Basılı malzemeleri kesmek için ev yapımı CNC makinesi. Baskılı devre kartlarının CNC makinesinde imalatı. Bazı önemli makine bileşenlerinin montajı

Merhaba sevgili arkadaşlar! Bugün size bir yazıcıdan nasıl CNC oluşturulacağını anlatacağız. Yazıcıları veya tarayıcıları ev yapımı cihazlara dönüştürmek için internette bu kadar çok teklif bulunmasının ana nedeni, birçok modern PC çevre biriminin işlevsel açıdan çok karmaşık olması ve dönüştürüldüklerinde şaşırtıcı görevleri yerine getirebilen makineler oluşturabilmeleridir. .

Üretime başlayalım

Eski bir yazıcıdan CNC makinesi yapmaya başlamak için mürekkep püskürtmeli yazıcılarla birlikte gelen bazı parçalara ihtiyacınız olacak:

• Yazıcının sürücüleri, pimleri, kılavuzları (birkaç eski yazıcının kullanılması tavsiye edilir; yazıcıların mutlaka yazdırma yapması gerekmez);
• Disket sürücüsünden sürün.
• Gövdeyi oluşturmak için malzeme - kontrplak, sunta vb.
• Sürücüler ve kontrolörler;
• Bağlantı elemanları için malzemeler.

Ortaya çıkan sayısal olarak kontrol edilen makineler, çeşitli işlevleri yerine getirebilecektir. Sonuçta her şey makinenin çıkışında yer alacak cihaza bağlıdır. Çoğu zaman, mürekkep püskürtmeli yazıcılar bir brülör yapmak için (cihazın çıkışına bir brülör takarak) ve delme makineleri oluşturmak için kullanılır. baskılı devre kartı.

Temel tahta kutu suntadan. Bazen hazır olanları kullanıyorlar ama kendin yapmak zor değil. Elektronik bileşenlerin ve kontrolörlerin kutunun içinde yer alacağını dikkate almak gerekir. Tüm yapıyı kendinden kılavuzlu vidalar kullanarak monte etmek en iyisidir. Parçaların birbirine göre 90 derecelik açıyla konumlandırılması ve birbirine mümkün olduğunca sıkı bir şekilde sabitlenmesi gerektiğini unutmayın.

Ev yapımı bir makine oluşturmak

Yazıcıları veya tarayıcıları frezeleme işi yapabilecek mini makinelere dönüştürmeden önce yapı çerçevesini ve ana bileşenlerini mümkün olduğunca doğru bir şekilde monte etmelisiniz.

Cihazın üst kapağı, tüm profesyonel makineler arasında önemli bileşenler olan ana eksenlerin kurulumunu gerektirir. Yalnızca üç eksen olmalı; çalışma y eksenini sabitleyerek başlamalıdır. Kılavuz oluşturmak için mobilya rayları kullanılır.

Ayrı olarak, bir tarayıcıdan bir CNC'nin oluşturulduğunu not ediyoruz. Bu cihazı yeniden yapmak, elinizde eski bir mürekkep püskürtmeli yazıcınız varmış gibi aynıdır. Herhangi bir tarayıcıda, tarama işleminin gerçekleştirildiği step motorlar ve pinler bulunur. Makinede bu motorlar ve pinler işimize yarayacak; tarama ve yazdırma yerine frezeleme yapılacak, yazıcıda hareket eden kafa yerine freze cihazının hareketi kullanılacak.

Dikey eksen için, ev yapımı bir CNC'de disk sürücüsünden (lazerin hareket ettiği kılavuz) parçalara ihtiyacımız olacak.

Yazıcıların çubuk adı verilen çubukları vardır ve bunlar kurşun vidaların rolünü oynarlar.

Motor mili bir kaplin kullanılarak saplamaya bağlanmalıdır esnek tip. Tüm akslar suntadan yapılmış tabanlara bağlanmalıdır. Bu tip yapılarda freze bıçağı yalnızca dikey düzlemde hareket ederken parçanın kendisi yatay olarak kayar.

Geleceğin takım tezgahlarının elektronik bileşenleri

Bu en çok biri önemli aşamalar tasarım. Ev yapımı makinelerin elektroniği, tüm motorların ve sürecin kendisinin kontrolünde önemli bir unsurdur.

Geleceğin makinesinin yapacağı işler ve frezeleme ve delme mekanizmalarında meydana gelen işlemler çok çeşitli ve hassas olduğundan güvenilir bir kontrolöre ve sürücüye ihtiyacımız var.

Ev yapımı makine yerli K155TM7 üzerinde çalışabilir, bunlardan 3 tanesine ihtiyacımız var.

Her sürücünün kendi mikro devresinden kabloları vardır (kontrolörler bağımsızdır).

Step motorlar ev yapımı cihaz 30-35 V'u aşmayacak bir voltaj için tasarlanmalıdır. Artan güçle birlikte Sovyet mikro devre kontrolörlerinin yanması sıklıkla yaşandı.

Güç kaynağı tarayıcı için idealdir. Üniteye, güç düğmesine, denetleyiciye ve cihazın kendisine (freze, matkap, brülör vb.) bağlanması gerekir.

Ana kontrol panosu ( anakart DIY CNC makinesi için) kişisel bir bilgisayara veya dizüstü bilgisayara bağlanmalıdır. Makine, bir bilgisayar yardımıyla net görevler alabilecek ve bunları üç eksenli hareketlere dönüştürerek nihai ürünler oluşturabilecektir. İdeal program, eskizler oluşturmanıza olanak tanıyan Math3 olacaktır. Profesyonel vektör grafik programları da mükemmeldir.

