دستگاه pick and place یا دستگاه پیک اند پلیس یک ماشین صنعتی است که نقش آن مونتاژ رباتیک قطعات الکترونیکی روی مدارهای چاپی یا PCB است. دستگاه pick & place که به صورت مخفف به آن P&P هم گفته می‌شود امکان ساخت سریع، یکنواخت و باکیفیت مدارهای الکترونیکی را فراهم می‌کند.
قطعات SMD که بر روی مدار مونتاژ می‌شوند شامل مقاومت‌ها ،خازن‌ها، آی سی‌ها، فیوزها، سلف‌ها، وریستورها و LED ها هستند و انواع مختلف این قطعات با ابعاد و مشخصات فنی مختلف توسط دستگاه pick and place یا دستگاه پیک اند پلیس روی برد مدار چاپی مونتاژ و جایگذاری می‌شوند.
در گذشته مونتاژ قطعات بر روی مدار به روش دستی انجام میشده است. از معایب این روش میتوان به خطای انسانی و سرعت کم آن اشاره کرد. استفاده از دستگاه فوق در مونتاژ قطعات الکترونیکی تمامیاین مشکلات را حل کرده است.
در ادامه به تفصیل با هر کدام از بخشهای دستگاه آشنا می‌شویم:
فیدرها (feeders) یا نگهدارنده‌ها:
قطعات الکترونیکی پس از تولید در رول‌هایی قرار می‌گیرند و بسته بندی می‌شوند. این رول‌ها باز شده و مانند نوارچسبی که روی جا چسبی سوار می‌شود، سر رول داخل وسیله‌ای به نام فیدر قرار می‌گیرد و فیدر قطعات را به نوبت و یکی یکی به موقعیتی می‌فرستد که در دسترس نازل‌ها (Nozzle) خواهند بود.

در بعضی از مدل‌های دستگاه pick and place علاوه بر رول قطعات دستگاه، از تخته قطعات یا Tray که در میکروکنترلرها و آیسی‌ها مورد استفاده قرار میگیرند پشتیبانی می‌شود‌. فیدرها در دستگاه P&P یا (دستگاه پیک اند پلیس) نقش بسیار مهم و حیاتی دارند و خرابی و یا نقص در فیدر میتواند دستگاه را کاملا از کار بیندازد.
فیدرها معمولا به دو دسته الکترونیکی و مکانیکی تقسیم بندی می‌شوند؛ دسته مکانیکی این فیدرها عملکردی مکانیکی دارند و جدا کردن محافظ رول‌ها و فرایند آماده کردن قطعات برای نازل‌ها را به صورت مکانیکی انجام می‌دهند. کنترل و پایش این نوع فیدر معمولا به سختی قابل انجام است.
دسته الکترونیکی فیدرها علاوه بر نداشتن خطا و مشکلات فیدرهای مکانیکی، دقت و سرعت بیشتری هم‌ دارند. تنظیم میزان کشیده شدن قطعات بر روی فیدر تا قطعات دقیقا در موقعیت برداشته شدن توسط نازل قرار بگیرند توسط یک انکودر کنترل میشود که میزان جابجایی رول توسط استپرموتور را کنترل می‌کند.
با استفاده از استپر موتور و انکودر، میتوان سرعت جابجایی قطعات را در این نوع فیدرها تنظیم نمود.

نرم افزار دستگاه یا Software

نرمافزار، رابط بین کاربر و دستگاه است. کاربر از طریق نرمافزار، مشخصات فنی قطعات، موقعیت ورود آنها به دستگاه از طریق فیدر، سرعت بالا و پایین آمدن هد دستگاه هنگام برداشتن و گذاشتن آنها،سرعت جابجایی طولی و عرضی هد دستگاه هنگام جابجا کردن آنها و موقعیت جایگذاری قطعات روی برد مدار چاپی را به دستگاه اطلاع می‌دهد. علاوه بر این فرامینی از قبیل جابجا کردن مدار روی کانویر از طریق نرمافزار به دستگاه داده میشوند و اطلاعاتی از قبیل تعداد قطعات مونتاژ شده توسط نرمافزار در اختیار کاربر قرار می‌گیرد.

