Bereits 2012 begann meine Tätigkeit auf dem Gebiet der Elektronik, während das Internet mich vielen guten Menschen vorstellte, mit denen wir teilweise noch kommunizieren. Normalerweise teilen wir Erfahrungen, Erfolge und Misserfolge, diskutieren neue elektronische Produkte, verschiedene Ideen und was Sie neu entwickeln oder studieren können.
Seitdem wurde zu Beginn eines jeden Jahres eine Tradition geboren, ein TODO-Blatt zu erstellen, in das alle Ideen, auch verrückte, geschrieben wurden. Dabei wurde die Liste aufgefüllt und am Ende des Jahres wurden die Ergebnisse zusammengefasst, was passiert ist, was nicht.
In den Neujahrsferien ging er über eine alte Schraube und stolperte versehentlich über genau diese Aufzeichnungen. Es stellte sich heraus, dass die eine oder andere Art bereits implementiert wurde. Alle bis auf einen SMD-Installer.
Wir haben die Idee seiner Entstehung mehr als einmal besprochen, aber der Mechaniker hat mich erschreckt - was ist, wenn es nicht funktioniert? Daher war es immer noch eher ein unmöglicher Traum.
Unter dem Einfluss von Nostalgie stieg er auf, um sich seufzend Videos anzusehen, und erkannte, dass der Traum ein Traum blieb. Dann schaute ich mir aus Neugier an, was die Open Source-Welt bietet, und stieß auf Openpnp. Ich werde nicht sagen, dass ich noch nie davon gehört habe, aber irgendwie wenige, die den Bau wiederholt haben, war es sehr alarmierend. Diesmal wurde ihre Site genauer untersucht, unter anderem gab es eine Bombenliste, Firmware für den Controller und ein Programm für den PC. Dann schaltete ich das Gehirn für eine Sekunde aus, bestellte den ersten Teil von der Liste und entschied, dass es zu spät war, sich zurückzuziehen.
Ich hoffe, aus dieser Einführung wurde klar, dass der Autor zuvor keine Bestückungsautomaten zusammengebaut hatte. Es gab keinen Zweck und ein kommerzielles Produkt herzustellen. Daher schließe ich nicht aus, dass weiter im Text Fehler in Bezug auf Begriffe auftreten und einige Schlussfolgerungen möglicherweise falsch sind. Ich war nur daran interessiert, das Gerät zu wiederholen, seine Prinzipien zu sortieren und meine Hand zu versuchen. Ich möchte dies mit dem Leser teilen.
Das erste, was irreführend ist, ist, worum es bei OpenPnP geht. Noch heute ist es schwierig, diese Frage zu beantworten. Die Hardware kann sehr unterschiedlich sein. Mein Build basiert beispielsweise auf Hardware von OpenBuilds und dem Smoothieboard-Controller. Beide Unternehmen haben nichts mit OpenPnP zu tun. Sie können jede Komponente des Eisenstücks leicht wegwerfen und gegen eine andere austauschen. Die Prinzipien bleiben allgemein: Es gibt ein gleichnamiges Programm für den PC, in das Sie Pick & Place von Ihrem Tracer laden. Dann gibt das Programm Befehle an die Steuerung aus, gehen Sie dorthin und schalten Sie es ein.
Das Aussehen des Programms.
Wie oben erwähnt, stammt der Hauptrahmen von OpenBuilds, V-Slot-Schienen werden als Führungen verwendet. Für mich waren sie eine Offenbarung, kurz gesagt, es ist schwierig, alle ihre Vorteile zu erklären, aber es ist sehr einfach, Entwürfe daraus zu machen.
Wenn Sie etwas an der Schiene befestigen müssen, werden seitlich Gewindeplatten in die Schiene eingesetzt. Der offizielle Name lautet T-Nut.
Sie sind einfach und doppelt. Es sieht aus wie ein gewöhnlicher Teller mit einem Faden, ich habe sogar am Anfang vorgeschlagen, etwas Ähnliches in lokalen Geschäften zu finden, da diese nicht billig sind. Lassen Sie sich jedoch nicht von ihrer scheinbaren Einfachheit täuschen. Ihr Gewinde ragt über die Platte hinaus und dies stellte sich beim Anziehen der Schraube als sehr wichtig heraus. Die Halterung ist sehr solide.