Tabii ki, hepsi hayal gücünüze ve vücudun ve çerçevenin gücüne (yük kapasitesine) bağlıdır. Ancak çoğu zaman makineniz 1,5 cm'den daha kalın kontrplak, üç milimetre PCB veya plastik kesebilecektir.

Bir CNC makinesinin, hem ürün prototipleri hem de küçük ürün partileri olmak üzere baskılı devre kartlarının üretimi için evdeki amatör radyo atölyesinde kullanılması çok uygundur. Gravürün kullanılabilirliği - CNC frezeleme Bir ev atölyesinde veya küçük bir işletmede, hem devre tahtaları, küçük ürün partilerinin prototipleri yaparken baskılı devre kartı üretmek için gereken süreyi azaltmanıza hem de üretilen baskılı devre kartlarının kalitesini diğer üretim yöntemlerine kıyasla artırmanıza olanak tanır. Sayısal kontrollü bir makine kullanmak, baskılı devre kartı üretimi için çok çeşitli işlemler gerçekleştirmenize olanak tanır - iletken bir desenin (yolların) frezelenmesi, hem bileşenlerin montajı hem de ara katmanlar için delikler açılması, kartın kırpılması ve konturlanması.

Öncelikle bir PCB tasarımı oluşturmanız gerekiyor. Bunu yapmak için radyo amatörleri arasında oldukça popüler olan Sprint Layout 6 programını kullanmak çok uygundur. teknolojik özellikler Folyo kaplı PCB'nin bir CNC makinesinde işlenmesi, yani yeterince geniş yolların izlenmesi, bir oymacının/kesicinin vb. geçişi için gerekli boşlukların bırakılması. Koordinatların başlangıç ​​noktası SOL ALT KÖŞE olmalıdır, Şekil 1.

O katmanında, bitmiş kartın kesileceği baskılı devre kartının taslağını (kenarlıklarını) çizeriz. Levhayı kesmek için kullanılan kesicinin çapına bağlı olarak çizgilerin kalınlığını belirtiyoruz. Ana hatların raylarla kesişmemesi için tahtanın kenarı ile raylar arasındaki boşluğu kontrol ediyoruz. Levhanın kesildikten sonra iş parçasından dışarı fırlamamasını ve kesiciden zarar görmemesini sağlamak için levhayı iş parçasında tutacak atlama telleri bırakıyoruz. Bitmiş levhayı çıkarırken yan kesicilerle daha sonra kolayca kesilebilirler. Ekstra katmanları kapatın ve önce kartı inceleyin, Şekil 2.

şekil 2

Frezeleme "stratejilerini" ayarlamak için pencereyi açın, Şekil 3 ve 4.

Figür 3

Şekil 4

“İz genişliği” penceresinde (Şekil 4) kesici takımımızın kalınlığını belirtiyoruz. Örneğin, 0,6 mm kesme ucuna sahip bir gravür makinesi. Rahatlık için ilave işlemler“Delikleri işaretle” kutusunu işaretleyin. “Tamam”a tıklayın. Şekil 5'i bizim için uygun bir yere kaydediyoruz.

Şekil 5

İşleme yolunu hesapladıktan sonra kart şu şekilde görünecektir, Şekil 6:

Şekil 6

Kesicinin yolunu ve çıkaracağı bakır miktarını net bir şekilde takip edebilirsiniz. Kesicinin yörüngesini görüntüleme kolaylığı için ince çizgi Vurgulanan düğmeye basabilirsiniz, Şekil 7:

şekil 7

Açık bu aşamada Aynı devreye ait olmayan iletken yollar arasında kısa devre olmadığını kontrol etmek için kesicinin yörüngesini dikkatlice izlemek gerekir. Bir hata tespit edilirse dosyayı düzeltip yeniden kaydedin.
Daha sonra makine için bir kontrol programı hazırlamanız gerekiyor. Step Cam 1.79 yardımcı programını kullanarak (internetten indirebilirsiniz) frezeleme dosyamızı açıyoruz, çalışma ilerlemesini ve kesme derinliğini ayarlıyoruz (kullanılan makineye, takıma ve malzemeye bağlı olarak) ve tuşuna basarak G koduna dönüştürüyoruz. G kodu anahtarı yapın. Program, freze dosyasına dayalı olarak bir işleme G kodu oluşturacaktır. Eylem -> G Kodu Çiz sekmesini kullanarak G kodu oluşturmanın sonucunu görebilirsiniz. Hiçbir şey görüntülenmiyorsa, Şekil 8'deki pencerede fareye tıklamanız gerekir.
Frezeleme derinliğini deneysel olarak ayarlıyoruz ve makineyi, kesicinin/gravürcünün hafif bir kesmeyle yalnızca bakır tabakayı kaldıracağı şekilde ayarlamaya çalışıyoruz. Bu parametre kullanılan PCB'nin bakır folyosunun kalınlığına bağlıdır.