چند نمونه از نرم افزارهایی که دستگاه P&P (دستگاه پیک اند پلیس) با آنها کار می‌کند عبارتند از:

•  Small SMT
  Uni soft
  Vision BOT
  E-place
  Vision Placer
  Pronto Place
  SM True Run Optimize

نازل‌های مکنده دستگاه P&P :

نازل (Nozzle) به کمک مکش هوا قطعات را از داخل رولها برمی‌دارد و در محل مورد نظر قرار میدهد.
این نازل‌ها اندازه و اشکال و ابعاد مختلف و متفاوتی دارند، هر نازل برای برداشتن و گذاشتن تعدادی قطعه مناسب است. بنابراین با توجه به شکل، ابعاد و وزن قطعه به نازلهای مختلفی نیاز دارید.

هد دستگاه:

هد دستگاه (Head) شامل قسمتهایی برای نصب شدن نازل‌ها، و محلی برای قرار دادن سنسورهایی استکه عملیات برداشتن و گذاشتن قطعات را کنترل می‌کنند. هد دستگاه توسط سه استپر موتور در محورهای‌ طول، عرض و ارتفاع حرکت می‌کند.

فرایند قطعه برداری و قطعه گذاری

عملکرد کلی دستگاه pick & place در دو مرحله قابل توضیح است، مرحله برداشتن و مرحله گذاشتن؛ پیش از آن که دستگاه نسبت به برداشتن قطعات اقدام کند، رولهای قطعات SMD بر روی فیدرها سوار می‌شوند و به دستگاه داده می‌شوند. سپس دستگاه بر اساس برنامهای که کاربر به آن داده، موقعیت ورود هر قطعه را شناسایی میکند و بر اساس ترتیبی که از نظر سرعت و دقت فرایند بهینه است، قطعات را با نازلهای مناسب که بر روی هد آن نصب شده‌اند از روی فیدرها برمیدارد. دستگاه در روند تولید ممکن است به اقتضای نوع، ابعاد و وزن قطعه، نازل خود را تغییر دهد.
پس از برداشتن قطعه، دستگاه موقعیت مناسب جایگذاری را بر اساس مختصاتی که کاربر قبلا به آن داده پیدا میکند، قطعه را در محل مناسب قرار میدهد و آن را رها میکند. سپس هد دستگاه برای برداشتن قطعات بعدی به سمت فیدرها میرود یا بر اساس برنامه، نازلهای فعلی را پیاده میکند و نازلهای دیگری را بر روی هد خود سوار میکند و سپس به سمت فیدرها میرود تا قطعات دیگری را بردارد.

چگونه یک دستگاه Pick & Place مناسب انتخاب کنیم؟

پارامترهای زیر در انتخاب یک دستگاه Pick & Place مؤثر هستند:
1) سرعت قطعه گذاری دستگاه P&P
یکی از مهمترین پارامترهای دستگاه، سرعت قطعهگذاری آن است که نه تنها به نوع دستگاه بلکه به نوع چینش و تنوع قطعات بر روی برد مدار چاپی نیز بستگی دارد.

2) دقت قطعه گذاری دستگاه P&P
قطعات SMD در سایزهای مختلفی تولید میشوند. هر چقدر با قطعات کوچکتری سر و کار داشته باشید به دستگاهی با دقت بیشتر نیاز خواهید داشت. دقت بهترین دستگاه موجود در حال حاضر 0.0001 اینچ است.
3) سایز قطعه قابل پشتیبانی دستگاه P&P
یک دستگاه P&P ایدهآل، بهروز و مناسب میتواند از قطعاتی با پکیج های 0402 ، 0201 ،01005 پشتیبانی کند. پر کاربردترین پکیجهای مورد استفاده در صنعت روشنایی پکیجهای 1206،0805 و 2835 هستند.