CONCEPTION MÉCANIQUE DU MOUVEMENT TROIS AXES (ASSEMBLAGE SMT PICK AND PLACE)
· BRAS ROBOTIQUE SCARA.
Dans le bras robotique SCARA, le bras robotique est utilisé pour le placement des composants SMT. L'image montre une machine de prélèvement et de placement à bras robotisé.
· Machine de mouvement 3 axes.
Dans une machine à 3 axes, une buse est fixée à un dispositif semblable à un traceur pour permettre à la tête de buse d'être manipulée avec précision en trois dimensions. De plus, la buse peut
être tournée indépendamment. La figure 2.3 montre une machine de prélèvement et de placement à 3 axes entraînée par courroie. Dans certaines machines, des vis-mères sont également utilisées à la place des courroies.
Limites
La longueur et la largeur de la machine sont limitées en raison de la flexion des tiges de rail. Les tiges sont déviées en raison du poids de la tête (ensemble de buse pick and place). Lorsque la longueur et la largeur de la machine augmentent, la déflexion de la structure vers le bas augmente également. Ils ne sont donc pas augmentés au-delà d'une certaine limite. Pour la même raison, le diamètre des tiges de rail est également maintenu à une certaine valeur et n'est pas diminué car pour un plus grand diamètre des tiges, le poids augmente également.
Nous choisissons un mécanisme entraîné par courroie pour entraîner le mouvement de l'assemblage. La courroie augmente considérablement la vitesse de la machine mais elle diminue sa précision. Augmenter le diamètre des poulies augmente la vitesse de la machine mais diminue sa précision. Pour cette raison, le diamètre des poulies motrices est également maintenu petit.
Tête (assemblage Pick and Place)
C'est la partie la plus vitale de la machine Pick and Place du point de vue de la vitesse et de la précision. La vitesse de la machine est en relation directe avec la vitesse de la tête. Il s'agit en fait de la vitesse à laquelle la machine peut prélever et placer des composants et elle est généralement mesurée en parties par heure (PPH).
1. Types
Les têtes Pick and Place peuvent être classées sur la base du facteur suivant,
1. Nombre de buses sur la tête
La plupart des machines industrielles ont plusieurs buses sur la tête. Ils récupèrent plusieurs composants lors de la course de ramassage et placent ces composants lors de la course de placement. Dans certains types de machines, les composants sont alimentés dans plusieurs têtes (comme des balles dans une chambre), ces composants sont ensuite tirés un par un sur PCB. L'image ci-dessous montre une tête de buse multiple commerciale.
2. Vitesse
La vitesse peut être augmentée de multiples facteurs en utilisant plusieurs têtes sur une seule machine ou plusieurs buses sur une seule tête. Les petits projets ou les machines Pick and Place basées sur la recherche ont généralement une seule tête avec une seule buse. Ces machines ont une vitesse d'environ 1000pph à 4000pph.
Mécanisme d'entraînement (moteur ou pneumatique)
Le mécanisme le plus courant pour faire monter et descendre la tête est motorisé. Le moteur peut être connecté au système de vis-mère pour entraîner la buse de haut en bas. Afin d'atteindre une vitesse élevée, un système entraîné par courroie est utilisé. l'image montre une tête à entraînement pneumatique.
De nombreuses machines Pick and Place industrielles utilisent des entraînements pneumatiques pour déplacer les buses de haut en bas. Le choix du mécanisme d'entraînement dépend de la disponibilité et du prix du composant. Dans notre machine, nous utiliserons un mouvement basé sur un mécanisme entraîné par courroie en raison du faible prix du servomoteur à courant continu et de la facilité de contrôle.
Caractéristiques
Les caractéristiques communes des têtes Pick and Place typiques sont les suivantes :
· Absorption des chocs
· Angle de rotation des composants de 180 degrés Aspiration contrôlée
· Petits dépassements transitoires du lieu de prélèvement
1. Limites
Les limitations les plus importantes de la conception de la tête Pick and Place sont :
Taille maximale de la tête
L'augmentation de la taille de la tête diminue la zone de travail de la machine Pick and Place. La petite tête amène le concepteur à faire des compromis sur de nombreux facteurs de qualité. Les concepteurs sont taillés pour utiliser de petits moteurs à faible couple, des tiges de guidage de petit diamètre et un petit nombre de roulements linéaires.
