DIY SMT tape feeder

Ik ben geen werktuigbouwer, maar toch mijn 2 centen:

Als ik naar je filmpje kijk krijg ik de indruk dat je de tape aandrijft door aan de film te trekken?

voor (semi-) automatische pick-n-place moet ieder volgend component op exact dezelfde plek liggen. Is het dan niet beter de tape met een sprocket op de gaten aan te drijven? En daarvan nauwkeurig de positie te bepalen (stappenmoter?)

@Arco: Het doel is dus om het zo te maken dat het niet omslachtig is :). En dat het maken ervan veel werk is vind ik niet erg, dat is juist leuk en leerzaam.

@hadv: onderhoud moet helemaal niet nodig zijn ;). En veilig in gebruik zou ik dan vertalen naar eenvoudig in gebruik, veel kan er namelijk niet mis gaan met een feeder. En het gebruik maken van standaard onderdelen is juist niet nodig, want daar is de 3D printer juist voor.

@blurp: Ik zal nog een filmpje maken van de nauwkeurigheid/precisie van het apparaat. En het gebruiken van een sprocket heb ik zeker overwogen, maar het lastige is dan dat je met een vernuftig systeem het folie moet verwijderen. Qua compactheid wint dit principe echt, of het ook nauwkeurig genoeg is moet ik dus nog achter komen.

Edit: Filmpje: https://youtu.be/Uh_QQo3LNsw. Snelle test van de nauwkeurigheid. Eerste paar gaan perfect, laatste twee iets minder. De software is echter nog heel beperkt. Het enige wat er uitgevoerd wordt is: blijf bewegen totdat het gat voorbij is. Dat kan dus nog veel verbeterd worden, bijvoorbeeld door een variabele boven- en ondergrens voor de hoeveelheid licht bij te houden, i.p.v. een constante grens. Verder kun je ook timen hoe lang de motor moet draaien, wat ook bruikbare info oplevert.

[Bericht gewijzigd door kloppertje op (25%)]

Er zit speling op de kunststof waar je aan trekt, maar door je optische feedback op de gaten hóef je daar geen last van te hebben. Dat maakt die feedback zo geniaal. Je zou alsnog last kunnen krijgen met rare springerige effecten, ik blijf het een lastig probleem vinden. Iig bedankt voor het filmpje :) Jou lijkt het heel prima te lukken.

Anyway, ik ga dit in ieder geval (stilletjes?) in de gaten houden.

EDIT: https://www.youtube.com/watch?v=CPw1u8_RcOc . Dat ziet er goed uit. Maar ik heb geen verstand van mechanische speling. Dat is meer iets voor werktuigbouwtuigkundigen :P En optische feedback lijkt me beter, en misschien een groter spoeltje op het motortje. Basicly wat jij doet, klopper.

http://reprap.org/wiki/Pick-n-Place_Feeders zitten ook goede ideeën in, zoals het aandrukken tegen de zijkant van de tape. Het "ratchet" gebeuren ben ik minder fan van omdat die kleine onderdeeltjes niets liever doen dan uit de tape springen bij de geringste trilling van de tape. (En die pagina is er al sinds 2011... Waarom heb ik 'm niet eerder gezien?)

So much voor "stilletjes"...

Op 4 november 2015 22:24:55 schreef kloppertje:
....
Verder kun je ook timen hoe lang de motor moet draaien, wat ook bruikbare info oplevert.

je rolt je plastic op, dus dat wordt dikker. Dat gaat na een tijdje uit de pas lopen lijkt me?
ps. super interessant verder, ik blijf het volgen!

Edit: @rew, dat weet ik, ik reageerde alleen op die regel

Nee. De grap is dat je de motor stopt zodra het volgende gaatje voor de sensor zit.

Leuk project Kloppertje, blijf het topic volgen. Het is een goede manier van positioneren. Of je dat nu met zo'n standaard sprocket doet of opties maakt volgens mij niet uit, je gebruikt de zelfde gaatjes voor de juiste positie.

Je hebt alleen kans dat als er per ongeluk aan de strip getrokken wordt (in een later stadium met pick and place) dat het wel verloopt. Door de standaard sprocket wordt de strip geficseert, en nu niet natuurlijk. Maar ik weet dan ook niet hoe zwaar of hoe ligt de strip loopt.

