ПРОЕКТ РОБОТА-УТИЛИЗАТОРА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДЕМОНТАЖА РАДИОКОМПОНЕНТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ И ИХ СОРТИРОВКИ
Коробенко Сергей Владимирович,
преподаватель общетехнических дисциплин и профессиональных модулей по специальности 11.02.02 Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники ГБПОУ РО «РКРИПТ»,
Жук Константин, студент ГБПОУ РО «РКРИПТ»
Введение
Проблема утилизации т.н. «электронного» лома существенно обострилась в последнее десятилетие. В ее основе лежит противоречие между возрастающей автоматизацией производства радиоэлектронных устройств с одной стороны, что стремительно увеличивает потребность в редкоземельных материалах. А с другой стороны, значительная доля радиокомпонентов, содержащих такие материалы, утилизируется неэффективно, без возможности их повторного использования.
В этой связи, проект создания робота-утилизатора для автоматического демонтажа радиокомпонентов с поверхности печатных плат и их последующей сортировки направлен на частичное ослабление данного противоречия.
В основу функционирования такого робота предлагается робот-рисовальщик, созданный на базе популярной платформы E-Robot(робот для рисования на базе контроллеров Arduino).
Данный проект направлен на развитие автоматизации в сфере утилизации и переработки бывших в употреблении радиоэлектронных устройств различного назначения и может быть реализован в промышленности, в образовательных целях, а также в научно-технических и исследовательских центрах.
Цель проекта – разработка робота-утилизатора печатных плат, способного проводить демонтаж электронных компонентов с поверхности печатных плат путем использования подвижного термовоздушного сопла, управляемого микроконтроллером Arduino, классифицировать их с помощью видеокамеры и сортировать с помощью транспортировочной ленты.
Основная идея.
Базой робота-утилизатора служит механизм от «E-Robot» — устройства, изначально предназначенного для рисования и точного позиционирования инструмента по координатам.
Вместо пишущего инструмента (карандаша, маркера) устанавливается термовоздушное сопло, аналогичное термовоздушной паяльной станции, применяемой для ручного монтажа радиокомпонентов типа SMD.
Термовоздушное сопло робота перемещается над платой по заранее заданным координатам и обдувая контакты горячим воздухом обеспечивает демонтаж радиокомпонентов, которые затем поступают на транспортировочную ленту и после анализа машинным зрением сортируются по типам и номиналам.
Функциональные возможности робота-утилизатора.
1.Режим демонтажа радиокомпонентов.
2.Режим классификации и сортировки радиокомпонентов.
3.Режим проверки пригодности компонентов к повторному использованию.
4.Режим составления каталога радиокомпонентов.
Техническое описание робота-утилизатора.
Аппаратная часть:
•Arduino (возможные варианты: Uno, Mega);
•XY-платформа (основание от робота-рисовальщика);
•Сервоприводы и шаговые двигатели для точного позиционирования;
•Модуль термовоздушного сопла;
•Видеокамера;
•Транспортировочная лента;
•ЖК-дисплей или подключение к ПК.
Программная часть:
•Алгоритм сканирования платы по заданным координатам;
•Алгоритм управления видеокамерой для визуального анализа типов радиокомпонентов.
•Алгоритм анализа и обработки результатов классификации радиокомпонентов.
Ключевые преимущества робота-утилизатора печатных плат радиоэлектронных устройств на базе робота-рисовальщика.
- Подходящий формат рабочего поля робота-рисовальщика, соразмерного с габаритами печатных плат большинства современных радиоэлектронных устройств,
- Простота и доступность компонентов (контроллеры Arduino, сервоприводы от принтеров 3D-печати, термовоздушное сопло от паяльной станции и т.п.),
- Сочетание робототехники и практической электроники,
- Возможность масштабирования и доработки проекта,
- Развитие инженерного мышления и навыков программирования.
Заключение
Проект «Робот-утилизатор печатных плат» представляет собой инновационное решение для автоматизации процессов демонтажа и сортировки радиокомпонентов печатных плат бывших в употреблении электронных устройств.
Он сочетает в себе элементы робототехники, программирования и измерительной техники, что делает его идеальным примером междисциплинарного образовательного проекта.
В перспективе данный проект может быть усовершенствован до промышленного образца, обеспечивающего повторное использование компонентов типа SMD при производстве новых изделий электронной техники.
4