Wie ist die Bewegung entlang der Achsen? Die Grundidee ist, dass ein einfacher Schlitten in die seitlichen Aussparungen eingesetzt wird, an deren oberer Plattform Sie bereits alles anbringen können.
Der Wagen selbst ist einfach - es ist eine Platte mit vier Rollen. Die Position der Rollen wird durch Muttern geregelt - Exzenter helfen dabei, den Druck der Räder auf die Schiene einzustellen. Es hängt davon ab, wie eng sie sich bewegen wird.
An jedem Ende der Schiene ist eine Endplatte abgenutzt.
An der Seite der Platte befinden sich Löcher, an denen ein Nema17-Motor montiert ist. Auf den Motor wird ein Zahnrad gelegt, das den Riemen zieht, der Riemen ist mit zwei Enden am Schlitten befestigt. Wenn sich der Motor in die eine Richtung dreht, fährt der Schlitten vorwärts, in der anderen Richtung - rückwärts.
Am zweiten Ende der Schiene befindet sich einfach eine Welle, entlang der der Riemen gleitet.
Nun die Feinheiten, die entstanden sind. Endplatte. Ich weiß nicht, wie schwierig es im Original ist, Tatsache ist, dass die Preise für Openbuilds größtenteils angemessen sind, aber kein angemessener Preis für die Lieferung. Daher wurde fast alles mit Ali gekauft. Einschließlich dieses Details.
Die Platten biegen sich sehr leicht und das untere „Ohr“ versucht abzubrechen. In der Originalbaugruppe ist der Rahmen dafür fixiert, ich musste die Seitenlöcher verwenden. Aber sonst spielte es keine Rolle, es bleibt tot auf der Schiene.
Über die Schienen. Dies ist eines der wenigen Teile, die ich in Russland gekauft habe, weil man der Meinung ist, dass sie aus China vertrieben werden. Es bestand kein Wunsch zu prüfen, ob dies der Fall war, aber sie von den Einheimischen zu kaufen, war diese Aufgabe. Laut den Anzeigen sind sie überall, tatsächlich oder nicht verfügbar, oder niemand möchte Sie für 3 Millionen kontaktieren. Sehr oft bieten sie unter dem Deckmantel des V-Slots T-Slots an, die sehr ähnlich und erschwinglicher sind. Es gibt eine Meinung, dass sie in diesem Fall austauschbar sind, aber es nicht gewagt haben, dies zu überprüfen. Infolgedessen waren sie nur an einem Ort verfügbar, es kam für die Lieferung mehr als der Preis der Gestelle selbst zu zahlen.
Schrauben. Im Original alle Befestigungselemente mit Sechskantköpfen. Am Anfang war nicht klar warum. Erstens ist es schwierig, die richtige Länge zu finden, und zweitens kosten sie eine Größenordnung teurer. Deshalb nahm er unter einem Kreuzschlitzschraubendreher am Verschluss teil und bereute es mehr als einmal ehrlich. Das Sechseck lässt sich manchmal viel einfacher abschrauben, und wenn Sie immer noch nicht verstehen, wie es funktioniert, mussten Sie es 10 Mal abschrauben.
Die Größe des Feldes. Die Länge der Originallatten beträgt 400x400. Ich denke, viele Leute, wie ich, bauen selten große Bretter zusammen. Daher schien mir die Größe riesig. In der Praxis war dies nicht der Fall. Obwohl ein kleiner Teil, aber die Enden weggefressen werden, geht ein anderer Teil zu den Eckplatten, ein anderer Teil zum Kopf usw. Infolgedessen beträgt das reale Feld etwas mehr als 250 x 250, und das ist nicht so viel.
Federn zum Spannen des Riemens. Am Anfang habe ich sie ignoriert. Es schien eine nutzlose Sache zu sein. In der Praxis gab es bei den ersten Läufen auf der Y-Achse immer einen kleinen Fehler. Am Ende musste ich herausfinden, was für eine Feder mit einer seltsamen Markierung 7/32 ".
Ansonsten gab es überhaupt keine Fragen zur Basis, die Mechanik wird sehr einfach sein. Der gesamte Montageprozess einer Schiene ist im Video gut dargestellt.
