur les semi conducteur sont moins grave car elle font des pannes complete ... les erreur de valeurs de composant sont viscieuse car elle font des defaut pas facile a detecter

    ce pick and place est vraiment une bonne utilité de plus d'une bonne machine CNC : une raison de plus de preferer une table fixe et une tete qui bouge dans tous les sens ... car evidement une fraiseuse avec table mobile est un mauvais depart pour placer des sms ... plutot pour les ejecter

    la machine fuji que j'ai vu , avait un enorme magasin de bobine , et placait les cms dans le bon ordre dans un convoyeur qui alimentait la machine ... en cas de probleme on se retrouvait avec des quantité de cms melangé qui partaient a la poubelle
     
  7. pascalp

    pascalp Compagnon

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  8. Morgan

    Morgan Ouvrier

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    Projet de machine de pick and place
    Merci pour toutes ces précisions je comprend mieux le fonctionnements

    Si tu n’entame pas la construction avant cet été ma machine sera peut être construite et je pourrait te faire des pièces, a toi de voir :wink:

    comme dit moissan, une cn plus un pick and place c'est vraiment bien utile tu grave tes circuits sur la cn et tu fixe las composant avec le pick and place
    ++
     
  9. moissan

    moissan Compagnon

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    Projet de machine de pick and place
    gravure de circuit imprimé a la fraise ? un peu trop grossier pour y mettre des cms

    disont plutot tete d'impression a jet d'encre special resitant au perchlorure ... mais c'est un autre sujet
     
  10. lion10

    lion10 Compagnon

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    Projet de machine de pick and place
    Bonjour

    Chapeau pour la la réalisation de la vidéo.

    Cela marche mais je suis surpris de la méthode pour faire avancer les bandes de cms, c'est la tête de pose qui les fait avancer, j'aurai pensé que c'était plutôt un moteur qui tire sur l'extrémité de cette bande.

    Concernant les erreurs des valeurs des composants en industrie il y a une étape de test avec soit des sondes actives ou passive avec des vecteurs de test pour vérifier la valeur de la résistance ou de la capacité puis en dernier lieu des tests élémentaires en laboratoire des prototypes. Et là je n'ai pas vu à proportion un grand nombre d'erreur sur les quelques cartes prototypes que j'ai du testé :x sans quelles subissent le test de sonde passif pour aller plus vite dans la sortie de la validation d'un premier prototype.
    Je n'ai pas l'info mais cela doit bien être spécifié sur les datasheet ou plus généralement les chapîtres généralistes sur la qualité des composants. Mais dans la réalisation d'une cnc amateur cela reste secondaire à mon avis.

    Maitriser la pose est une chose mais comme le montre la vidéo il y a une phase en amont le dépot de patte à braser avec un masque et une étape finale la refusion.
    Comment ferez vous ou comment faites vous ce dépot , il vous faut des masques percés très finement avec des trous carrés telles que le sont les empreintes des composant cms. Ils sont faits il me semble par un processus de laser en industrie ce ne doit pas être via une cnc pour faire un trou carré voire de l'emboutissage étant donné la taille de ces empreintes.
    Concernant la refusion dans la vidéo je me demande si le process permettrait une double refusion si la carte présente des composants sur la deuxième face, par exemple des passifs. Mais il est vrai qu'en amateur le nombre de couches et donc d'interconnexion et de composants est limité.
    D'ailleurs comment est faite cette refusion il semblerait qu'il chauffe le ci sur une sorte de chauffe plat en prenant soin de mettre un papier d'aluminium, pour mieux diffuser la chaleur ou protéger la face inférieure du circuit imprimé.

    Sinon sur www un exemple de refusion faite maison assez complet http://www.elektormedia.com/FR/blog/?page_id=19


    cdlt lion10
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  11. Otatiaro

    Otatiaro Ouvrier

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    Projet de machine de pick and place
    Salut,

    Effectivement le projet redFrog ressemble pas mal, mais j'aimerais améliorer certaines choses (notamment l'avancement des bandes avec la pipette ..).

    Pour répondre aux questions de lion10, voilà une petite vidéo de ce que je fais actuellement :



    Donc les pochoirs c'est bon, pour la refusion actuellement je passe par un préchauffeur et hot air gun de chez Aoyue, j'ai essayé le chauffe plat, c'est sympa pour des petits circuits grossiers en simple face, mais on gère très très mal la température, et on ne peut pas faire de double face.

    Je pense "investir" dans un petit four à refusion rapidement (on en trouve à 200€ livré sur ebay).

    Pour la gravure des CI, pour moi ca ne serait que d'une très faible utilité, puisque je ne fais que très rarement du double face, en général c'est du 4 couches, et j'ai besoin de vernis épargne et finition "propre" (ENIG en général).

