20 augustus 2025

In de snelle productieomgeving van tegenwoordig zijn efficiëntie en precisie van het grootste belang. Een van de meest essentiële gereedschappen in elektronica assemblage is de pick-and-place machine. Deze machines automatiseren het proces van het verzamelen van componenten uit een feeder en het nauwkeurig plaatsen ervan op een PCB (Printed Circuit Board). Hoewel veel bedrijven investeren in commerciële machines, kan het bouwen van een doe-het-zelf pick-and-place machine een spannend en voordelig project zijn dat indrukwekkende mogelijkheden biedt. In deze blog onderzoeken we hoe je je eigen pick-and-place-machine kunt maken, waarbij we ons laten inspireren door innovatieve ontwerpen uit China.

Inzicht in de basisprincipes van pick-and-place-machines

Voordat we in het doe-het-zelf-proces duiken, moeten we eerst de fundamentele werking van een pick-and-place-machine begrijpen. Deze machines bestaan uit verschillende belangrijke onderdelen: de feeder, die de elektronische onderdelen vasthoudt en aanvoert; het portaalsysteem, dat de pick-and-place-kop beweegt; en het vision-systeem, dat helpt om de locatie van de onderdelen nauwkeurig te bepalen. De automatisering van deze processen vermindert de assemblagetijd aanzienlijk en verhoogt de nauwkeurigheid in vergelijking met handmatige assemblage.

Waarom doe-het-zelven? De voordelen van je eigen machine bouwen

Kiezen voor een doe-het-zelf-aanpak heeft meerdere voordelen. Ten eerste kun je de machine aanpassen aan je specifieke behoeften, zodat je onderdelen en functies kunt kiezen die voldoen aan je productievereisten. Ten tweede kan het bouwen van je eigen pick-and-place-machine aanzienlijk goedkoper zijn dan het kopen van een commerciële optie. Je kunt ook praktische kennis opdoen over machines en elektronica, wat zowel hobbyisten als professionals ten goede kan komen. Tot slot bevordert het creativiteit en innovatie, zodat bouwers hun eigen ideeën en technieken kunnen verkennen.

Wat je nodig hebt

Hier is een lijst met essentiële onderdelen die je nodig hebt om je eigen pick-and-place-machine te bouwen:

  • Basisframe: Aluminium profielen of multiplex voor de basisstructuur.
  • Motoren: Stappenmotoren voor het bewegen van het portaal en de pick-and-place-kop.
  • Controleraad: Een Arduino of Raspberry Pi om de machine aan te sturen.
  • Zichtsysteem: Een cameramodule om onderdelen en hun plaatsing te identificeren.
  • Portaalsysteem: Lineaire bewegingsrails of -geleiders voor nauwkeurige bewegingen.
  • Voerbak: Zelfgemaakte of gekochte voederhuisjes.
  • Vacuümsysteem: Om kleine elektronische onderdelen op te pakken.
  • Voeding: Juiste voedingsadapters en connectors.
  • Bedrading: Voor het aansluiten van alle componenten.
  • Software: Een open-source software zoals G-code of een aangepaste softwaretoepassing voor besturing.

Stap-voor-stap handleiding voor het bouwen van je machine

Stap 1: Je lay-out ontwerpen

Begin met een eenvoudige ontwerpschets van de lay-out van je machine. Dit omvat de plaatsing van het basisframe, de motoren, het portaalsysteem en de invoer. Het is cruciaal om ervoor te zorgen dat de afmetingen nauwkeurig zijn en dat alle onderdelen vrij kunnen bewegen zonder belemmeringen.

Stap 2: Het basisframe maken

Gebruik aluminium profielen of multiplex om het basisframe te snijden en in elkaar te zetten. De basis moet stevig genoeg zijn om bestand te zijn tegen trillingen en bewegingen tijdens het gebruik. Zorg ervoor dat het waterpas staat zodat de onderdelen nauwkeurig geplaatst kunnen worden.

Stap 3: Het portaalsysteem installeren

Installeer lineaire bewegingsrails of geleiders op de basis. Monteer de stappenmotoren aan de uiteinden van de rails. Deze motoren regelen de beweging van het portaalsysteem en moeten stevig worden bevestigd om wiebelen te voorkomen.

Stap 4: Het voedersysteem instellen

Plaats je feeders gelijkmatig langs de zijkant van de machine voor gemakkelijke toegang. Afhankelijk van je behoeften kun je in de handel verkrijgbare feeders gebruiken of met 3D-printing aanpasbare opties maken.

Stap 5: Het vacuüm-opnamesysteem integreren

Bevestig de vacuümpomp aan je pick-and-place-kop. Deze pomp wordt geactiveerd wanneer je onderdelen oppakt. Zorg ervoor dat het mondstuk de juiste grootte heeft voor de onderdelen waarmee je wilt werken, zodat je ze stevig kunt vastpakken zonder ze te beschadigen.

Stap 6: het visionsysteem installeren

Stel de camera op boven het werkgebied. Dit is essentieel om de plaatsing van de onderdelen te herkennen en zo nodig aan te passen. Je moet het vision-systeem kalibreren voor een nauwkeurige identificatie.

Stap 7: Bedrading en voeding

Sluit alle componenten voorzichtig aan op de besturingskaart en zorg ervoor dat de aansluitingen goed vastzitten. Gebruik geïsoleerde connectoren om kortsluiting te voorkomen. Sluit na de bedrading de voeding aan op de besturingskaart en de motoren.

Stap 8: Softwareconfiguratie

Installeer de besturingssoftware op je computer of Raspberry Pi. Programmeer de machine om onderdelen te detecteren met behulp van het vision-systeem en geef opdrachten aan de motoren tijdens het gebruik. Overweeg om open-source software te gebruiken om kosten te besparen.

Testen en kalibreren

Als alles in elkaar zit, is het tijd om de machine te testen. Begin met kleine batches om de prestaties te beoordelen en pas indien nodig de kalibratie-instellingen aan. Dit proces kan inhouden dat je de motorsnelheden, de nauwkeurigheid van de vision en de vacuümdruk moet afstellen om er zeker van te zijn dat de componenten goed worden gepakt en op de juiste manier op de printplaat worden geplaatst.

Extra tips voor succes

Hier volgen enkele aanvullende aanbevelingen om de prestaties van je doe-het-zelf pick-and-place-machine te verbeteren:

  • Blijf georganiseerd: Houd je werkruimte georganiseerd om te voorkomen dat je kleine onderdelen kwijtraakt tijdens het assemblageproces.
  • Documenteer je proces: Houd een logboek bij van je bouwproces voor toekomstige referentie of verbeteringen.
  • Voortdurend leren: Ga actief op zoek naar online bronnen en gemeenschappen die zich richten op doe-het-zelfelektronica; zij kunnen onschatbare inzichten en feedback geven.
  • Regelmatig onderhoud: Voer een routine-onderhoudsschema uit om je machine in topconditie te houden, zodat je verzekerd bent van een lange levensduur en betrouwbare prestaties.

Het bouwen van een pick-and-place machine kan een lonend project zijn voor iedereen die geïnteresseerd is in elektronica en doe-het-zelven. Met een beetje vindingrijkheid en inspanning kun je een krachtig hulpmiddel maken dat je mogelijkheden voor printplaatassemblage vergroot.