Vitesse maximale de la tête
L'augmentation de la vitesse de prélèvement et de placement des composants entraîne le risque de faire tomber le composant de la buse d'aspiration. La tête a besoin d'un minimum de temps pour s'installer avant de tirer et de déposer le composant. La vitesse des têtes est également limitée par la vitesse de contrôle de la pompe à vide et le délai du processeur de traitement d'image
1. Considérations importantes
Absorption de choc
Il y a toujours un risque de léger choc sur la buse lors de la prise ou du placement de composants sur le circuit imprimé. Ces chocs, s'ils ne sont pas évités, peuvent entraîner une courbure de la buse par le haut, entraînant une répartition inégale de l'aspiration sur la surface du composant. Cette répartition inégale de l'aspiration entraînera une chute fréquente des composants SMT.
b. Changeur de buse
Les composants SMT sont disponibles en différentes tailles. La même buse ne peut pas être utilisée pour sélectionner et placer des composants SMT de différentes tailles. Des buses de calibre spécifique sont utilisées pour prélever des composants de différentes tailles. Afin de faire face à cette limitation, la tête doit être conçue de manière à ce que les buses puissent être changées manuellement ou automatiquement
c. Disponibilité des buses
Il existe une grande industrie qui s'occupe de la fabrication de buses pour les machines Pick and Place. Ces entreprises fabriquent des buses pour presque tous les types de composants. Mais en raison de la non-disponibilité des buses dans notre région, des buses doivent être fabriquées.
Mangeoires
Comme les SMD sont eux-mêmes des composants spéciaux en raison de leur taille et de leur emballage. Ainsi, la préparation de ces composants pour être sélectionnés nécessite des dispositifs spéciaux appelés alimentateurs. Les alimentateurs sont spécialement conçus pour alimenter les composants de la machine.
Chargeurs de bande
Ce sont des chargeurs spécialement conçus pour les composants emballés sous forme de longues bandes. Les liens en ligne suivants ont été examinés :
Les bandes sont telles qu'elles ont des trous sur le côté. Ces trous sont de taille standard et sont équidistants. Comme la figure 2.6 ci-dessous montre l'engrenage d'entraînement de la bande pour son mouvement sur le chargeur lorsque l'engrenage se déplace, il tire la bande avec ses dents.
En consultant le brevet[6] de différents alimentateurs, nous constatons qu'ils sont principalement entraînés par courroie avec un élément d'entraînement, c'est-à-dire un moteur d'un côté et un entraînement de l'autre côté. La figure 2.7 montre l'engrenage pour le mouvement de la bobine en 55 et entraîné par 57 à l'autre extrémité qui peut être entraînée par un moteur.
En raison de la complexité des chargeurs faisant face aux bandes à l'intérieur, il était un peu difficile à concevoir, de sorte que le fait d'avoir la bande complètement isolée de l'intérieur du chargeur était considéré comme la conception la plus pratique.
Comme les composants sont recouverts d'un ruban de protection sur le dessus, ce ruban doit être retiré avant que le composant ne soit accessible. Pour cette conception simple, la figure 2.8 ci-dessous a été prise en compte. Il s'agit d'un alimentateur commercial par PCB illimité pour les composants SMT. Il montre la poulie de retrait de ruban en haut et les composants principaux déplacés vers l'avant.
Pour la position de chaque chargeur sur la machine, nous avons considéré un produit de LPKF appelé proto place. Il s'agit d'une machine semi-automatique pour le prélèvement et le placement de composants SMT, comme indiqué sur l'image.
Spécifications proposées de la machine
Pour tout type de spécification SMT/THT de machine en fonction de vos besoins et de la configuration de votre entreprise, veuillez consulter notre service d'ingénierie de Shenzhen Southern Machinery Sales and Services Co ; Ltd.