şekil 8

G kodunu kaydet'e tıklayın. Dosya hazır.
Dosyayı Mach3'e yüklüyoruz ve indirilen dosyanın görsel incelemesini gerçekleştiriyoruz. Makineye sıfırlar koyup işleme başlıyoruz.
Tahtaya delik açmak ve kontur boyunca kesmek için dosyaların ayarlanması ve hazırlanması benzerdir. Örnek ayarlar Şekil 9 ve 10'da gösterilmektedir.
Sondaj Şekil 9:

Şekil 9

Tahtanın kontur boyunca frezelenmesi, Şekil 10:

şekil 10

Konturu delme ve frezeleme ayarlarını ayrı ayrı kaydediyoruz. Step Cam'a yükleyin. İşleme derinliğini kullanılan PCB kalınlığına göre hafif keserek belirtiyoruz. Örneğin 1,5 mm'lik bir textolite kalınlığında delme aralığını 1,6-1,7 mm'ye ayarladık. Kesici takımın özelliklerine bağlı olarak kontur frezelemenin 2 - 4 geçişte yapılması tavsiye edilir. Bunu yapmak için, Step Cam'da frezeleme yaparken daldırma derinliğini 0,5 mm'ye ayarlıyoruz ve ardından makinedeki her geçişten sonra takımı manuel olarak "Z" ekseni boyunca indirip sıfıra sıfırlıyoruz.

Baskılı devre kartı yaparken makinede çalışmanın bazı nüansları:
1. Masaüstünün yüzeyi mümkün olduğunca düz ve eşit olmalıdır. Bunu başarmanın bir yolu kontrplaktan bir “kurban masası” yapmak ve onu süslemektir. Bunu yapmak için, makinenin ana çalışma masasına bir kontrplak levha tutturulur ve daha sonra büyük bir kesici kullanılarak tahta için "yatak" küçük bir derinliğe (1-2 mm) kadar frezelenir.
2. Fiberglas her zaman mükemmel derecede pürüzsüz bir malzeme değildir ve kalınlığı da değişebilir. Bu nedenle hafif fazla kesim yapmak gerekir. Bazı deneyimli kişiler, daha doğru işleme için yükseklik haritalarını özel olarak derler. Kesme derecesi deneysel olarak belirlenir.
3. Frezeleme için ucu 0,4 ila 1 mm arasında olan piramit tipi bir oymacı kullanabilirsiniz. Delme için standart 3,175 mm'lik bir pens için saplı 0,8-1,5 mm'lik matkaplar vardır. 2-3 mm'lik bir mısır kesici kullanarak kontur boyunca kesmek en iyisidir.
4. Takım her seferinde manuel olarak değiştirilir. Bunu yapmak için örneğin frezeleme yollarını tamamladıktan sonra iş milini durdurup makineyi tutma modunda bırakıyoruz. yükseltiyoruz kesici alet değiştirmeye uygun bir yüksekliğe kadar değiştirin. Bundan sonra “Z” ekseni boyunca sıfırı ayarlıyoruz. Ve bu her takım değişiminde böyle devam eder. X ve Y koordinatları sıfırlanamaz.
5. Fiberglasın en çok olmadığını unutmayın yararlı malzeme vücut için. PCB tozu özellikle solunum sistemine zararlıdır. Bu nedenle, bir başlık düzenlemeniz veya kesme alanındaki fazla tozu başka şekilde gidermeniz önerilir. Örneğin baskılı devre kartını tıbbi bir şırınga kullanarak periyodik olarak suyla veya başka bir uygun sıvıyla nemlendirebilirsiniz. Burun/ağız üzerine ıslak bir bandaj veya bir solunum cihazı, solunum yolunu koruma konusunda iyi bir iş çıkaracaktır.

Makale yalnızca bilgilendirme amaçlıdır ve dayanmaktadır. kişisel deneyim yazar ve tek doğru ve olası çözüm değildir.

CNC makinesi nasıl yapılır sorusuna kısaca cevap verilebilir. Ev yapımı bir CNC freze makinesinin genel olarak karmaşık yapıya sahip karmaşık bir cihaz olduğunu bilerek tasarımcının şunları yapması tavsiye edilir:

• çizimler edinin;
• güvenilir bileşenler ve bağlantı elemanları satın alın;
• iyi bir araç hazırlayın;
• elinizde bir torna var ve sondaj makineleri Hızlı üretmek için CNC işlenmiş.

Nereden başlayacağınıza dair bir tür eğitici rehber olan videoyu izlemenin zararı olmaz. Hazırlıkla başlayacağım, ihtiyacım olan her şeyi satın alacağım, çizimi çözeceğim - burada doğru çözüm acemi tasarımcı. Bu yüzden hazırlık aşaması Montajdan önceki işlem çok önemlidir.

Hazırlık aşaması çalışması

Ev yapımı bir CNC freze makinesi yapmak için iki seçenek vardır:

1. Ekipmanı kendiniz monte ettiğimiz, hazır bir çalışan parça seti (özel olarak seçilmiş bileşenler) alırsınız.
2. Tüm bileşenleri bulun (yapın) ve tüm gereksinimleri karşılayacak bir CNC makinesini kendi ellerinizle monte etmeye başlayın.

Amaca, boyuta ve tasarıma karar vermek önemlidir (çizim olmadan nasıl yapılır) ev yapımı makine CNC), üretimi için diyagramları bulun, bunun için gerekli olan bazı parçaları satın alın veya üretin, kurşun vidaları edinin.

Kendi ellerinizle bir CNC makinesi oluşturmaya karar verirseniz ve hazır bileşen ve mekanizma setleri, bağlantı elemanları olmadan yaparsanız, makinenin çalışacağı şekilde monte edilmiş bir şemaya ihtiyacınız vardır.