Maar vooralsnog ziet het er goed uit. :)

Zoals ik al schreef, een ontzettend gaaf project!
Ik blijf hem zeker volgen.

gebruik inderdaad een optische feedback voor je feeder en drijf alleen het papier aan voor het volgende component.
Aandrijving via de tape laag gaat in het begin goed, maar na verloop van tijd verloopt hij. iets met de omtrek van een cirkel die groter wordt ;)

Het motortje van BG is erg leuk! ik had hem nog niet gevonden, maar misschien ook maar eens bestellen.
Je zult er alleen geen hoge snelheden mee halen. Is een stappenmotor met gearbox niet een beter idee? Dan heb je namelijk exact de controle over de afstand die wordt afgelegd.

Op 4 november 2015 22:24:55 schreef kloppertje:
En het gebruik maken van standaard onderdelen is juist niet nodig, want daar is de 3D printer juist voor.

Ik heb geen 3D printer en ik denk dat er toch niet heel veel mensen zijn die er één hebben. Bovendien, zelfs al heb je er één, dan moet je toch ook nog de 'bouwtekening' hebben.
En veilig is niet hetzelfde als eenvoudig. Vuurwerk is ook eenvoudig.
Maar ik vind het zeker een interessant project.

Op 4 november 2015 22:24:55 schreef kloppertje:
@blurp: Ik zal nog een filmpje maken van de nauwkeurigheid/precisie van het apparaat. En het gebruiken van een sprocket heb ik zeker overwogen, maar het lastige is dan dat je met een vernuftig systeem het folie moet verwijderen. Qua compactheid wint dit principe echt, of het ook nauwkeurig genoeg is moet ik dus nog achter komen.

Als je nu het folie-oprol-klosje aandrijft met een (makkelijke slippende) rubberband?

Het vervelende van een servo-systeem zoals je nu hebt (motor bestuurd op basis van sensor-feedback) is dat je allerlei variabelen in je systeem hebt die je in je regelfunctie moet wegregelen.
Een volle of bijna lege reel heeft een heel ander gewicht, dus andere traagheid.
Verschillende reels hebben een verschillende folie, met verschillende rek.
En als je semi-automatisch wil werken moet je snel nieuwe componenten onder de pick-nozzle zetten, dus krijg je grotere krachten in je feeder.

Een idee voor de motor. Als je nu een groot tandwiel op de as zet waar nu je motortje zit, zodat hij boven dr feeder uit steekt. En dan monteer je de motor met een tandwiel op de as op de bovenkant van de feeder met de as naar beneden. Dusdanig dat de tandwielen een haakse overbrenging vormen.

Leuk, alle reacties, levert weer goede ideeën op. Ik heb inmiddels een aantal verschillende motortjes besteld (onder andere deze), maar dat duurt even voordat die binnen zijn.

Even in het algemeen, over de feedback methode. Er zit een optische sensor (Omron EE-SX1106), die detecteert wanneer een gat voorbij is, oftewel de uitgelezen analoge waarde is gezakt onder een bepaalde grens. Vervolgens wordt remt de motor af, wat ook nog sneller kan gezien nu een L293D gebruikt wordt, een modernere MOS chip met lage RDSon zal vast sneller kunnen remmen.
Als je positiebepaling aan de hand van feedback goed wilt doen, zoals bijv. met een PID controller, heb je een continu feedbacksignaal nodig, wat hier niet beschikbaar is. Wat nog wel gedaan kan worden is vanaf het begin van het gat afremmen, waarna met een lage snelheid voortbewogen wordt tot het einde van het gat.

Edit: Een ander eenvoudig concept: een mechanische pin, die in de gaatjes valt. Geen optische sensor nodig, tape ligt gelijk vast, geen last meer van externe invloeden (zware rol tape, hoeveelheid folie op de pulley). Enige uitdaging is dan om een pinnetje met veertje op te tillen met bijvoorbeeld een kleine solenoid.

Op 4 november 2015 23:53:01 schreef RVL-Electronics:
[...]
je rolt je plastic op, dus dat wordt dikker. Dat gaat na een tijdje uit de pas lopen lijkt me?

Ik bedoelde eigenlijk dat je af en toe meet hoe lang de motor moet draaien voor 1 component. Als dat verschilt (korter is) t.o.v. de vorige meting, kun je het motortje PWMen met een iets lagere duty cycle, zodat de bewegingssnelheid van het tape ongeveer constant blijft. Geen idee of het nuttig is, het is maar een idee.

Op 5 november 2015 09:48:12 schreef Lambiek:
Je hebt alleen kans dat als er per ongeluk aan de strip getrokken wordt (in een later stadium met pick and place) dat het wel verloopt. Door de standaard sprocket wordt de strip geficseert, en nu niet natuurlijk. Maar ik weet dan ook niet hoe zwaar of hoe ligt de strip loopt.

Dat is inderdaad het grootste nadeel van deze opstelling, ik merkte het al een paar keer. Zodra je het tape aanraakt klopt de positie al niet meer. Dus, er moet of een rem gebruikt worden, of toch een sprocket.

