Srpen 11, 2025

V dnešním rychlém výrobním prostředí může stroj pro vychystávání a ukládání výrazně zvýšit efektivitu a produktivitu. Tyto stroje automatizují proces výběru součástek z podavače a jejich umístění na desku plošných spojů (DPS). Pro koníčkáře, inženýry a výrobce může být stavba vlastního DIY pick and place stroje naplňujícím projektem, který nejen ušetří peníze, ale také nabízí jedinečný pohled na fungování automatizované montáže. V tomto článku vás provedeme celým procesem tvorby vlastního pick and place stroje, probereme materiály, potřebné nástroje a návody krok za krokem.

Co je stroj Pick and Place?

Pick and place stroj je typ zařízení používaný převážně ve výrobě elektroniky. Tyto stroje přesně umísťují elektronické součástky na desky plošných spojů, čímž výrazně zvyšují rychlost výroby ve srovnání s ručním umísťováním. Mezi výhody použití stroje pick and place patří vyšší přesnost, nižší náklady na pracovní sílu a vyšší výrobní výkon.

Proč si postavit vlastní?

Existuje několik důvodů, proč byste mohli uvažovat o stavbě vlastního stroje na kompletaci a umístění:

  • Úspora nákladů: Komerční stroje mohou být poměrně drahé, stavba vlastního stroje může ušetřit peníze.
  • Přizpůsobení: Stroj můžete přizpůsobit svým specifickým potřebám, ať už jde o velikost, rychlost nebo typy součástí.
  • Rozvoj dovedností: Proces stavby stroje rozšíří vaše technické dovednosti a znalosti elektroniky.
  • Spokojenost: Vytvořit něco od nuly přináší jedinečné uspokojení.

Potřebné materiály

Než se pustíte do stavby, ujistěte se, že máte po ruce všechny potřebné materiály. Konkrétní komponenty se mohou lišit v závislosti na vašem návrhu, níže je uveden obecný seznam:

  • Krokové motory (3-4 kusy)
  • Mikrokontrolér (Arduino nebo Raspberry Pi)
  • Lineární kolejnice a ložiska
  • Výlisky pro rám
  • Napájecí zdroj (12V nebo 24V v závislosti na motorech)
  • Vakuové chapadlo nebo mechanické prsty pro umístění
  • Různá zapojení a konektory
  • Kamera pro systémy vidění (volitelně)
  • Software pro ovládání (např. OpenPnP)

Potřebné nástroje

Aby proces sestavování probíhal hladce, shromážděte následující nástroje:

  • Pájka a pájka
  • Klíče a šroubováky
  • 3D tiskárna (volitelná, pro vytváření vlastních dílů)
  • měřicí nástroje (třmeny, pravítka)
  • Odizolovací a krimpovací nástroje

Konstrukce krok za krokem

1. Konstrukce stroje

Začněte tím, že si načrtnete návrh stroje pro vychystávání a umísťování. Pomocí softwaru CAD navrhněte přesné rozměry a konfigurace. Zvažte faktory, jako je velikost desky plošných spojů, typy součástek a rozložení součástek na desce. Pamatujte, že dobře promyšlený návrh ušetří čas a zabrání pozdějším bolestem hlavy.

2. Sestavení rámu

Váš rám je základem stroje. Z hliníkových výlisků sestavte hlavní konstrukci podle svého návrhu. Ujistěte se, že je vše v rovině a ve čtverci, abyste později zaručili přesné pohyby. Připevněte lineární kolejnice, po kterých se bude váš portál pohybovat. Pomocí konzol a šroubů rám řádně upevněte.

3. Instalace pohybového systému

Po sestavení rámu je čas na instalaci motorů a lineárních kolejnic. Namontujte krokové motory na rám a připevněte časovací řemeny nebo vodicí šrouby pro osy X, Y a Z. Ujistěte se, že je každý motor správně vyrovnán, aby se snížilo tření a opotřebení. Plynulý pohyb je rozhodující pro přesnost vašeho stroje pro kompletaci a umístění.

4. Integrace řídicího systému

Dále budete chtít nastavit mikrokontrolér. Pokud používáte Arduino, nahrajte potřebný kód pro ovládání motorů. Připojte všechny krokové ovladače k mikrokontroléru a zajistěte dobré uzemnění. Ladění této části může být složité, proto věnujte čas zajištění bezpečného a správného zapojení všech spojů.

5. Přidání chapadla

Úkolem chapadla je odebírat a umisťovat součásti. Můžete si vytvořit jednoduché vakuové chapadlo pomocí malé vakuové pumpy nebo se rozhodnout pro mechanické prsty, které napodobují pohyby rukou. Upevněte chapadlo na osu Z a zajistěte, aby dosáhlo na všechny části desky plošných spojů bez překážek.

6. Konfigurace softwaru

Instalace softwaru, jako je OpenPnP, může zjednodušit programování počítače. Tento software umožňuje ovládat stroj prostřednictvím grafického uživatelského rozhraní a může pomoci při kalibraci. Věnujte čas seznámení se softwarem a nastaveními specifickými pro vaši konstrukci.

Testování stroje Pick and Place

Po sestavení je nezbytné provést důkladné testování. Začněte spuštěním stroje bez jakýchkoli součástí, abyste ověřili přesnost pohybu. Poté vložte zkušební desku plošných spojů se součástmi a spusťte program, abyste zjistili, zda stroj správně vybírá a umisťuje jednotlivé součásti. Je běžné, že před dosažením optimálního výkonu je třeba provést několik testů a úprav.

Tipy pro úspěch

Během stavby mějte na paměti tyto tipy:

  • Vše zdokumentujte: Zaznamenávání poznámek během procesu může pomoci při pozdějším řešení problémů.
  • Podpora Společenství: Připojte se k fórům a skupinám týkajícím se strojů pro kutily; komunita vám může poskytnout neocenitelné rady.
  • Iterujte a zlepšujte: Když zjistíte, co nejlépe vyhovuje vašim potřebám, neváhejte návrh upravit.

Budoucí vylepšení

Jakmile budete mít funkční stroj, zvažte budoucí vylepšení. Můžete integrovat systém vidění pro autonomní rozpoznávání součástí, upgradovat na motory s vyššími otáčkami nebo dokonce přidat sofistikovanější softwarové rozhraní. Možnosti jsou nekonečné a umožňují neustálé učení a zlepšování.

S odhodláním a vytrvalostí si můžete úspěšně vyrobit svůj vlastní stroj na sbírání a umísťování. Buďte na proces montáže hrdí, protože nejde jen o konečný výsledek - jde o znalosti a dovednosti, které cestou získáte.