Genellikle bulduktan sonra şematik diyagram Cihazlarda önce tüm makine parçalarının modellenmesi, teknik resimlerinin hazırlanması ve ardından torna ve tezgahta kullanılması freze makineleri(bazen bir delme makinesi kullanmak gerekir) bileşenler kontrplak veya alüminyumdan yapılmıştır. Çoğu zaman, çalışma yüzeyleri (çalışma masası olarak da bilinir) 18 mm kalınlığında kontrplaktır.

Bazı önemli makine bileşenlerinin montajı

Kendi ellerinizle montajına başladığınız makinede, çalışma takımının dikey hareketini sağlayan bir dizi kritik bileşeni sağlamanız gerekiyor. Bu listede:

• helisel dişli - dönüş, dişli bir kayış kullanılarak iletilir. Kasnakların kaymaması, kuvvetleri freze ekipmanının şaftına eşit şekilde aktarması iyidir;
• bir mini makine için bir step motor (SM) kullanıyorsanız, daha büyük bir yazıcı modelinden bir taşıyıcı almanız önerilir - daha güçlü; eski nokta vuruşlu yazıcıların oldukça güçlü elektrik motorları vardı;

• üç koordinatlı bir cihaz için üç SD'ye ihtiyacınız olacaktır. Her birinde 5 kontrol kablosu olması iyidir, mini makinenin işlevselliği artacaktır. Parametrelerin büyüklüğünü değerlendirmeye değer: besleme voltajı, sargı direnci ve motor dönüş açısı tek adımda. Her bir step motoru bağlamak için ayrı bir denetleyiciye ihtiyacınız vardır;
• Vidalar yardımıyla motordan gelen dönme hareketi doğrusal hale dönüştürülür. Yüksek doğruluk elde etmek için çoğu kişi bilyalı vidalara (bilyalı vidalar) sahip olmanın gerekli olduğunu düşünür, ancak bu bileşen ucuz değildir. Montaj blokları için bir dizi somun ve montaj vidası seçerken bunları plastik uçlu olarak seçin; bu, sürtünmeyi azaltır ve geri tepmeyi ortadan kaldırır;

• step motor yerine küçük bir değişiklikten sonra normal bir elektrik motorunu alabilirsiniz;
• aletin 3 boyutlu olarak hareket etmesini sağlayan ve tüm röntgen masasının kaplanmasını sağlayan dikey bir eksen. Alüminyum levhadan yapılmıştır. Eksen boyutlarının cihazın boyutlarına göre ayarlanması önemlidir. huzurunda kül fırını, aks çizimlerdeki ölçülere göre dökülebilir.

Aşağıda üç projeksiyonla yapılmış bir çizim bulunmaktadır: yan görünüm, arka görünüm ve üst görünüm.

Yatağa maksimum dikkat

Makinenin gerekli sertliği yatak tarafından sağlanmaktadır. Hareketli bir portal, bir ray kılavuz sistemi, bir step motor, çalışma yüzeyi, Z ekseni ve iş mili.

Örneğin, ev yapımı bir CNC makinesinin yaratıcılarından biri, Maytec alüminyum profilden bir destek çerçevesi yaptı - iki parça (bölüm 40x80 mm) ve aynı malzemeden 10 mm kalınlığında iki uç plaka, elemanları alüminyum köşelerle birleştirdi. Yapı güçlendirilmiş olup, çerçevenin içinde kare şeklinde daha küçük profillerden yapılmış bir çerçeve bulunmaktadır.

Çerçeve, kaynaklı bağlantılar kullanılmadan monte edilir (kaynaklı dikişler, titreşim yüklerine dayanamaz). Bağlantı elemanı olarak T-somunların kullanılması daha iyidir. Uç plakaları, kılavuz vidanın montajı için bir yatak bloğunun kurulumunu sağlar. Bir kaymalı yatağa ve bir mil yatağına ihtiyacınız olacak.

Zanaatkar, kendi kendine yapılan CNC makinesinin asıl görevinin alüminyum parçaların üretimi olduğunu belirledi. Maksimum kalınlığı 60 mm olan iş parçaları kendisine uygun olduğundan portal açıklığını 125 mm yaptı (bu, üst çapraz kirişten çalışma yüzeyine olan mesafedir).

Bu zorlu kurulum süreci

TOPLAMAK ev yapımı CNC makinelerde, bileşenleri hazırladıktan sonra, çalışmaları için kesinlikle çizime göre hareket etmek daha iyidir. Kurşun vidalar kullanılarak montaj işlemi aşağıdaki sırayla gerçekleştirilmelidir:

• bilgili bir zanaatkar, ilk iki motoru ekipmanın dikey ekseninin arkasına gövdeye bağlayarak başlar. Biri freze kafasının (ray kılavuzları) yatay hareketinden, ikincisi ise dikey düzlemdeki hareketten sorumludur;
• X ekseni boyunca hareket eden hareketli bir portal, freze milini ve desteğini (z ekseni) taşır. Portal ne kadar yüksek olursa iş parçası da o kadar büyük işlenebilir. Ancak yüksek portal işleme sırasında ortaya çıkan yüklere karşı direnç azalır;

• Z ekseni motorunu ve doğrusal kılavuzları sabitlemek için ön, arka, üst, orta ve alt plakalar kullanılır. Orada freze mili için bir beşik yapın;
• Sürücü özenle seçilmiş somun ve saplamalardan monte edilmiştir. Motor şaftını sabitlemek ve saplamaya takmak için kalın bir elektrik kablosunun kauçuk sarımını kullanın. Sabitleme, naylon bir manşonun içine yerleştirilen vidalarla yapılabilir.

