10 juillet 2025

Dans le paysage électronique actuel, qui évolue rapidement, la demande de processus d'assemblage plus efficaces et plus précis est plus forte que jamais. La technologie de montage en surface (SMT) est devenue l'étalon-or de la fabrication électronique, permettant la production rapide de cartes de circuits compactes et complexes. Alors que les machines de montage en surface commerciales peuvent coûter une petite fortune, la création de votre propre version bricolée peut être un projet satisfaisant et rentable qui vous permet de produire des prototypes de circuits imprimés à la maison. Dans ce guide complet, nous allons explorer les étapes de la construction d'une machine de pose et de dépose de CMS et les différentes considérations que vous devez garder à l'esprit.

Comprendre la technologie SMT

Avant d'aborder les aspects liés au bricolage, il est essentiel de comprendre ce que fait une machine de prélèvement et de placement SMT. Ces machines sont conçues pour prélever avec précision des composants dans un chargeur et les placer sur un circuit imprimé en fonction de coordonnées prédéfinies, qui peuvent être programmées à l'aide d'un logiciel.

Le voyage commence par une compréhension claire des composants impliqués dans l'assemblage CMS : résistances, condensateurs, circuits intégrés et autres dispositifs montés en surface. Chacun de ces composants est généralement fixé sur le circuit imprimé à l'aide de pâte à braser et de soudure par refusion, ce qui rend le rôle de la machine de prélèvement et de placement essentiel pour garantir la précision et la rapidité de l'opération.

Pourquoi construire votre propre machine Pick and Place ?

  • Rentabilité : Les machines de préparation de commandes commerciales peuvent coûter des milliers, voire des centaines de milliers d'euros. En construisant votre propre machine, vous pouvez réduire considérablement vos coûts.
  • Personnalisation : Vous pouvez concevoir la machine pour qu'elle réponde parfaitement à vos besoins spécifiques et à votre espace de travail, de la taille des circuits imprimés au type de composants utilisés.
  • Valeur éducative : Le processus de conception et de construction de votre propre machine vous permet d'acquérir une expérience et des connaissances inestimables en matière de robotique, d'électronique et de programmation.

Composants nécessaires

  • Cadre : La structure de la machine peut être construite à partir d'extrusions d'aluminium, de bois ou de plastique. Veillez à ce qu'elle soit suffisamment solide pour supporter les contraintes mécaniques.
  • Moteurs : En règle générale, les moteurs pas à pas sont utilisés pour des mouvements précis. Vous pouvez avoir besoin d'un minimum de trois moteurs pour les mouvements des axes X, Y et Z.
  • Motor Drivers : Ils sont essentiels pour contrôler les moteurs pas à pas avec précision. Les pilotes couramment utilisés sont A4988 ou DRV8825.
  • Tableau de contrôle : Un microcontrôleur comme Arduino ou Raspberry Pi peut servir d'unité de contrôle pour gérer le fonctionnement de votre machine.
  • Caméra : Pour les systèmes de vision, une caméra peut aider à placer les composants avec précision en reconnaissant le circuit imprimé et les composants.
  • Mécanisme d'alimentation : Vous aurez besoin d'un chargeur de composants. Il peut s'agir d'un simple chargeur à bande ou d'un chargeur à bol vibrant plus complexe.
  • Logiciel : Le logiciel est essentiel car il traduit les fichiers de données de votre conception en mouvements pour votre machine. Les options libres telles que Kicad pour la conception de circuits imprimés et GRBL pour le contrôle des mouvements sont populaires.

Conception de la machine

Une fois que vous avez rassemblé les composants nécessaires, l'étape suivante consiste à concevoir la machine. Les logiciels de CAO (conception assistée par ordinateur) peuvent vous aider à visualiser votre projet. Commencez par une maquette du châssis et de l'emplacement des moteurs. Veillez à tenir compte de la taille des composants et du circuit imprimé. La conception doit également prévoir un emplacement pour la caméra, si vous en utilisez une.

Il peut être utile de s'inspirer de modèles existants. Des sites web tels que GitHub ou des forums en ligne proposent souvent des conceptions et des schémas partagés que vous pouvez adapter à votre projet. N'oubliez pas de vous concentrer sur la facilité d'entretien et l'accessibilité des composants.

Assemblage de votre machine Pick and Place SMT

Votre dessin étant prêt, il est temps de commencer à assembler la machine. Suivez les étapes suivantes :

  1. Construire le cadre : Commencez par assembler la base et les supports verticaux de votre cadre. Assurez-vous que tout est d'équerre et de niveau.
  2. Monter les moteurs : Fixez les moteurs pas à pas sur le cadre. Veillez à ce qu'ils soient correctement alignés pour assurer un mouvement fluide le long des axes.
  3. Installer la carte de contrôle : Monter la carte de contrôle sur le cadre, en veillant à ce qu'elle soit accessible pour la programmation et les connexions électriques.
  4. Connecter le câblage : Câblez soigneusement les moteurs aux pilotes de moteur et connectez les pilotes à la carte de contrôle. Veillez à ce que toutes les connexions soient sûres.
  5. Mise en place du système d'alimentation : Installez le mécanisme d'alimentation et assurez-vous qu'il est correctement aligné avec la tête de prélèvement et de placement.

Programmation du système de contrôle

Le système de contrôle est ce qui vous permet de faire fonctionner la machine. Si vous utilisez un Arduino, vous pouvez utiliser des bibliothèques comme AccelStepper pour contrôler les moteurs. Cette programmation impliquera de spécifier les modèles de mouvement basés sur les coordonnées de la conception de votre circuit imprimé.

La plupart des opérations de prélèvement et de placement utilisent le code G, le même langage que celui utilisé par les machines à commande numérique. Une fois que la disposition de votre circuit imprimé est finalisée, un logiciel comme FlatCAM ou similaire peut générer le code G nécessaire pour que votre machine comprenne les coordonnées et les actions requises pour placer les composants.

Essais et étalonnage

Après l'assemblage et la programmation, l'étape critique suivante est le test et l'étalonnage. Il s'agit d'effectuer quelques cycles d'essai sans composants pour s'assurer de la précision du mouvement. Effectuez de petits ajustements à la programmation et aux configurations mécaniques jusqu'à ce que vous obteniez des mouvements précis.

Une fois que vous êtes satisfait des mouvements, effectuez des essais avec quelques composants pour vérifier la précision des placements et le fonctionnement général. L'étalonnage peut prendre un certain temps, mais il est crucial pour un fonctionnement réussi.

Améliorations futures

Après avoir construit et exploité avec succès votre machine de prélèvement et de dépose SMT, l'étape suivante consiste à envisager des améliorations. Les améliorations possibles sont les suivantes :

  • Systèmes de vision : La mise en place d'un système de caméras peut faciliter l'orientation et la mise en place des composants, garantissant ainsi la précision.
  • Systèmes d'alimentation automatisés : L'adoption de distributeurs automatiques peut améliorer la vitesse et l'efficacité.
  • Améliorations du logiciel : L'intégration de solutions logicielles plus avancées permet de rationaliser les opérations et d'améliorer l'expérience des utilisateurs.

La construction de votre propre machine de prélèvement et de placement de CMS peut sembler intimidante, mais avec les bons outils et les bonnes lignes directrices, elle peut s'avérer une entreprise incroyablement gratifiante. Vous obtiendrez non seulement un outil fonctionnel et précieux pour vos projets électroniques, mais vous élargirez également vos connaissances et vos compétences en matière de programmation, de robotique et d'électronique. Plongez dans ce projet passionnant et libérez votre créativité !