OPENPNP贴片机DIY全攻略

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OPENPNP贴片机DIY全攻略

2024-07-12 07:14:22| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录 前言一、OPENPNP架构二、结构设计三、冰沙主板四、OPENPNP软件调试五、视觉六、飞达调试七、上机实贴八、问题与反馈总结

前言

OPENPNP是一个贴片机开源方案。 贴片机对于电子爱好者来讲,有它独特的魅力。 也许,DIY的过程会消耗较大的精力和金钱,也可能会失败或烂尾,会遇到一个又一个的“坑”,有时候想,买一台成品贴片机也是不错的选择。 但当它“跑”起来的那一刻,一切都是值得的。

我是晓离老师,此时此刻,正在为DIY第三代(OPENPNP X3)努力着(说明一代二代已烂尾),我心中有个执念,让自己做的贴片机真正的“跑”起来,使用起来,作为我开发硬件或是生产电路板的得力帮手。 我愿意将整个DIY的过程分享给大家,我录制了B站视频教程(OPENPNP贴片机DIY之X3归来)并整理了本篇博客。 目的是帮助共同兴趣爱好者更容易的去熟悉OPENPNP,敢于去挑战OPENPNP,同时博客又可以方便的共享资料,也许你可以通过本篇博客获取到所有与OPENPNP相关的资料。

本专栏将持续更新,直至完成目标(或再跪)。 祝大家都能感受到OPENPNP贴片机DIY成功的快乐!

机架结构图

一、OPENPNP架构

在这里插入图片描述 OpenPnP是一种杰出的开源贴片机方案,基架构如上图所示:

1、最上面是OpenPnp软件(上位机软件),其运行在PC(电脑)上,故我们需要一台电脑。2、OpenPnP通过过串口(或232等)和中间的冰沙主板相连,通信方式(协议)是G-Code。3、冰沙主板作为一款运动控制器,也是TOP1级别的控制器,在OpenPnp上运行流畅稳定。4、冰沙向下连接我们的机架设计,主要连接有5路步进电机(XYZ轴和AB旋转轴)、多路限位开关输入、多路MOS开关输出(用于补光灯、真空泵、电磁泵等控制)。5、左侧为两路USB相机,连接到PC机的USB口上,OpenPnP可以采集进行图像处理等。下视相机(MARK相机)主要用于识别Mark点或观察元件位置等,上视相机(对中相机)主要用于识别元件并对角度和位置作校正。6、右侧也通过G-Code协议连接有飞达控制板,控制板又通过开关信号或舵机信号连接不同的飞达。

而OpenPnp和冰沙主板,以及部分飞达控制板,都是开源方案,故我们能设计的只有机架部分。 但OpenPnp的调试也不是一件容易的事,是对一个人综合素质的考验,能玩6它的人一定是大佬级的(我是吗?)。

二、结构设计

结构的设计,仁者见仁,智者见智,我并不是专业的机械设计工程师,所以难免遇到一些“坑”。

我的第一代设计是皮带桌面机,当时最大的坑是线轨用的HGH15(抄的另一个贴片机方案),HGH15滑轨和滑块很紧(上银的,甩都甩不动),当然,这个线轨用在雕刻机上,应该是精度很好,但在贴片机,使用42步进电机带,有一种小马拉大车的感觉,当时又是皮带,故有回程差(即向左走100mm,再向右走100mm,回不到原来位置,主要是因为皮带太紧,但回程差也不大)。

结果吸取第一代的经验,我设计了第二代,采用MGN15滑轨(这个要顺滑不少)和丝杆(二手丝杆)的方案,并且把这一代机架做高,准备增加飞达,也就是这一代,我录制了视频,也得到了一些认可和点赞。 本以为丝杆机要精度高一些,但因为丝杆精度高,故对装配要求也高,在装配时螺丝松紧都有可能导致丝杆转不动了,故装配起来很是麻烦,也算是一个“坑”。还有视觉识别Mark点方面也遇到了问题。最后又加上工作生活上的一些事情忙起来了,没有精力,导致停滞了,时间一长,也没有再继续的动力了。

现在时间成熟了,我又揭竿再起,设计了第三代,吸取了前两代的经验,我还是选择使用最经典的皮带方案,也有了一些思路上的转变。

我的设计仅供参考,你可以选择借鉴,但不要绝对相信(出坑别赖我的意思)。

这一代设计还是皮带机,皮带从2040型材中央穿过的方案,另外一些固定结构件准备使用2mm厚的PCB板来做(因为比机加工要便宜和方便),包括贴装头电机架及背板,XY轴电机连接板,等等。

以下为设计简介(具体细节也可观看B站视频相关章节):

贴装头: 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 X轴: 在这里插入图片描述 机架: 在这里插入图片描述 注意事项如下:

1、Z轴结构一般分为跷跷板结构和这种皮带结构(OpenPnP都支持),而要实现自动换嘴,则需要皮带结构。2、中轴归位开关,则为了避免Z归位时,发生触底碰撞。3、尽可能保证Z轴上下运行是垂直于平面的,这样对“对中相机”比较友好,当然Mark相机也要尽可能垂直。4、吸嘴架(加上吸嘴后)占用了大量高度空间,故Z轴的行程要大一些。5、所有XYZ轴都要增加限位,当然有的设计只加了一侧限位,保险起见还是两侧都加。6、Z轴吸嘴最低面,和飞达元件底面,以及PCB夹板平面等都需要在一个平面,应保证在XY移动时不要碰到结构,且Z向下能吸取到(够得到)元件等。7、最好保证在左右或前后移动时,内则的吸嘴(或相机)都可以够得到最外侧的元件。8、带弹性的PCB夹板结构方便实际应用。9、皮带不要选太宽,不然无法穿过2040型号中空部分,我这里选用2GTx10mm皮带。10、我这里设计了大量西门子2x8飞达(二手飞达),因为我是方便后续应用OpenPnp贴片,如果无需要,可以忽略这些飞达,使用其他飞达方案。11、0816飞达为3D打印的飞达方案,据说小件时容易崩料,我这里只用0816飞达来出大无件(12mm或16mm元件)。12、飞达的废料带得有空间出(或回收),故架高机架也是为了有空间出料带(也可以省桌子)。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

三、冰沙主板 四、OPENPNP软件调试 五、视觉 六、飞达调试 七、上机实贴 八、问题与反馈 总结


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