Daha sonra kalan bileşenlerin montajı ve ev yapımı ürünün montajları başlar.

Makinenin elektronik dolumunu yapıyoruz

Kendi ellerinizle bir CNC makinesi yapmak ve onu çalıştırmak için, doğru seçilmiş sayısal kontrol, yüksek kaliteli baskılı devre kartları ve elektronik bileşenler (özellikle Çince iseler) ile çalışmanız gerekir; bu, tüm işlevleri uygulamanıza olanak tanır. CNC makinesi, karmaşık bir konfigürasyonun bir parçasını işliyor.

Yönetim sorunlarını önlemek için ev yapımı CNC makinelerinde bileşenler arasında aşağıdaki bileşenler bulunur:

• step motorlar, bazıları durduruldu, örneğin Nema;
• CNC kontrol ünitesinin makineye bağlanabileceği LPT bağlantı noktası;
• kontrolörler için sürücüler, şemaya göre bağlanan bir mini freze makinesine kurulur;

• anahtarlama kartları (kontrolörler);
• Kontrol devresine güç sağlamak için 5V'a dönüşen düşürücü transformatörlü 36V güç kaynağı ünitesi;
• dizüstü bilgisayar veya PC;
• acil durdurmadan sorumlu düğme.

Ancak bundan sonra CNC makineleri test edilir (bu durumda usta, tüm programları yükleyerek bir test çalıştırması yapacaktır) ve mevcut eksiklikler belirlenip giderilecektir.

Bir sonuç yerine

Gördüğünüz gibi Çin modellerinden daha aşağı olmayan bir CNC yapmak mümkün. Bir dizi yedek parça yapmış olmak dogru beden Montaj için yüksek kaliteli rulmanlara ve yeterli sayıda bağlantı elemanına sahip olan bu görev, yazılım teknolojisine ilgi duyanların elindedir. Uzun süre örnek aramanıza gerek kalmayacak.

Aşağıdaki fotoğraf, profesyoneller tarafından değil aynı ustalar tarafından yapılan sayısal olarak kontrol edilen makinelerin bazı örneklerini göstermektedir. Tek bir parça aceleyle, rastgele bir boyutta yapılmadı, ancak eksenlerin dikkatli bir şekilde hizalanması, yüksek kaliteli kurşun vidalar ve güvenilir rulmanlar kullanılarak bloğa büyük bir hassasiyetle yerleştirildi. İfade doğrudur: Bir araya geldikçe çalışacaksınız.

Bir duralumin ham parçası CNC kullanılarak işlenir. Bir usta tarafından montajı yapılan böyle bir makine ile birçok freze işi gerçekleştirebilirsiniz.

Başka bir örnek monte edilmiş makine Bir sunta levhanın, üzerinde bir baskılı devre kartının üretilebileceği bir çalışma masası olarak kullanıldığı yer.

İlk cihazı yapmaya başlayan herkes kısa süre sonra diğer makinelere geçecek. Belki de bir sondaj ünitesinin montajcısı olarak kendini sınamak isteyecek ve fark edilmeden epeyce bir araya gelmiş zanaatkarlar ordusuna katılacak. ev yapımı cihazlar. Sınıflar teknik yaratıcılık insanların hayatlarını ilginç, çeşitli ve zengin hale getirecek.

PCB'leri aşındırmayı sevmiyorum. Ferrik klorürle uğraşma sürecini sevmiyorum. Buradan yazdırın, buradan ütüleyin, burada fotorezist ile pozlayın; her seferinde tam bir hikaye olur. Daha sonra ferrik klorürün nereye boşaltılacağını düşünün. Bunun erişilebilir ve basit bir yöntem olduğunu iddia etmiyorum, ancak kişisel olarak bundan kaçınmaya çalışıyorum. Ve sonra şansım yaver gitti: CNC router'ı tamamladım. Hemen şu düşünce ortaya çıktı: Baskılı devre kartlarını frezelemeyi denememeli miyiz? Daha erken olmaz dedi ve bitirdi. Ortalıkta duran esp-wroom-02'den basit bir adaptör çekiyorum ve baskılı devre kartlarını frezelemeye başlıyorum. Yollar özel olarak küçük - 0,5 mm yapıldı. Çünkü eğer böyle çıkmazlarsa o zaman bu teknolojinin canı cehenneme.

Şahsen her beş yılda bir büyük tatillerde baskılı devre kartları yaptığım için KiCAD tasarım için bana oldukça yetiyor. Bunun için herhangi bir özel uygun çözüm bulamadım, ancak daha evrensel bir yol var - gerber dosyalarını kullanmak. Bu durumda her şey nispeten basittir: pcb'yi alın, dışa aktarın istenilen katman gerber'de (yansıtma veya başka bir sihir yok!), pcb2gcode'u çalıştırın - ve yönlendiriciye verilebilecek hazır bir nc dosyası elde ederiz. Her zaman olduğu gibi gerçeklik şeytani bir enfeksiyondur ve her şey biraz daha karmaşık hale gelir.

