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Lundi, juillet 7 2014

Table de placement manuel : Le cadre

Suite à l'introduction de ma table de placement manuel, je vais poursuivre en vous présentant le cadre.

Tous le design des pièces est réalisé à l'aide de OpenSCAD et est disponible sur le dépôt GitHub suivant : GitHub / hugokernel / ManualPickAndPlace

La base

Le cadre qui va supporter la mécanique doit être suffisamment rigide pour ne pas bouger, je désire aussi quelque chose de suffisamment fin, les profilés aluminium couramment utilisé dans le milieu maker m'ont semblé parfaitement adapté.

Voici le cadre en profilé aluminium de 20mm, les profilés sont maintenus entre eux par des équerres internes :

frame.png

Concernant la taille du cadre (60x40cm), il est parfaitement possible d'avoir d'autres dimensions (tout est paramétrable dans les sources OpenSCAD), j'ai choisi cette dernière en fonction des arbres de précisions (trempés et rectifiés) de 12mm de diamètre que j'ai pu trouver.

Par dessus, nous rajoutons les supports d'arbre de précisions (réalisé via une imprimante 3D) :

rod_support.png

Les supports viennent se fixer aux 4 coins du cadre, les arbres de précision rentrent dedans en force et n'en bouge plus :

frame2.png

Pour cet étape, il faut imprimer :

Le chariot X

Les chariots pour l'axe X sont eux aussi aussi fabriqués via une imprimante 3D, ils ont chacun 2 parties creuses dans laquelle on insère des roulements linéaires (type LM12UU) dans lesquels viendront coulisser les arbres de précision.

lm12uu.png dolly_x.png

Tout ceci monté :

frame3.png

Pour cet étape, il faut imprimer :

Le chariot Y

Le chariot de l'axe Y possède 4 roulements linéaires, un support porte-outils (indiqué par la flèche) et des trous de fixation pour le "repose bras".

dolly_y_top.png dolly_y_bottom.png

frame4.png

Pour cet étape, il faut imprimer :

Récapitulatif des pièces à imprimer

Concernant l'impression des pièces, les jeux étant assez faibles, n'hésitez pas à faire quelques tests avant de tout imprimer.

Toutes les sources des pièces de cet article sont sur GitHub dans le fichier ManualPickAndPlace / cad / table.scad.

anim.gif

Ça nous donne quelque chose comme ça :

À suivre...

Mardi, juillet 1 2014

Table de placement manuel : Introduction

Le projet OpenAlarm utilisera comme module de transmission des FunkyV3, des cartes de très petites tailles avec tout un tas de composants permettant la connexion à différents type de capteurs, la liaison radio avec la base, etc...

Les Funky V3 sont très petit, pourtant, ils embarquent un bon nombre de composants et pour faire tenir autant de monde sur une surface aussi réduite, pas de mystère, il faut utiliser des composants TRÈS petit, lorsque je dis très petit, je parle de la résistance au format 0402 tout à gauche de la photo ci-dessous :

comparatif_cms.png

Et j'en viens à parler d'une des choses qui fait que OpenAlarm à pris beaucoup de retard, c'est que pour pouvoir manipuler des composants aussi petit en quantité (je ne vais pas faire des cartes que pour moi), il faut du matériel approprié.

Impossible de manipuler de tels composants directement avec les mains, avec des brucelles, c'est faisable mais pas pratique, le plus adapté est d'utiliser une pompe de préhension qui n'est rien d'autre qu'une micro ventouse et si on y ajoute une table de placement, alors, là, on tend vers le parfait...

Mais c'est quoi une table de placement ?

C'est assez simple : on place la ou les cartes électroniques sur une surface, on dispose les composants à proximité, et à l'aide d'un support coulissant et par des mouvements de translation, on vient prendre les composants et on les dépose sur le pcb.

Les composants sont « pris » par un système de pompe à dépression pour une grande précision de positionnement et surtout permettant de prendre des composants dans de très petits formats.

Que trouve-t-on sur Internet ?

Un modèle commercial : ERMES - Table de positionnement CMS

Chez Selectronic, on peut trouver la table ci-dessous :

selectronic_table.png selectronic_table_2.png

Je vois plusieurs points noirs à leur système :

  • La surface sur laquelle on pose son bras est trop petite et non souple, ça sent les douleurs musculaires au bout de quelques heures d'utilisation
  • Le stylo n'est pas maintenu droit par un quelconque mécanisme, je pense qu'il est difficile de manipuler des composants très petit comme des 0402
  • Le prix n'est pas sérieux...

Le modèle en bois peu chère de vpapanik

Ce modèle est intéressant car il utilise principalement des matériaux de récupération...

low_budget_vpapanik.jpg
Photo originale de http://vpapanik.blogspot.fr/2012/11/low-budget-manual-pick-place.html

Un point intéressant est que la pointe de préhension est solidaire du support coulissant, garantissant ainsi une pose plane du composant.

Au final, le système est ingénieux mais prend beaucoup de place (en hauteur) et j'ai un léger doute concernant la stabilité de l'ensemble, enfin, le support pour le bras n'est pas adapté et à la longue, le frottement de ce dernier sur le bord à angle droit du bois ne doit pas être agréable (voir la dernière photo de son article).

La table de Brian Dorey

Alors là, ça commence à devenir du lourd :

pnp-machine_briandorey.jpg

Elle est entièrement en aluminium, elle dispose d'un vrai support pour le bras en cuir / simili, sa tête est articulée et muni d'un moteur pas à pas permettant de choisir l'orientation du composant à l'aide de bouton poussoir se trouvant sur la flanc de la machine.

Il a même publié tous les plans de sa machine sur GitHub.

C'est du super boulot, par contre, elle est difficile d'accès à cause de ses pièces usinées et je la trouve encore assez imposante...

Brian Dorey, non content de sa table de placement manuel, à enchaîné par la suite sur une table de placement automatique plutôt impressionnante : http://www.briandorey.com/?tag=/manual+pick+and+place.

Autre machines...

Je ne vais pas toutes les passer en revue, il y en a trop mais voici quelques pointeurs :

Faisons un mix de tout ça

Prenons les bonnes idées, apprenons des erreurs et créons la notre :

  • Je veux une table qui reste avec un faible encombrement en hauteur
  • Avec le maximum de pièces imprimables à l'aide d'une imprimante 3D
  • Le système d'aspiration doit être automatique, pas besoin de pédale ou de bouton supplémentaire en utilisation normale (avec tout de même un mode manuel)
  • Un support pour bras suffisamment confortable pour travailler quelques heures de suite
  • Un voyant indiquant si la pointe aspire ou non
  • Une mécanique fluide (roulements linéaires)

Au moment ou j'écris ces lignes, ma table maison est terminée et parfaitement fonctionnelle, je fais donc durer le suspens et tâcherai de pondre des articles quand je le pourrai pour décrire la machine...