Vielleicht haben Sie die gleiche Frage wie ich, warum nicht eine Gewindestange als Führung nehmen? Warum sind diese Gestelle, Riemen, Zahnräder? In einem der Foren wurde die Meinung vertreten, dass eine Welle unter ihrem eigenen Gewicht in der Mitte eine leichte Krümmung aufweist, die einen Fehler verursacht. Und eine exakte Welle herzustellen wird viel teurer.
Die nächste Frage stellt sich sofort, wie genau fährt sich das ganze Design? Ehrlich gesagt weiß ich nicht, wie ich bewerten soll. Subjektiv - sehr genau, hat die Erwartungen übertroffen. Wenn Sie ein eisernes Lineal einsetzen und entlang der Kamera fahren, dann einen Millimeter bis einen Millimeter. Ich habe keine offensichtliche Anhäufung von Fehlern bemerkt.
Der nächste Teil der Geschichte ist der Controller. Im ursprünglichen OpenPnP gibt es ein Smoothieboard, das auf 3D-Drucker ausgerichtet ist. Dies hindert sie jedoch nicht daran, auf einen PNP-Computer zu passen. Wenn Sie tief graben, hat er an Bord einen Mikrocontroller LPC1769 und ein Paar Schrittmotortreiber. Lassen Sie mich einige Leser verurteilen, aber der Preis von 150 Euro ohne Lieferung schien für ein Board dieses Niveaus unzureichend. Das Interessanteste ist, dass das Board als OpenSource positioniert ist, aber ich konnte die vernünftige Version von Platine oder Gerbera nicht finden.
Infolgedessen stellte sich heraus, dass die Chinesen ein ähnliches Board haben.
Wir müssen sofort reservieren, dass die Boards sehr ähnlich, aber nicht identisch sind. Die Steine sind die gleichen und das GPIO-Layout ist ähnlich, so dass die Software geeignet ist. Trotzdem gibt es kleine Unterschiede. Alle Einstellungen werden in einer Textdatei auf der Speicherkarte gespeichert. Es gibt viele Einstellungen und dies ist ein Thema für einen separaten Artikel. Es ist Ethernet an Bord. Wenn Sie es aktivieren, können Sie die Achsen über einen Webbrowser steuern.
Andernfalls erfolgt die gesamte Steuerung der Karte über USB-UART. Auf einem PC wird sie als gewöhnlicher virtueller COM-Port definiert, d. H. Das Programm wirft G-Codes auf Wart und der Controller führt sie nur aus. Insgesamt hat die Maschine 3 Hauptachsen: X - der obere Balken, wenn der Kopf von links nach rechts geht, zieht nur ein Motor. Y - 2 Schienen absenken, zwei Motoren gleichzeitig nach oben und unten ziehen. Z - Absenken der Düse nach oben und unten. In diesem Fall verwendet die Maschine ein rechtshändiges Koordinatensystem, d.h. untere rechte Ecke - das Haus ist 0, 0. Das Haus wird durch die Endschalter bestimmt, in der Tat das übliche GPIO. Es wird auch eine zusätzliche C-Achse verwendet, die für die Drehung des Bauteils verantwortlich ist.
Zu den Problemen des Controllers gibt es nichts Besonderes zu sagen, aber global sind alle dem COM-Port innewohnenden Wunden offensichtlich - manchmal friert der Port selbst ein, bis die Karte neu startet. Es gab einen Fehler, dass der Controller manchmal in die falsche Richtung ging, aber er wurde mit frischer Firmware behandelt.
Das Wichtigste ist jetzt der Kopf. Hier bei ihr war vor allem Unverständnis. Es lohnt sich zu erklären, wie die Komponente im Allgemeinen erfasst wird - durch Vakuum. Hierzu wird eine 12V-Pumpe verwendet, von der der Schlauch zum Ventil führt. Im Original funktioniert die Pumpe nur, wenn sie sich der Komponente nähert. Ich hatte keine große Stange auf der Platine, wie auf der Originalplatine, und ließ die Pumpe vorübergehend stehen, um ständig zu rasseln.
