Este trabajo de fin de grado aborda el diseño y la creación de una máquina pick and place de bajo coste y arquitectura abierta para el ensamblado autónomo de componentes electrónicos en placas de circuito impreso o PCB. Ante la necesidad de una solución de bajo coste para la automatización del ensamblaje de placas electrónica, se planteó la creación de un sistema capaz de transformar archivos generados por software de diseño de placas estandard como KiCad, y ejecutar el montaje de manera autónoma y precisa. El desarrollo se centró en la optimización de los costes y recursos necesarios para el montaje de la misma. Establecido un límite inferior a los 800€, y en la compactación del diseño, con dimensiones máximas de 600*600 mm. Se prosiguió al diseño de mecanismos de posicionamiento de alta precisión, con el objetivo de poder trabajar con componentes SMD de tamaño 0402 (1×0.5 mm). La memoria detalla el proceso natural de investigación, desarrollo e implementación de los diferentes sitemas que componen una máquina de estas características. Desde la definición de requisitos pasando por las diferentes etapas de diseño físico, electrónico y finalizando por la implementación del firmware y software de control. Finalmente se presentan los resultados obtenidos y los trabajos futuros. Este trabajo no solo demuestra la consecución de una solución funcional y coste-efectiva, sino que también establece las bases para futuras implementaciones y posibles aplicaciones comerciales de la tecnología desarrollada.
Abstract:
This Bachelor’s Thesis focuses on the design and creation of a low-cost, open-architecture pick and place machine for the autonomous assembly of electronic components on printed circuit boards (PCBs). Faced with the need for an affordable solution for automated electronic board assembly, the development of a system capable of transforming files generated by standard PCB design software, such as KiCad, and executing autonomous and precise component placement was proposed. The development prioritized the optimization of costs and resources required for its assembly, setting a budget limit of under €800, and focusing on a compact design with maximum dimensions of 600×600 mm. High-precision positioning mechanisms were designed with the aim of handling SMD components as small as 0402 (1×0.5 mm). This dissertation details the natural process of research, development, and implementation of the various systems comprising such a machine. This includes defining requirements, progressing through different stages of mechanical and electronic design, and culminating in the implementation of the control firmware and software. Finally, the obtained results and future work are presented. This work not only demonstrates the achievement of a functional and cost-effective solution but also lays the groundwork for future implementations and potential commercial applications of the developed technology.
Este trabajo de fin de grado aborda el diseño y la creación de una máquina pick and place de bajo coste y arquitectura abierta para el ensamblado autónomo de componentes electrónicos en placas de circuito impreso o PCB. Ante la necesidad de una solución de bajo coste para la automatización del ensamblaje de placas electrónica, se planteó la creación de un sistema capaz de transformar archivos generados por software de diseño de placas estandard como KiCad, y ejecutar el montaje de manera autónoma y precisa. El desarrollo se centró en la optimización de los costes y recursos necesarios para el montaje de la misma. Establecido un límite inferior a los 800€, y en la compactación del diseño, con dimensiones máximas de 600*600 mm. Se prosiguió al diseño de mecanismos de posicionamiento de alta precisión, con el objetivo de poder trabajar con componentes SMD de tamaño 0402 (1×0.5 mm). La memoria detalla el proceso natural de investigación, desarrollo e implementación de los diferentes sitemas que componen una máquina de estas características. Desde la definición de requisitos pasando por las diferentes etapas de diseño físico, electrónico y finalizando por la implementación del firmware y software de control. Finalmente se presentan los resultados obtenidos y los trabajos futuros. Este trabajo no solo demuestra la consecución de una solución funcional y coste-efectiva, sino que también establece las bases para futuras implementaciones y posibles aplicaciones comerciales de la tecnología desarrollada.
Abstract:
This Bachelor’s Thesis focuses on the design and creation of a low-cost, open-architecture pick and place machine for the autonomous assembly of electronic components on printed circuit boards (PCBs). Faced with the need for an affordable solution for automated electronic board assembly, the development of a system capable of transforming files generated by standard PCB design software, such as KiCad, and executing autonomous and precise component placement was proposed. The development prioritized the optimization of costs and resources required for its assembly, setting a budget limit of under €800, and focusing on a compact design with maximum dimensions of 600×600 mm. High-precision positioning mechanisms were designed with the aim of handling SMD components as small as 0402 (1×0.5 mm). This dissertation details the natural process of research, development, and implementation of the various systems comprising such a machine. This includes defining requirements, progressing through different stages of mechanical and electronic design, and culminating in the implementation of the control firmware and software. Finally, the obtained results and future work are presented. This work not only demonstrates the achievement of a functional and cost-effective solution but also lays the groundwork for future implementations and potential commercial applications of the developed technology. Read More
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