[开源硬件]

折腾一套可以替代openpnp 开源贴片机控制系统免费提供大家使用

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zhifeng|  楼主 | 2023-2-23 11:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 zhifeng 于 2023-3-19 21:43 编辑

前言:
      本人从事电子产品开发数年,最痛苦的莫过于样板焊接,发外加工成本高,速度慢,有许多时候贴片回来后依然需要手工补焊,费时费力不节省成本。有什么解决办法?国外开源的openpnp 提供了全套的解决方案,但是,配置起来非常的复杂。国内也有很多人将openpnp 稍加改造据为己有盈利销售。
      我在想我们国内就没人愿意做个类似的系统用来解决这些棘手的问题,我百度了n遍均没找到相关的资源。既然,没人愿意做这种出力无利的事情,俺就试一试做第一位吃螃蟹的人。既然有想法 ,说干就干。
制定方案:
      既然是想解决问题,又要避免知识产权问题,无论是软件,硬件我均选择不具有知识产权争议的资源,使用的资源,都可以个人免费使用,也可以用于商业用途。这里特别说明,我开放的没有特殊备注的资源,比如软件,硬件无论你用于是个人,还是商业盈利都是可以的。
      预设目标 是在贴片加工过程中智能化程度高,尽量减少人工参与,不追求速度,适合研发,及小批量焊接需求的解决方案,那成本我们也要控制合理,最大程度节省成本。我选择了南京沁恒的CH32V307 RISC-V作为运动控制芯片。此芯片主频144Mhz 支持多路uart 及 usb 2.0高速应该是当前最便宜的拥有usb2.0高速的cpu了。贴片机我们先预设支持双头贴片,这样至少需要5轴运动控制。当前,雕刻机,3d打印机之类的有许多开源的硬件,大多都是采用nxp 或st的芯片,openpnp也是基于此类控制基础上增减来适合自身的需求。比如常见的马林,冰沙控制板,这类芯片本身不是专为贴片机机设计的,用于贴片机成本高,且实施复杂。
     我综合考虑决定使用GRBL作为基础,在GRBL的基础上实现 5轴控制。grbl 在risc-V芯片上面运行的版本,当前,我没能搜索到,既然找不到,我们就自己操刀。于是我在grbl的基础上面开发了这款 运动控制主板。经测试3轴联动最高脉冲频率89k这个速度对于贴片机应该足够了,使用tmc2209步进驱动板64细分,这个脉冲速度太高了电机根本无非运行。
     主控板有了 那重中之重的 就是软件系统了。openpnp使用java开发的,使用了很多组件,我也曾下载编译通过,但是,我不太懂java,也没能找到他的核心技术关于图像这块的有用信息,可能自己水平凹找不到吧,也可能已经封装到某个组件中了,我就没去细研究。既然,搞不明白,那俺就不搞了。就拼自己的热血来浇筑吧!那俺就采用c++重构。
     目前,经过一个多月的研究,已经攻破核心技术部分。软件已经做到,识别芯片角度,识别mark 点。发送 gCode 控制电机运动。
tiepian1.jpg
未完下帖继续

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pigedong 2024-1-15 16:13 回复TA
跟着大佬学习 
cooldog123pp 2023-2-24 08:15 回复TA
这个牛,很闲知道运动部件,整机结构的精度怎么把控。 

相关帖子

zhifeng|  楼主 | 2024-4-16 08:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 zhifeng 于 2024-4-16 08:55 编辑

折腾一年多,终于可以交试卷了,不过还有许多问题需要改进。

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LcwSwust| | 2023-2-23 11:34 | 显示全部楼层
大神 666

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zhifeng|  楼主 | 2023-2-23 11:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 zhifeng 于 2023-2-23 17:08 编辑

继续---运动控制板的设计。    主控芯片使用CH32v307VC,设计6路步进驱动(预留一路),可以通过插拔更换步进驱动模块。8路mos管开漏输出,4路公用5V,4路公用高压和电机通路,说明下这个只是备用,目前的软件设计中不支持,板载dvp摄像头,用于芯片识别。3路usb接口,一路usb 转232,一路usb 高速  ,一路全速。
    开发工具 RISC5IDE
tie2.jpg
tie3.jpg
tie4.jpg
tie5.jpg grbl307.rar (329.92 KB)

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zhifeng|  楼主 | 2023-2-23 12:34 | 显示全部楼层
运动控制板 tie6.jpg
打开相机 散料识别
tie7.jpg

识别前,需要先采集元件基本信息,然后保存元件库中,最后对比识别。

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ap0405209| | 2023-2-23 13:32 | 显示全部楼层
我现在都转到CH32系列芯片开发了~~

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gyh974| | 2023-2-23 14:33 | 显示全部楼层
楼主的精神和能力都可以封神了

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yhl949516359| | 2023-2-23 16:12 | 显示全部楼层
牛人

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icecut| | 2023-2-23 16:36 | 显示全部楼层
厉害. 机械和运动部分怎么办?