Gerber dosyalarından gcode alma

Bu yüzden gerber dosyasının nasıl alınacağını özel olarak anlatmayı planlamıyorum, sanırım herkes nasıl yapılacağını biliyor. Daha sonra pcb2gcode'u çalıştırmanız gerekir. Yaklaşık bir milyon parametre gerektirdiği ortaya çıktı Komut satırı Kabul edilebilir bir şey üretmek. Prensip olarak, dokümantasyonu fena değil, bunda ustalaştım ve böyle bir tür gcode'un nasıl elde edileceğini anladım, ancak yine de sıradanlık istedim. Bu yüzden pcb2gcode GUI bulundu. Bu, adından da anlaşılacağı gibi, pcb2gcode'un temel parametrelerini onay kutularıyla ve hatta bir önizlemeyle ayarlamak için bir GUI'dir.

Aslında bu aşamada bir çeşit gcode elde edildi ve frezelemeyi deneyebilirsiniz. Ancak kutuları kontrol ederken bu yazılımın sunduğu derinliğin varsayılan değerinin 0,05 mm olduğu ortaya çıktı. Buna göre kartın yönlendiriciye en azından bundan daha yüksek bir doğrulukla takılması gerekir. Kim olduğunu bilmiyorum ama yönlendiricimin tezgahı gözle görülür derecede çarpık. Akla gelen en basit çözüm, masanın üzerine bir parça kurban kontrplak yerleştirmek, tahtaların boyutuna uyacak şekilde içine bir cep açmaktı - ve bu, yönlendiricinin düzleminde mükemmel bir şekilde sonuçlanacaktı.

Zaten yönlendirici konusunda iyi olanlar için bu kısım ilginç değil. Birkaç deneyden sonra, cebin tek yönde (örneğin diş başına ilerleme) ve en az yüzde otuz örtüşmeyle frezelenmesi gerektiğini öğrendim. Fusion 360 başlangıçta bana çok az örtüşme sağladı ve ileri geri gitti. Benim durumumda sonuç tatmin edici değildi.

PCB'nin eğriliği dikkate alınarak

Platformu düzleştirdikten sonra üzerine çift taraflı bant yapıştırdım, PCB'yi yerleştirdim ve frezelemeye başladım. İşte sonuç:

Gördüğünüz gibi, tahtanın bir kenarında kesici pratik olarak bakıra temas etmiyor, diğer tarafında ise tahtanın çok derinlerine indi ve frezeleme sırasında PCB kırıntıları ortaya çıktı. Tahtaya dikkatlice baktığımda, başlangıçta düzensiz olduğunu fark ettim: hafif kavisli ve onunla ne kadar mücadele ederseniz edin, yükseklikte bazı sapmalar olacak. Daha sonra bu arada baktım ve kalınlığı 0,8 mm'den fazla olan baskılı devre kartları için ±%8'lik bir toleransın normal kabul edildiğini öğrendim.

Akla gelen ilk seçenek otomatik kalibrasyondur. İşlerin mantığına göre - daha kolay olan, tahta bakır kaplı, kesici çelik, bir teli bakıra, diğerini kesiciye bağladım - işte hazır bir prob. Al ve bir yüzey inşa et.

Makinem ucuz bir Çin kalkanındaki grbl tarafından kontrol ediliyor. grbl'in A5 pininde bir prob desteği var, ancak bazı nedenlerden dolayı kartımda özel bir konektör yok. Dikkatlice inceledikten sonra, A5 piminin SPI bağlantı noktası konektörüne (SCL olarak işaretlenmiş) bağlı olduğunu ve ayrıca yakınlarda bir topraklama olduğunu buldum. Bu "sensör" ile ilgili bir numara var - kabloların iç içe geçmesi gerekiyor. Yönlendiricide çok fazla parazit var ve bu olmadan sensör sürekli olarak yanlış pozitifler verecektir. Dokuma sonrasında bile devam edecek, ancak çok çok daha az sıklıkla.

Komut şunu söylüyor: Z'de –10'a inmeye başlayın (mutlak mı yoksa göreceli yükseklik mi - ürün yazılımının şu anda bulunduğu moda bağlıdır). Çok yavaş bir şekilde, 5 mm/dakika hızla alçalacaktır. Bunun nedeni, geliştiricilerin kendilerinin, inişin tam olarak sensörün tetiklendiği anda duracağını ve biraz sonra duracağını garanti etmemeleridir. Bu nedenle, her şeyin zamanında durması ve ödemeye girecek vaktinin kalmaması için yavaşça aşağı inmek daha iyidir. İlk testi başınızı 10 mm'den çok daha yüksek bir yüksekliğe kaldırarak ve koordinat sistemini sıfırlayarak gerçekleştirmek en iyisidir. Bu durumda her şey yolunda gitmese ve Acil Durdurma düğmesine ulaşacak vaktiniz olmasa bile kesici zarar görmeyecektir. İki test gerçekleştirebilirsiniz: birincisi hiçbir şey yapmamaktır (ve -10 grbl'ye ulaştığınızda "Alarm: Probe Fail" mesajı görüntülenecektir), ikincisi - aşağı inerken devreyi bir şeyle kapatın ve her şeyin yolunda olduğundan emin olun. durdu.

