PROJETO MECÂNICO DE MOVIMENTO DE TRÊS EIXOS (MONTAGEM PICK AND PLACE SMT)
· BRAÇO ROBÓTICO SCARA.
No braço robótico SCARA, o braço robótico é usado para as colocações dos componentes SMT. A imagem mostra uma máquina pick and place de braço robótico.
· Máquina de movimentação de 3 eixos.
Na máquina de 3 eixos, um bocal é conectado a um dispositivo semelhante a uma plotadora para permitir que a cabeça do bocal seja manipulada com precisão em três dimensões. Além disso, o bocal pode
ser girado independentemente. A Figura 2.3 mostra uma máquina pick and place de 3 eixos acionada por correia. Em algumas máquinas também são usados parafusos de avanço em vez de correias.
Limitações
O comprimento e a largura da máquina são limitados devido à curvatura das hastes dos trilhos. As hastes são desviadas devido ao peso do cabeçote (pegue e coloque o conjunto do bico). Quando o comprimento e a largura da máquina aumentam, a deflexão da estrutura para baixo também aumenta. Portanto, eles não são aumentados além de um certo limite. Pela mesma razão, o diâmetro das hastes ferroviárias também é mantido em um determinado valor e não diminui, pois para diâmetros maiores das hastes, o peso também aumenta.
Escolhemos o mecanismo acionado por correia para conduzir o movimento da montagem. A correia aumenta muito a velocidade da máquina, mas diminui sua precisão. Aumentar o diâmetro das polias aumenta a velocidade da máquina, mas diminui sua precisão. Por esse motivo, o diâmetro das polias motrizes também é mantido pequeno.
Cabeça (Pick and Place Assembly)
É a parte mais vital da máquina Pick and Place em termos de velocidade e precisão. A velocidade da máquina está em relação direta com a velocidade da cabeça. Na verdade, é a velocidade com que a máquina pode pegar e colocar componentes e geralmente é medida em peças por hora (PPH).
1. Tipos
As cabeças Pick and Place podem ser classificadas com base no seguinte fator,
1. Número de bicos na cabeça
A maioria das máquinas industriais possui vários bicos no cabeçote. Eles pegam vários componentes durante a coleta e colocam esses componentes durante a execução do local. Em alguns tipos de máquinas, os componentes são alimentados em várias cabeças (como balas em uma câmara), esses componentes são disparados um a um no PCB. A figura abaixo mostra o cabeçote de bico múltiplo comercial.
2. Velocidade
A velocidade pode ser aumentada por vários fatores usando vários cabeçotes em uma única máquina ou vários bicos em um único cabeçote. Pequenos projetos ou máquinas Pick and Place baseadas em pesquisa geralmente têm cabeçote único com bico único. Essas máquinas têm velocidade em torno de 1000pph a 4000pph.
Mecanismo de acionamento (acionado por motor ou acionado por pneumático)
O mecanismo mais comum para mover o cabeçote para cima e para baixo é acionado por motor. O motor pode ser conectado ao sistema de parafuso de avanço para conduzir o bocal para cima e para baixo. A fim de atingir alta velocidade, o sistema acionado por correia é usado. a imagem mostra um cabeçote de acionamento pneumático.
Muitas máquinas Pick and Place industriais usam acionamentos pneumáticos para mover os bicos para cima e para baixo. A seleção do mecanismo de acionamento depende da disponibilidade e do preço do componente. Em nossa máquina, usaremos movimento baseado em mecanismo acionado por correia devido ao baixo preço do servo motor DC e facilidade de controle.
Características
As características comuns que o cabeçote Pick and Place típico tem são:
· Absorção de choque
· Ângulo de rotação do componente de 180 graus Sucção controlada
· Pequenos excessos transitórios no local de coleta
1. Limitações
As limitações mais proeminentes no design do cabeçote Pick and Place são:
Tamanho máximo da cabeça
Aumentar o tamanho do cabeçote diminui a área de trabalho da máquina Pick and Place. A cabeça pequena faz com que o designer comprometa muitos fatores de qualidade. Os projetistas são esculpidos para usar pequenos motores de baixo torque, hastes-guia de pequeno diâmetro e pequeno número de rolamentos lineares.
Velocidade máxima da cabeça
Aumentar a velocidade para pegar e colocar componentes causa o perigo de queda do componente do bocal de vácuo. O cabeçote precisa de um tempo mínimo para assentar antes de levantar e abaixar o componente. Além disso, a velocidade das cabeças é limitada pela velocidade de controle da bomba de vácuo e pelo atraso do processador de processamento de imagem
1. Considerações importantes
Absorção de choque
Sempre existe o risco de um leve choque no bocal durante a coleta ou colocação de componentes no PCB. Esses choques, se não forem evitados, podem fazer com que o bocal entorte de cima, causando uma distribuição desigual da sucção sobre a superfície do componente. Essa distribuição desigual da sucção causará quedas frequentes dos componentes SMT.
b. trocador de bico
Os componentes SMT estão disponíveis em diferentes tamanhos. O mesmo bocal não pode ser usado para coletar e colocar componentes SMT de tamanhos diferentes. Bicos de bitola específica são usados para selecionar componentes de diferentes tamanhos. Para lidar com essa limitação, o cabeçote precisa ser projetado de forma que os bicos possam ser trocados manualmente ou automaticamente
c. Disponibilidade de Bicos
Existe uma grande indústria que lida com a fabricação de bicos para máquinas Pick and Place. Essas empresas fabricam bicos para quase todos os tipos de componentes. Mas devido à indisponibilidade de bicos em nossa região, é necessário fabricar bicos.
Alimentadores
Como os próprios SMDs são componentes especiais devido ao seu tamanho e embalagem. Portanto, preparar esses componentes para serem escolhidos requer dispositivos especiais chamados de alimentadores. Os alimentadores são especialmente projetados para alimentar os componentes da máquina.
Alimentadores de fita
Estes são alimentadores especialmente projetados para os componentes embalados na forma de fitas longas. Os seguintes links online foram examinados:
As fitas são de tal forma que têm buracos nas laterais. Esses orifícios são de tamanho padrão e estão distantes igualmente. Como a figura 2.6 abaixo mostra a engrenagem motriz da fita para seu movimento no alimentador conforme a engrenagem se move ela puxa a fita com seus dentes.
Consultando a patente[6] de diferentes alimentadores, vemos que eles são principalmente acionados por correia com elemento de acionamento, ou seja, motor de lado e acionador na outra extremidade. A Figura 2.7 mostra a engrenagem para movimentação da bobina em 55 e sendo acionada por 57 na outra extremidade que pode ser acionada por um motor.
Pela complexidade dos alimentadores, lidar com as fitas dentro deles foi um pouco difícil de projetar, então ter a fita completamente isolada do interior do alimentador foi considerado o projeto mais prático.
Como os componentes são cobertos com fita protetora na parte superior, esta fita deve ser removida antes que o componente possa ser acessado. Para este projeto simples, a figura 2.8 abaixo foi considerada. É um alimentador comercial por PCB ilimitado para componentes SMT. Ele mostra a polia de remoção de fita na parte superior e os componentes principais sendo movidos para frente.
Para a posição de cada alimentador na máquina consideramos um produto da LPKF denominado protoplace. É uma máquina semi-automática para pegar e colocar componentes SMT conforme mostrado na figura.
Especificações propostas da máquina
Para qualquer tipo de especificação SMT/THT da máquina de acordo com seus requisitos e configuração da empresa, consulte nosso departamento de engenharia em vendas e serviços Co de máquinas do sul de Shenzhen; Ltda.