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icecut| | 2023-2-23 16:51 | 显示全部楼层
开源不等于免费.  完全自己做没人收钱. 但是像拿到一套别人选型好的, 那肯定是要付费了.

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zhifeng|  楼主 | 2023-2-23 16:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 zhifeng 于 2023-2-23 16:58 编辑

前面提到openpnp的配置复杂性,既然提出来,我们就要想办法解决。我的解决方案是 使用两块控制板,一块负责运动控制,另外一块用于其他控制。也可以,采用兼容openpnp的 模式使用gcode 控制 非运动的控制量,可以通过配置自己选择。但是,我建议采用这种分开控制的模式,其他控制使用485 走modbus 协议,好多人会说为何不使用can?can整体成本高了,软件也比485复杂的多综合考虑 485最好,这样外挂的料站,飞达都是挂到485总线上面。openpnp使用gcode的 通讯协议,不太适合多机组网,我不知道最终他有没修改协议。有位做openpnp的网友和我说过,485经常坏掉,说是静电问题,但是想一想,一台机器内部对于485来说工作环境太好了,怎么也不至于很容易坏,我猜测可能是使用的gcode 协议,总线数据冲突造成的。我们使用modbus协议就从根本上避免,一切都是主机发起的。
  说多了,书归正传。设置部分非常简单只需要配置对应的控制码就行了。其他的那块控制板子一位热心的网友绘制的,我这里没有资料没法上传了。

   贴片机总体是个复杂的系统项目,不是短时间可以完成的,这个我会持续的更新,报告最新情况。

tie8.jpg

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icecut 2023-2-23 19:10 回复TA
代码模块化. 以后有网友愿意换成can总线也是不错的. 
zhifeng|  楼主 | 2023-2-23 17:15 | 显示全部楼层
电路设计的时候不可能 零件的大小都是一样的,这时,不可能使用一个吸嘴完成 所有的吸料。解决方案是 更换吸嘴。
如果您有什么好的想法也可以在这里提出来,看看如何实现?

tie10.jpg

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zhifeng|  楼主 | 2023-2-23 17:23 | 显示全部楼层
icecut 发表于 2023-2-23 16:36
厉害. 机械和运动部分怎么办?

电机,吸嘴,气泵,都有现成的。本来打算用我家里这台雕刻机改造的,但是,雕刻机是固定龙门架的不合适。我在看某宝卖的龙门套的机械平台

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chenglcd| | 2023-2-23 18:36 | 显示全部楼层
这个支持一下

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icecut| | 2023-2-23 19:09 | 显示全部楼层
zhifeng 发表于 2023-2-23 17:23
电机,吸嘴,气泵,都有现成的。本来打算用我家里这台雕刻机改造的,但是,雕刻机是固定龙门架的不合适。 ...

价格大约什么范围. 因为以前买过个人做的雕刻机, 3000元吧. 精密度不够, 很容易坏.
尽量要找品牌的. 成本这块也跟网友们公开一下. 应该有人也喜欢吧.

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imdx| | 2023-2-23 22:55 | 显示全部楼层
研究精神必须要点赞。不过使用角度还是外包好一些,个人开发者很难让贴片机工作量饱和的。设备利用率越低投资越不划算,这个不划算不一定是资金,还有时间成本。

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zhifeng|  楼主 | 2023-2-24 07:36 | 显示全部楼层
icecut 发表于 2023-2-23 19:09
价格大约什么范围. 因为以前买过个人做的雕刻机, 3000元吧. 精密度不够, 很容易坏.
尽量要找品牌的. 成 ...

我到目前为止从没考虑如何销售盈利,先做出来能用。自己diy 估计也就2000够了。当然了,要想好用还得下本钱尤其机械部分,精度是靠它保证的。

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zhifeng|  楼主 | 2023-2-24 07:37 | 显示全部楼层
imdx 发表于 2023-2-23 22:55
研究精神必须要点赞。不过使用角度还是外包好一些,个人开发者很难让贴片机工作量饱和的。设备利用率越低投 ...

你仔细看我前面的介绍,我要解决的问题就是你提出的问题。

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imdx| | 2023-2-24 08:19 | 显示全部楼层
zhifeng 发表于 2023-2-24 07:37
你仔细看我前面的介绍,我要解决的问题就是你提出的问题。

解决不了设备利用率低问题的。十套的量手工刷锡膏摆件过回流焊即可,几十几百套可以找JLCSMT之类贴片。量再大找专业厂家,更不是问题。

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cooldog123pp| | 2023-2-24 08:21 | 显示全部楼层
这应该是一套复杂的自动化控制系统,而且是综合技术的集成,软件,电路,机械等等,希望楼主成功。

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00750| | 2023-2-24 08:41 | 显示全部楼层
希望早日看到楼的的成品

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