Op 5 november 2015 10:51:10 schreef hadv:
[...]Ik heb geen 3D printer en ik denk dat er toch niet heel veel mensen zijn die er één hebben. Bovendien, zelfs al heb je er één, dan moet je toch ook nog de 'bouwtekening' hebben.
En veilig is niet hetzelfde als eenvoudig. Vuurwerk is ook eenvoudig.
Maar ik vind het zeker een interessant project.

Voor mij is het erg makkelijk om iets te ontwikkelen met een 3D printer, gezien je veel vormen kunt maken en snel een volgende iteratie hebt. De bouwtekening (stl) is eenvoudig te delen, dus daar zie ik het probleem niet van in.
Over het veiligheidsaspect: van vuurwerk kun je makkelijker dood gaan dan van SMT feeders ;). Maar ik snap het punt, en ik denk dan veilig/eenvoudig ook wel "hufterproof" genoemd kunnen worden; er mag namelijk niets fout gaan onder (bijna) alle omstandigheden.

Op 5 november 2015 11:02:03 schreef blurp:
Als je nu het folie-oprol-klosje aandrijft met een (makkelijke slippende) rubberband?

Het vervelende van een servo-systeem zoals je nu hebt (motor bestuurd op basis van sensor-feedback) is dat je allerlei variabelen in je systeem hebt die je in je regelfunctie moet wegregelen.
Een volle of bijna lege reel heeft een heel ander gewicht, dus andere traagheid.
Verschillende reels hebben een verschillende folie, met verschillende rek.
En als je semi-automatisch wil werken moet je snel nieuwe componenten onder de pick-nozzle zetten, dus krijg je grotere krachten in je feeder.

De slippende riem is een goed idee, dan kan in het geval van aandrijving met een sprocket ook nog dezelfde motor gebruikt worden voor het folie.
Het verschil tussen een lege en volle rol is op te lossen door een voldoende sterke motor te gebruiken.

Goede keuze die stepper.
18 graden is voor deze toepassing ook prima.
met 2 fasen is die ook goed te besturen met de L293D

bijgaande even een foto van een feeder van mijn oude P&P, misschien dat je er wat ideeen uit op kunt doen.

Het eerste prototype werkte al aardig, maar had twee problemen: het tape was niet goed vastgeklemd, en de positie van de componenten was afhankelijk van de snelheid van de motor (massatraagheid).

Daarom nu een versie gemaakt die gebruikt maakt van een kleine stappenmotor met vertraging. Er wordt nog steeds optische feedback gebruikt. Een andere verbetering is het aandrukken van het tape, dit gebeurt middels een geprinte veer. Zie foto's voor details.

Filmpje van de nieuwe versie: https://youtu.be/0qdFy5rrctQ. Het draadje over het tape heen is 0.3mm wikkeldraad. Herhaalbaarheid is nu al een stuk beter. Componenten (0805 weerstandjes) zijn gesponsord door rew, bedankt!

Problemen met nieuwe versie: Op het filmpje is te zien dat het tape soms nog een beetje beweegt nadat de motor is gestopt, mogelijk veroorzaakt door rek in het folie / te veel spanning op het folie / te veel aandrukken van tape. Verder heeft de motor soms te weinig koppel, maar dat is een kwestie van proberen met de kracht waarmee het tape wordt aangedrukt.

De stepper die jij voorstelt lijkt me niet handig. Daar moet dan nog een vertragingsbak op die weer lastig zelf te maken is of groot en onnauwkeurig wordt. Ik zou kiezen voor een 28BYJ-48

Woensdag ligt er 1 bij jou in de bus. :-) (de post is vandaag al weg)

Raad eens wat er nu op zit :). Precies het motortje wat je voorstelt dus. Nadeel daarvan is dat ie relatief groot is, met een diepte van 20mm. Dan moet er ook nog een pulley op gemonteerd worden, eventueel met overbrenging, dus kom je altijd op een breedte van meer dan 20mm uit. Voordeel van de genoemde stepper is dat ie vrij klein is, maar de vraag is of je dan (met overbrenging) voldoende koppel ter beschikking hebt. Maar alsnog bedankt voor het aanbod :).

Op 9 november 2015 14:11:20 schreef kloppertje:
Problemen met nieuwe versie: Op het filmpje is te zien dat het tape soms nog een beetje beweegt nadat de motor is gestopt, mogelijk veroorzaakt door rek in het folie / te veel spanning op het folie / te veel aandrukken van tape.

Ik zou denk toch voor een sprocket gaan voor het positioneren, en die kan je ook met je stappenmotor bedienen.