Das Ventil ist im Normalzustand geschlossen, d.h. Luft wird nicht angesaugt. Wenn sich der Kopf dem Bauteil nähert, wird ein Signal gegeben, das Ventil öffnet und die Pumpe saugt Luft durch das Rohr. Das Rohr haftet mit einer Hohlwelle am Motor, auf der anderen Seite des Motors ist eine Düse über einen Adapter angeschlossen.
Was musste sich stellen. Das Rohr muss aus Polyurethan bestehen, da es steif genug ist, um nicht gequetscht zu werden. Nema8-Motoren sind auf dem Bild genau gleich, aber der Verkäufer hat den Motor nicht mit einer glatten Welle geschickt, was es unmöglich machte, den Adapter mit der Düse zu befestigen. Ich musste neue bestellen.
Die Düse selbst in der Originalbombe war so
Die Experimente zeigten, dass es unmöglich ist, es zu verwenden, wie auf dem Foto zu sehen, es ist ein Stück Rohr. Aus diesem Grund gibt es viele Probleme bei der Kalibrierung, da die Düse immer noch fest auf dem Bauteil aufliegt. Währenddessen gab es auf den Videos, für die ich betete, eine weitere Düse mit einer Feder, die am Ende bestellt werden musste.
Die Düse wird aufgrund des Z-Motors abgesenkt, d.h. er dreht sich und die Wippe drückt auf das Teil, das den C-Motor hält (dasselbe mit einer Hohlwelle).
Das bewegt sich wiederum entlang einer linearen Führung und ist durch eine Feder verbunden, d.h. Wenn der Motor nicht auf die Z-Achse drückt, kehrt der Kopf aufgrund der Feder in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Achse C, derselbe Motor mit einer Hohlwelle :) dient zum Auslösen der Komponente.
Das Wichtigste ist nun, wie funktioniert dieses gesamte Design in der Montage? Das Programm läuft auf dem PC. Pick and Place von Ihrem Tracer wird darin geladen. Sie wählen die erforderlichen Komponenten aus und geben den Bezugspunkt an, d. H. Schnapppunkte auf dem Brett. Sie sehen aus wie Kupferkreise auf der Tafel.
Sie gehen zum "Haus", dh in der unteren rechten Ecke zu den Endschaltern, damit die Maschine ihre Koordinaten versteht. Als nächstes müssen Sie angeben, wo sich die Karte befindet. Dazu müssen Sie Ihre Hände ungefähr in die untere linke Ecke des Bretts fahren. Wir beginnen mit der Suche nach dem Bezugspunkt. Dieses Verfahren ist erforderlich, um den genauen Ursprung und den Winkel der Tafel zu verstehen. Die Suche erfolgt über die Kamera, die sich auf dem Kopf befindet - Hochsicht. Die Punkterkennung erfolgt mit opencv.
Insgesamt ist die Position der Platte aufgrund der Draufsicht und der Komponenten aufgrund der relativen Koordinaten bekannt, die von Pick and Place entladen wurden. Es bleibt nur der Prozess der Platzierung zu starten.
Hier kommt der Moment, in dem ich bisher aufgehört habe. Wie sich herausstellte, ist es in dieser Angelegenheit nicht das Wichtigste, die Bewegung entlang der Achsen zu starten und die Düse abzusenken.
Das Problem war die Lieferung von Komponenten. Die einfachste Option setzt voraus, dass das Band mit den Komponenten irgendwo in der Nähe der Platine geklebt wird. Wie bei den Platinenkoordinaten müssen Sie für jede Komponente angeben, wo sich das Band befindet. Um ehrlich zu sein, stellt sich heraus, dass der Prozess ziemlich langwierig ist. Sie müssen also sofort die automatische Lieferung der Komponenten durchführen, aber das ist eine ganz andere Geschichte.
Also, um eine Linie zu all dem oben genannten zu ziehen. Die Erfahrung war interessant. Und ja, es hat sich gelohnt, auch wenn dies keine vollständige Lösung ist. Die Mechanik ist nicht so beängstigend wie sie gemalt sind. Die OpenSource-Welt ist zwar immer noch nicht so einladend, muss aber dennoch allen gedankt werden, die selbstlos für das Wohl der Menschen arbeiten. Ich hoffe wirklich, dass es in Zukunft mehr zu diesem Thema zu erzählen gibt.
Erste Tests mit einer alten Düse
Tests mit einer neuen Düse