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Status der VarioPlace Steuerungshardware

Nachdem sich das letzte Update sich mit der VarioPlace Bestückungssoftware beschäftigt hat, möchte ich heute über die Entwicklung und den aktuellen Stand der Steuerungshardware schreiben. Da ich bisher noch nie im Detail über die verwendete Hardware berichtet habe, werde ich beim ersten Prototypen beginnen und die Entwicklung bis zur heutigen Version beschreiben. Der erste VarioPlace […]

VarioPlace Package Editor

VarioPlace Pick and Place Sofware Preview

Wer schon einmal mit Bestückungsmaschinen gearbeitet hat oder öfters SMD Bauteile von Hand bestücken muss wird das Problem kennen: Vor der eigentlichen Bestückung steht die Arbeitsvorbereitung (im Fachjargon Rüsten genannt). Konkret bedeutet dies die SMD Bauteile vom Lager zu holen und entweder leicht zugänglich am Arbeitsplatz oder über Feeder der Bestückungsmaschine bereitzustellen. Bei der automatischen Bestückung mit kleinen Losgrößen nimmt dieser Teil in der Regel mehr Zeit in Anspruch als das eigentliche Platzieren der Bauelemente. Währenddessen stehen die Bestückungsautomaten still und bringen keinen Umsatz. Gerade auf Profi-Bestückungsautomaten mit vielen 10.000 cph (Chips per Hour) Bestückungsleistung sind 10 Prototypen oder eine 50er Kleinserie in der Regel in wenigen Minuten fertiggestellt. Das manuelle und damit teure Rüsten kann aber leicht 30 Minuten dauern, die auch bezahlt werden müssen. Dies ist auch der Hauptgrund, weshalb Auftragsbestücker (EMS) kein gesteigertes Interesse an der Fertigung von Prototypen oder Kleinserien haben bzw. diese nicht günstiger anbieten können (selbst wenn sie wollten).

Da sich der Vorgang auf Grund der Unmengen an unterschiedlichen Bauteilen, Bauformen und Kombinationsmöglichkeiten nicht sinnvoll automatisieren lässt, kann lediglich versucht werden das Rüsten der SMD Bauteile und den Bestückungsvorgang an sich durch eine möglichst intuitiv bedienbare Software so einfach wie möglich zu gestalten. Ziel war und ist es VarioPlace auch ohne stundenlanges Studieren von Handbüchern oder teurer Schulungen bedienen zu können. Daher haben wir in den letzten Wochen verstärkt Zeit in die Softwareentwicklung investiert um die, bis dato etwas improvisierte, Steuerungssoftware unseres Prototypens durch eine komplette Neuentwicklung zu ersetzen.

Als kleinen Vorgeschmack auf unseren Lösungsansatz möchten wir an dieser Stelle einige erste Screenshots der neuen VarioPlace Bestückungssoftware präsentieren. Es handelt sich nicht um die finale Version und hier und da wird sich sicher noch etwas ändern, aber ich denke die Bilder vermitteln bereits einen ganz guten Einblick in die Kernfunktionen. Fragen, Anregungen und Feedback sind erwünscht.

VarioPlace UI Übersicht

VarioPlace UI Übersicht

Die grafische Vorschau der importierten Dateien im oberen Bereich hilft beim Vorbereiten des Bestückungsvorgangs. Die Vorschau kann gezoomt und verschoben werden um bestimmte Regionen genauer zu betrachten. Unten können zusätzliche Informationen und Notizen zum Bestückungsprojekt hinterlegt werden.

Vorschau- und BOM-Ansicht mit allen Bauteilen des aktuellen Projekts

Vorschau- und BOM-Ansicht mit allen Bauteilen des aktuellen Projekts

In der BOM-Ansicht werden im unteren Bereich alle SMD Bauteile der geladenen Boardfiles aufgelistet. Bauteile mit identischem Package werden automatisch gruppiert um die Übersichtlichkeit zu erhöhen. Die einzelnen Bauteile lassen sich aber bei Bedarf jederzeit durch Ausklappen anzeigen. Icons markieren Zeilen, die noch nicht mit Bauteilen aus der VarioPlace Bibliothek verknüpft wurden.

Hervorhebung mehrer Bauteile in der Vorschauansicht

Hervorhebung mehrer Bauteile in der Vorschauansicht

Hier ist im unteren Bereich eine ausgeklappte Bauteilgruppe der Baugröße 0805 mit 16 Bauteilen zu sehen (100kOhm, R5 – R20). Da Bauteilwert und Package für alle Teile einer Gruppe identisch sind, kann die komplette Gruppe in einem Schritt einem Bauteil aus der Bibliothek zugewiesen werden. Dies spart Zeit und hilft Fehler zu vermeiden. Bauteile werden in der grafischen Vorschau außerdem farblich hervorgehoben, wenn diese in der BOM-Liste angeklickt werden. Dies funktioniert sowohl für komplette Gruppen als auch für einzelne Bauteile.

VarioPlace Package Library

VarioPlace Package Library

VarioPlace verwaltet alle Bauteile in seiner Package Bibliothek, dort müssen diese einmalig angelegt werden und können fortan in allen Bestückungsprojekten verwendet werden. Die Zuweisung der Bauteile erfolgt dann durch einfache Auswahl aus der Bibliothek.