Deze heeft hem al aardig aan de praat.
https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=CRSLbo_8…

Verhip, dat is een werkende machine. Dat heeft hij goed voor elkaar... O_o

Lambiek, kun je uitleggen waarom je voor een sprocket zou kiezen? De huidige oplossing werkt eenvoudig, en zoals op het filmpje te zien ook erg nauwkeurig.

Op 9 november 2015 19:43:36 schreef kloppertje:
Lambiek, kun je uitleggen waarom je voor een sprocket zou kiezen?

Omdat je dan zeker weet dat het perfect te positioneren is, en dat het niet kan verlopen als je er een component van afpakt.
Je zij zelf al dat het dan snel verloopt.

De huidige oplossing werkt eenvoudig, en zoals op het filmpje te zien ook erg nauwkeurig.

Het werkt zeker eenvoudig, dat zal ik niet ontkennen.
Maar het laatste stukje is niet echt nauwkeurig natuurlijk. Maar misschien kan je dat nog verbeteren, het is nog in een beginstadium. Het voordeel is wel dat je maar één motor nodig hebt.

De twee laatstgenoemde problemen (zwaar lopen en teruggaan) zijn nu opgelost, kwam door een slecht geprinte geleiding waardoor het tape te zwaar liep. Het los liggen is ook opgelost, doordat de punt waarover het tape loopt nu ook het tape aandrukt.

Stiekem wil ik een versie met sprocket ook een keer proberen. Ik denk dat het qua nauwkeurigheid niet veel uitmaakt, gezien er ook speling is tussen sprocket en gat in het tape. Verder heb je ook nog steeds een optische/mechanische sensor nodig om de stepper te nullen bij het opstarten.

mogelijk voor wat inspiratie:
https://youtu.be/S8qkaTsr2_o?t=3m43s

(zoals het bij een "echte" pick en place feeder werkt)

Kloppertje: De sprockets zijn leuk, maar in mijn ervaring is het erg lastig om de wielen nauwkeurig genoeg uit te printen. Verder introduceer je een niet-teruggekoppelde afstelmogelijkheid in het geheel. Waarschijnlijk tricky werk om weer goed af te stellen als het een keer niet goed zit.

Tot nu toe was mijn plan om de naald in het gat van de vorige component te steken. Dan de tape voort te trekken en dan de component te pakken. Als de tape dan zeg 0.5mm verschoven is t.o.v. waar je hem verwacht, zit ie na het verschuiven weer precies waar je hem hebben wilt. (het gat voor de 0805 weerstandjes is 1.5mm breed, dus je mag 0.5mm naast het midden prikken).

Op 10 november 2015 12:17:11 schreef rew:
Tot nu toe was mijn plan om de naald in het gat van de vorige component te steken. prikken).......

Ben jij er ook mee bezig rew?

Met het ontwikkelen van de tape zit je sowieso met het probleem dat de rol dikker wordt na er meer tape op de rol komt, waardoor feedback noodzakelijk is. Het oprollen van de tape lijkt mij de beste methode, omdat anders de tape slap kan komen te hangen en misschien problemen gaat geven.
Misschien kun je iets doen met meerdere optische sensoren die een net iets grotere afstand onderling hebben dan de gaten in de reel, zo kun je de positie(en snelheid) nauwkeurig bepalen. Als je de motor 15 mm kunt laten uitsteken, kun je de feeders iets laten verspringen. De motor van de ene, hangt boven de invoer van de buurman. Het voordeel is dat je geen tandwielen extra in het systeem hebt die kunnen zorgen voor extra speling.

Edit:
De optische sensoren kun je ook samen monteren op een slede, welke je nauwkeurig kan laten schuiven. Aan het uiteinde van de geleide kun je schroefdraad in de slede tappen, waardoor je met een bout de slede kan instellen. Soort gelijk aan de achteras van een fiets, waarbij 2 moeren zitten waarmee je de ketting kan spannen.

r3dnax, het plaatsen van meerdere sensoren is inderdaad een goed idee, had er zelf ook al even aan gedacht. Tot nu toe stop ik de stapper gewoon direct , maar ik moet nog zien of dit dan ook dezelfde stopafstand geeft wanneer de rol met tape een stuk voller is.

Wat betreft plaatsing van de motor zit ik er ook aan te denken om twee feeders te combineren, vaak gebruik je er toch meer dan een.

@rew: als je zin hebt (en als een optische sensor hebt liggen) kun je het ontwerp ook eens proberen, de stappenmotor heb je al, en de uln2803 driver wss ook wel.

Oh en sprockets lastig? Werkt toch best aardig voor een in 3 minuten geprint onderdeeltje.