    La conception risque de prendre pas mal de temps, je répertorie les différentes phases, ce dont je vais avoir besoin tant au niveau materiel que logiciel, etc, c'est un projet assez "large".
    J'ai téléchargé un logiciel de conception mécanique que je connais un peu.

    Sinon pour le chassis lui-même, je compte faire un maximum en profilé d'alu, d'autant que je dois récupérer dans quelques jours une scie circulaire sur banc de bonne qualité, qui me permettra de couper les profilés proprement.

    Une marque ou un fournisseur à me recommander, qui ne soit pas trop cher, propre une gamme de profilés et d'accessoires assez large, et assez rigide ?
    Si je peux me le permettre niveau place, je compte faire un bati en profilé aussi, pour déplacer la machine facilement.

    Thomas.
     
    Dernière édition par un modérateur: 4 Mai 2015
  12. moissan

    moissan Compagnon

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    Projet de machine de pick and place
    deposer la pate a braser par serigraphie c'est bon pour la grande industrie ... pour une petite machine il faut que la tete qui fait le placement puisse aussi deposer les goute de patte a braser ... et peut etre aussi des goute de colle pour les gros composant que la viscosité de la patte a braser ne suffit pas a maintenir

    tirer les bande de composant avec le mouvement de la tete , c'est tres futé : car il faut souvent un grand nombre de bobine et ca serait ruineux de mettre un moteur par bobine

    on posait aussi des cms sur des carte soudé a la vague : la machine mettait uniquement de la colle

    avec a la fois colle et pate a braser c'est une solution pour la face de dessous a la refusion
     
  13. Otatiaro

    Otatiaro Ouvrier

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    Projet de machine de pick and place
    Salut,

    Pour les composants sur les deux côté, après divers tests, je peux affirmer qu'il faut vraiment un composant lourd genre connecteur pour qu'il "tombe" lors de la deuxieme refusion.
    Le tension de surface fait tenir la grande majorité des composants tête en bas même quand la soudure est liquide.

    Pour le dépot de pate à braser, c'est malheureusement la seule option viable. Une tête de dépose de pate capable de faire des QFP avec un pas de 0.5mm ca coute une fortune.
    En plus les pochoirs, soit je les achète pas trop cher (Eurocuircuits, SMTStencils.co.uk) soit je ne les paye carrément pas en échange d'un peu de pub :wink:
    Mais rajouter une tête de dépose apr la suite est tout à fait envisageable.

    Pour le fait de tirer la bande, je n'aime pas le fait de le faire avec la pipette de préhension qui peut etre fragile et n'est pas concue pour les efforts latéraux.
    Il y a d'autres techniques, comme sur la machine de Madelltech, ou la tête vient appuyer avec un doigt sur une palette, qui par un mouvement d'engrenage fait avancer la bande, sinon au moins avoir un bras vertical séparé et retractable sur la tête pour venir appuyer sur la bande et la déplacer, mais ne pas le faire avec la pipette de préhension.

    Comme ca on a l'avantage de ne pas risquer d'abimer la tête, et on ne se ruine pas à mettre un moteur et son electronique sur chaque feeder.

    Je vais commencer par le design du chassis en tube profilé (j'attend toujours les marques et série "qui vont bien"), et pour le logiciel, par reprendre un bout de code que j'avais fait il y a longtemps pour lire les gerbers étendus.

    Thomas.

    [EDIT] Gerber 274X : http://www.ucamco.com/public/RS-274X_Extended_Gerber_Format_Specification_201201.pdf
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  14. pierrepmx

    pierrepmx Compagnon

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    Projet de machine de pick and place
    Salut Moissan,

    pas trop d'accord...

    La pâte à braser à la seringue, c'est très "approximatif" et nécessite un équipement cher...

    C'est très long, et hyper sensible aux variations de fluidité de la pâte à braser (qui se conserve au frigo...).
    Il faut ajuster le doseur (un appareil qui n'est pas gratuit...), l'aiguille...
    Et pour du "fine pitch", tu oublies, trop de risques de pâtés.
    Le vernis épargne soudure permet de confiner un peu le "pâté" pendant la refusion, mais pas tant que ça...

    Ça n'a d'intérêt que pour la colle, si tu fais de la double refusion (-> composants sur les deux faces).
    Et encore, ça ne concerne pas les très petits composants, qui tiennent tout seuls.

    La carte de crédit et la pâte à braser, ça marche beaucoup mieux, et de nombreux fabriquants de PCB en ligne offrent les stencils inox gratuitement avec les PCB.
    C'est bien plus rapide, et tu ne te pose aucune question sur les dimensions de différentes plages.

    Je conseille TRÈS vivement aux amateurs de s'en tenir au stencil.
    En cas d'erreur, on nettoie et on recommence en quelques secondes.
    Et c'est bien moins cher en équipement !!!! (enfin, si tu prends une carte "Gold", c'est plus cher :wink: )
     
  15. pierrepmx

    pierrepmx Compagnon

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