¿Cómo es este diseño para una PCB básica de selección y colocación?

Muchas máquinas de recoger y colocar caseras son muy similares a las fresadoras CNC, y aquí es donde debe inspirarse.

La máquina consta de tres ejes lineales, cada uno de los cuales consta de:

• algún tipo de rodamiento lineal o riel para permitir que el eje se deslice libremente.
• algún tipo de motor para accionar el movimiento.

Estas dos partes probablemente constituirán la mayor parte del costo de su máquina. Su presupuesto es extremadamente ajustado; ¡Estás buscando menos de $20 por eje! Estoy tentado a decir que esto es imposible, pero odio a los detractores y me encantan los desafíos.

Como ya ha señalado, su diseño es defectuoso porque en realidad no hay nada que impida la rotación de las piezas en las varillas roscadas. También falta el importante eje giratorio que se necesita para girar las piezas a la orientación correcta antes de colocarlas. Algunos diseños solucionan esto colocando algunas de las partes, luego pidiéndole al operador que gire la PCB 90º, luego colocando más partes, etc. Es posible que desee tomar esta opción.

Su problema real es el presupuesto, y tendrá que trabajar muy duro para fabricar muchas de las piezas usted mismo (aquellas que puede fabricar) o encontrar esas piezas de alguna manera barata (tal vez de máquinas averiadas). Un lugar en el que buscas es en impresoras antiguas. Contienen rieles lineales bastante agradables que puede rescatar, incluido un motor rápido y una tira codificadora.

Motores: Hay dos tipos de motor entre los que puede elegir:

• Servomotores. Básicamente, los inventarás tú mismo. Consisten en un motor de CC, componentes electrónicos para accionar el motor, un sensor para medir la posición del motor y un controlador que calcula cuánta potencia aplicar al motor para colocarlo en la posición correcta de forma rápida y precisa.
• Motores paso a paso. Este tipo de motor no gira libremente, sino que se le puede ordenar que se mueva un paso a la vez. No necesita un sensor de posición, pero sí necesita realizar un seguimiento de cuántos pasos ha dado exactamente en cada dirección para saber exactamente dónde se encuentra y qué distancia debe recorrer para llegar a su siguiente posición.

Recomendaría el enfoque del motor paso a paso. La mayoría de las máquinas CNC pequeñas las utilizan. También debe intentar encontrar un controlador que admita algunos micropasos. Esto no solo aumenta su resolución, sino que también ayuda a superar la resonancia a ciertas velocidades. Si quieres movimiento rápido, entonces necesitarás aceleración. Si está acelerando, es probable que alcance la velocidad resonante del motor y pierda pasos.

Resolución: La alta resolución no es tan difícil de lograr. Por ejemplo, si está utilizando un motor paso a paso con 200 pasos por revolución, impulsando una varilla roscada M8 (que tiene un paso de 1,25 mm), entonces puede esperar que cada paso produzca 1,25 mm/200 = 0,00625 mm de movimiento. Sin embargo, eso no significa que su máquina tenga una precisión de 0,00625 mm. La no linealidad del subproceso, la holgura, la desviación del paso y otros factores conspirarán para aumentar su error.

Software : Escribir el software para este tipo de máquina no es tan difícil, pero lleva su tiempo. ¿Por qué no echa un vistazo a The Open PNP Project ? Su software ya está lleno de características.

Complejidad:Desafortunadamente, como con todos los proyectos de robótica, comienzas con grandes objetivos de simplicidad. A menudo, puede hacer que las cosas simples funcionen rápidamente, pero eventualmente descubre que necesita bastante complejidad para que las cosas funcionen bien, de manera confiable y durante mucho tiempo. No hay ningún problema particular en que la PCB se mueva en un eje y la cabeza se mueva en otro eje. Uno podría pensar que la PCB en movimiento sacudirá los componentes, pero es poco probable que esto sea un problema. Los componentes suelen ser muy livianos (a menos que esté colocando conectores grandes o circuitos integrados muy grandes) y están atrapados en una gota de pasta de soldadura. A menudo manejo torpemente los PCB en el horno de reflujo, y nunca he visto que una parte se salga de su lugar. Sin embargo, si tiene muchas piezas para colocar, entonces está moviendo una mesa bastante grande y

Recoger: Esta va a ser otra parte costosa, a menos que quieras chupar un tubo para recoger cada parte. Las bombas de vacío pueden ser sorprendentemente costosas (si su presupuesto es de solo $100) y también necesitará una válvula. También es posible que deba hacer un cabezal de selección extraíble para poder seleccionar piezas de diferentes tamaños. Las piezas pequeñas necesitan un tubo pequeño (obviamente), pero las piezas grandes necesitan un tubo más grande porque son más pesadas y necesitan más área de superficie para que funcione la aspiradora.

Lo primero que me llama la atención es su declaración de que esencialmente no tiene experiencia en diseño mecánico. Algunas cosas que realmente solo puedes aprender haciéndolas. ¡Construye algo!

Su diseño básicamente funcionará, pero estoy seguro de que incluso con un poco de experiencia pensará en mejoras. Así que obtenga algunos tornillos y tuercas, acopladores o correas dentadas baratos y construya una sola etapa que simplemente se traslade de un lado a otro con la precisión que necesita. Probablemente incluso pueda usar la varilla roscada y las tuercas de la ferretería si siempre empuja hacia afuera la holgura. De hecho, hay un término con el que sin duda tendrá que aprender a lidiar: contragolpe.

Lo digo en serio: antes de pensar demasiado en esto, construya algo simple con correderas para cajones, varilla roscada y un motor paso a paso. El costo será menos de $ 20 y aprenderá toneladas.

Trato con el código para mover maquinaria de precisión y es sorprendente la cantidad de oportunidades que hay para que las cosas salgan mal.