Daha sonra, matrisi gerçekten ölçmek ve gcode'u gerektiği gibi çarpıtmak için bir yöntem bulmanız gerekir. İlk bakışta pcb2gcode'un bir çeşit otomatik seviyelendirme desteği var, ancak grbl'nin desteği yok. Örneği manuel olarak çalıştırmak için komutlar ayarlamak mümkündür, ancak bunu çözmeniz gerekir ve açıkçası ben çok tembeltim. Meraklı bir zihin, LinuxCNC'nin probe komutunun grbl komutuyla aynı olduğunu fark edebilir. Ancak telafisi mümkün olmayan bir fark var: tüm "yetişkin" gcode yorumlayıcıları, gerçekleştirilen testin sonucunu bir makine değişkeninde kaydeder ve grbl, değeri yalnızca bağlantı noktasına çıkarır.

Biraz Google'da araştırınca çok daha fazlası olduğu ortaya çıktı farklı seçenekler ama chillpeppr projesi gözüme çarptı:

Bu, webny donanımıyla oynamak üzere tasarlanmış iki bileşenli bir sistemdir. Go'da yazılan ilk bileşen olan Seri JSON Sunucusu, doğrudan donanıma bağlı bir makinede çalışır ve websocket'ler aracılığıyla seri bağlantı noktasının kontrolünü sağlayabilir. İkincisi tarayıcınızda çalışır. Daha sonra sayfaya eklenebilecek bazı işlevlere sahip widget'lar oluşturmak için eksiksiz bir çerçeveye sahiptirler. Özellikle, grbl ve Tinyg için zaten hazır bir çalışma alanına (bir dizi widget) sahipler.

Ve chillpeppr'da otomatik tesviye desteği var. Üstelik daha önce kullandığım UniversalGcodeSender'a göre çok daha kullanışlı görünüyor. Sunucuyu kuruyorum, tarayıcı kısmını başlatıyorum, arayüzü bulmak için yarım saat harcıyorum, panomun gcode'unu oraya yüklüyorum ve bazı çöpler görüyorum:

Pcb2gcode'u üreten gcode'un kendisine baktığımda, (G1) komutunun sonraki satırlarda tekrarlanmadığı, yalnızca yeni koordinatların verildiği bir gösterim kullandığını görüyorum:

Chilipeppr'in sadece dikey hareketler gösterdiğine bakılırsa burada G01 Z-0.12 çizgisini görüyor ancak F200'den sonra gelen her şeyi anlamıyor. Açıklamak için gösterimi değiştirmek gerekir. Elbette ellerinizle çalışabilir veya bir tür işlem sonrası komut dosyası oluşturabilirsiniz. Ancak henüz kimse, diğer şeylerin yanı sıra karmaşık gcode komutlarını (aynı yaylar gibi) daha basit komutlara bölebilen G-Code Ripper'ı iptal etmedi. Bu arada, otomatik prob matrisini kullanarak gcode'un nasıl büküleceğini de biliyor, ancak yine de grbl için yerleşik bir destek yok. Ancak aynı bölmeyi de yapabilirsiniz. Bana çok yakıştılar standart ayarlar(yapılandırmada ölçü birimlerini önceden mm olarak değiştirmek zorunda kalmam dışında). Ortaya çıkan dosya chilipeppr'de normal şekilde görüntülenmeye başladı:

Daha sonra, numunenin indirileceği mesafeyi ve derinliğini belirtmeyi unutmadan otomatik probu çalıştırıyoruz. Benim durumumda 1'den –2 mm'ye düşürülmesi gerektiğini belirttim. Alt sınır o kadar önemli değil, en az -10'a ayarlayabilirsiniz, ancak bunu tavsiye etmem: birkaç kez numunenin başlatılacağı başlangıç ​​​​noktasını başarısız bir şekilde ayarladım ve uç noktalar pano. Derinlik daha fazla ise gravür kırılabilir. Ve bu sadece bir hata. Üst sınırın seviyesi doğrudan yüzeyin ölçülmesinin ne kadar süreceğini belirler. Benim durumumda, gerçekte tahta neredeyse hiçbir zaman 0,25 mm yukarı veya aşağı doğru ilerlemedi, ancak 1 mm bir şekilde daha güvenilirdir. Değerli koşuya basıyoruz ve meditasyon yapmak için yönlendiriciye koşuyoruz:

Ve chilipeppr arayüzünde yavaş yavaş ölçülen bir yüzey beliriyor:

Burada ortaya çıkan yüzeyin daha iyi görselleştirilebilmesi için tüm Z değerlerinin 50 ile çarpılmasına dikkat etmelisiniz. Bu yapılandırılabilir bir ayardır, ancak bence 10 ve 50 iyi çalışıyor. Çoğu zaman bir noktanın beklenenden çok daha yüksek olduğu gerçeğiyle karşılaşıyorum. Kişisel olarak bunu, sensörün paraziti algılayıp yanlış pozitif vermesine bağlıyorum. Neyse ki chilipeppr json biçiminde bir yükseklik haritası yüklemenize olanak tanıyor, bunu manuel olarak düzeltebilir ve ardından manuel olarak yükleyebilirsiniz. Ardından, "Otomatik Seviyelendirilmiş GCode'u Çalışma Alanına Gönder" düğmesini tıklayın; düzeltilmiş gcode zaten bibere yüklenmiştir:

Yüzey pürüzlülüğünü telafi etmesi gereken koda Z hareketleri eklendi.