VarioPlace Package Editor

VarioPlace Package Editor

Die Erstellung neuer SMD Bauteile für die Bibliothek wird im grafischen VarioPlace Package Editor erledigt. Hier werden auch alle Einstellungen für die Bestückungsmaschine für dieses Package festgelegt (Abmaße, Höhe, Bestückungsgeschwindigkeit, Vision, etc.). Zur Vereinfachung der Bauteilerstellung unterstützt der Editor verschiedene Layer, unterschiedliche Raster und Einheiten (mm, mil, inch).

Vorschauansicht zugewiesener SMD Bauteile

Vorschauansicht zugewiesener SMD Bauteile

Da im Package Editor alle Bauteil-Packages grafisch angelegt wurden, ist die VarioPlace Software in der Lage zugwiesene Bauteile in die PCB-Vorschau zu integrieren. So lassen sich offensichtliche Fehler in der Zuweisung bereits vor dem Start der SMD Bestückung erkennen. Im oberen Beispiel erkennt man z.B. sehr schnell, dass die gewählten Packages für die SMD LEDs (LED1 – LED4) nicht korrekt sein können. Die zugewiesenen Bauteile sind 90° verdreht und deutlich größer als das 0603 Pad, dass auf der Platine vorhanden ist. Alle anderen Bauteile hinsichtliche Ausrichtung und Bauteilgröße korrekt zugewiesen.

Feeder Setup Vorschau

Feeder Setup Vorschau

Wie auch auf für die Platine erstellt die VarioPlace Bestückungssoftware eine grafische Vorschau der angelegten Feeder. Zugewiesene Bauteile werden auch hier grafisch dargestellt um die Rüstung vor dem Start des Bestückungsvorgangs zu kontrollieren und zu erleichtern. So erkennt man z.B. oben rechts ein SO8 Package in Tray 0/0 eines Tray-Feeders. Selbstverständlich ist auch in dieser Ansicht ein Zoomen und Verschieben des Bildausschnitts möglich.

VarioPlace Spezifikationen online

Ab sofort haben wir eine neue Kategorie auf unsere Webseite, in der wir die ersten Messungen an unserem Prototopyen veröffentlichen.

Neuigkeiten rund um VarioPlace: Vision-System

Weihnachtswünsche aus Norddeutschland

Der Jahreswechsel steht kurz bevor und die festliche Zeit hat die meisten von uns schon in ihren Bann gezogen.

Für uns geht ein aufregendes Jahr zu Ende: 2014 wurde VarioPlace bei der MakerFaire in Hannover das erste Mal der Öffentlichkeit präsentiert. Seitdem haben wir stetig an der Verbesserung unseres Prototypens gearbeitet und werden im ersten Quartal 2015 mit der Auslieferung von Testgeräten an ausgewählte Kunden starten. Ein großes Dankeschön an alle, die uns auf diesem Weg unterstützt haben.

Wir wünschen Ihnen allen ein schönes Weihnachtsfest und einen guten Rutsch ins das neue Jahr.

Viel Freude beim Lesen.

Mit weihnachtlichen Grüßen,

Das VarioPlace Team

VarioPlace Placing 0805 ResistorsVision-System von VarioPlace

Seit dem letzten Newsletter haben wir am Bildverarbeitungssystem, den Vision-System von VarioPlace, gearbeitet und konnten es erfolgreich in Betrieb nehmen. Durch den Einsatz der Top Vision ist es möglich zu Beginn der Produktion die Position von Fiducials (optische Referenzpunkte auf der Platine) auf zu bestückenden Platinen automatisch zu bestimmen und somit Versatz und Rotation der Platine zu berechnen. Außerdem wird die Top Vision genutzt, um die Lage der Bauteilgurte zu erkennen und Abweichungen zu kompensieren.

Durch Toleranzen der Bauteilgurte hervorgerufene Rotations- oder Offsetfehler der Bauteile können im Bestückungsprozess durch den Einsatz der Bottom Vision bestimmt und korrigiert werden. Hierzu werden Fotos der Unterseite der Bauteile aufgenommen und die Lage des Bauteils automatisch bestimmt. Die VarioPlace Software korrigiert darauf hin automatisch die Bauteilendposition um mögliche Abweichungen auszugleichen und eine präzise Bestückung zu gewährleisten. In folgendem Video sehen Sie die BottomVision in Aktion:

 

Was ist VarioPlace?

VarioPlace ist ein Projekt von drei Ingenieuren aus Norddeutschland, die bereits seit Oktober 2013 an einem bezahlbaren SMD-Bestückungsautomaten für den Schreibtisch arbeiten. Der erste Prototyp wurde im Juli 2014 auf der Makerfaire in Hannover der Öffentlichkeit vorgestellt. Das dort gesammelte Feedback war durchgehend positiv und ermutigte das Team an ihrem Traum von der „bezahlbaren Pick-and-Place Maschine für jedermann“ festzuhalten und den Prototypen in die Serie zu überführen.

VarioPlace Webseite online

Ab sofort ist die neue Website online. Außerdem freuen wir uns VarioPlace in Aktion zeigen zu können. Hier geht es zum Video.
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