Development and implementation of a prototype pick-and-place machine

Abstract

[ES] La creciente importancia de los dispositivos electrónicos en la sociedad actual, y la velocidad con la que esta avanza, ha provocado un aumento en la demanda de placas de circuitos impresos. En consecuencia se ha generado una demanda de maquinas pick-and-place mas rápidas y precisas, que se utilizan en las líneas de montaje de placas de circuitos impresos de todo el mundo, esta demanda no deja de aumentar. Aunque en el mercado existen varias opciones de calidad industrial, la adquisición de una maquina que equilibre un bajo coste con una precisión razonable sigue siendo un reto. Esta tesis investiga la viabilidad para desarrollar e implementar un prototipo de maquina pick-and-place que cumpla estos requisitos. Para ello, se estudiaron las ventajas e inconvenientes de diversos componentes mecanicos y electrónicos. Una vez identificados los componentes viables, se diseño, ensamblo y programo la maquina. Posteriormente, se evaluó su rendimiento y se comparo con el de las maquinas existentes. Este proceso de investigación y desarrollo dio como resultado una maquina capaz de colocar de forma fiable los componentes mas utilizados a una velocidad razonable. En su estado actual, la maquina puede construirse por menos de 1.000 euros, lo que la hace mas asequible que la mayoría de las alternativas de gama baja disponibles en la actualidad. No obstante, el rendimiento de la maquina es mejorable. Por ejemplo, la velocidad y la precisión pueden optimizarse de forma rentable solucionando los cuellos de botella. Aunque la maquina que se presenta en esta tesis es por el momento un prototipo, promete mucho de cara a futuros desarrollos.

[EN] The growing importance of electronic devices in today s rapidly advancing society has led to an increasing demand for printed circuit boards. Consequently, the demand for faster and more accurate pick-and-place machines, which are utilized in printed circuit board assembly lines worldwide, is steadily rising. Although several industrial-grade options are available on the market, acquiring a machine that balances low cost with a reasonable accuracy remains challenging. This thesis investigates the feasibility of developing and implementing a prototype pick-and-place machine that fulfils these requirements. To accomplish this, the benefits and drawbacks of various mechanical and electronical components were first explored. Once viable components were identified, the machine was designed, assembled, and programmed. Subsequently, its performance was evaluated and compared with that of existing machines. This research and development process resulted in a machine capable of reliably placing the most commonly used components at a reasonable speed. In its current state, the machine can be constructed for less than 1000 euros, making it more affordable than most low-end alternatives currently available. Nonetheless, performance-wise, there is room for improvement. For instance, the speed and accuracy can be cost-effectively optimised by addressing bottlenecks. Although the machine presented in this thesis is still a prototype, it demonstrates considerable promise for further development.