Frezeleme parametrelerinin seçilmesi

Frezelemeye başlıyorum ve şu sonucu alıyorum:

Burada üç nokta açıktır:

1. Yüzeyin düzgünsüzlüğü ile ilgili sorun ortadan kalktı: her şey neredeyse aynı derinliğe kadar kesildi (daha doğrusu çizildi), hiçbir yerde boşluk yok, hiçbir yer çok derin değil.
2. Derinlik yetersiz: Bu folyo için 0,05 mm açıkça yeterli değil. Bu arada tahtalar AliExpress'ten bilinmeyen bir canavar; bakırın kalınlığı orada belirtilmemiş. Bakır tabakası değişir, en yaygın olanı 18 ila 140 mikron (0,018-0,14 mm) arasındadır.
3. Oymacının vuruşları açıkça görülüyor.

Derinleşmeyle ilgili. Gravür makinesinin ne kadar derine indirilmesi gerektiğini belirlemek zor değildir. Ama ayrıntılar var. Konik oymacının projeksiyonda üçgen şekli vardır. Bir yandan çalışma noktasına yakınsama açısı, aletin kırılmasının ne kadar zor olduğunu ve ne kadar dayanacağını belirlerken, diğer yandan açı ne kadar büyük olursa, belirli bir derinlik için kesim o kadar geniş olur.

Belirli bir derinlikte kesimin genişliğini hesaplama formülü şuna benzer (rerap.org'dan utanmazca alınmış ve düzeltilmiştir):

Bundan hesaplıyoruz: 10 derece açılı ve 0,1 mm derinliğe sahip 0,1 mm temas noktasına sahip bir gravür makinesi için neredeyse 0,15 mm'lik bir kesme genişliği elde ediyoruz. Buna dayanarak, bu arada, seçilen gravürcü tarafından seçilen kalınlıktaki folyo üzerinde izler arasındaki minimum mesafenin ne kadar olacağını tahmin edebilirsiniz. Paletler arasında çok küçük mesafelere ihtiyacınız olmasa bile, kesiciyi çok fazla indirmemelisiniz, çünkü fiberglas, sert alaşımlardan yapılmış kesicileri çok köreltir.

Evet, komik bir an daha var. Diyelim ki birbirinden 0,5 mm aralıklı iki izimiz var. pcb2gcode'u çalıştırdığımızda Takımyolu ofset parametresinin değerine bakacak (frezeleme sırasında yoldan ne kadar geri çekileceği) ve aslında parçalar arasında birbirinden (0,5 - 2 * toolpath_offset) mm aralıklarla iki geçiş yapacaktır aralarında olacak (veya daha doğrusu toplamda bir parça bakır düşecek ve çirkin olacak. Toolpath_offset'i izler arasındaki mesafeden daha büyük yaparsanız pcb2gcode bir uyarı verir ancak izler arasında yalnızca bir satır oluşturur. Genel olarak uygulamalarım için bu davranış daha çok tercih edilir, çünkü izler daha geniştir ve kesici daha az keser - güzellik. Doğru, SMD bileşenlerinde bir sorun ortaya çıkabilir, ancak bu pek olası değildir.

Bu davranışın belirgin bir durumu vardır: eğer çok büyük bir takımyolu_ofsetini ayarlarsak, Voronoi diyagramı şeklinde bir baskılı devre kartı elde ederiz. En azından güzel;) Verdiğim pcb2gcode'dan ilk ekran görüntüsünde efektini görebilirsiniz. Nasıl görüneceğini gösteriyor.

Şimdi oymacının vuruşları hakkında. Onlara böyle demem boşuna. İş milim oldukça iyi görünüyor ve elbette o kadar da sert vurmuyor. Burada daha doğrusu, oymacının ucu hareket ederken bükülüyor ve noktalar arasında atlıyor, noktalarla o tuhaf resmi veriyor. İlk ve ana düşünce, kesicinin kesmeye vakti olmadığı ve bu nedenle üzerinden atladığıdır. Biraz Google'da yapılan bir araştırma, insanların baskılı devre kartlarını 50k devir/dakikalık bir iş miliyle yaklaşık 1000 mm/dakika hızda frezelediğini gösterdi. İş milim yüksüz olarak 10k veriyor ve 200 mm/dk hızla kesmemiz gerektiğini varsayabiliriz.

Sonuçlar ve sonuç

Bütün bunları hesaba katarak yeni bir PCB parçasını ölçüyorum, frezelemeye başlıyorum ve şu sonucu alıyorum:

Üstteki tam olarak yönlendiriciden çıktığı gibi, alttaki ise üzerine birkaç kez sıradan bileme taşı sürdüğümden sonraki hali. Gördüğünüz gibi üç yerde raylar kesilmedi. Genel olarak izlerin genişliği tahta boyunca değişir. Bunun hala çözülmesi gerekiyor, ancak sebebinin ne olduğuna dair bir fikrim var. İlk önce tahtayı taktım çift ​​taraflı bant ve sık sık ayrıldı. Daha sonra birkaç yerden vida başlarının kenarlarını tuttum. Daha iyi dayanıyor gibi görünüyor ama yine de biraz oynuyor. Frezeleme sırasında platforma bastırıldığından şüpheleniyorum ve bu nedenle aslında kesmiyor.

Genel olarak, tüm bunların beklentileri var. Süreç tamamlandığında, bir DEM oluşturmak yaklaşık beş ila yedi dakika sürer, ardından frezeleme birkaç dakika sürer. Daha fazlasını deneyebiliriz gibi görünüyor. Ancak daha sonra delme işlemini aynı makinede yapabilirsiniz. Sadece birkaç perçin satın alın ve mutlu olacaksınız! Konu ilginçse delme, çift taraflı tahtalar vb. hakkında başka bir makale yazabilirim.