Печатная плата дома, или как изготовить печатную плату дома с использованием станка ЧПУ.РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >

Печатная плата дома, или как изготовить печатную плату дома с использованием станка ЧПУ.

Почти все радиолюбители изготавливают печатные платы дома. Причин тому несколько, собрать понравившееся устройство, посмотреть как будет выглядеть собственная разработка которую уже после тестирования и настройки можно запустить и в серию изготовив на красивых заводских платах, либо сделать такие же заводские платы дома используя метод металлизации, с паяльной маской и шелкографией устанавливаемых компонентов. Постепенно радиолюбители обзаводятся таким нужным и полезным оборудованием как станок ЧПУ.

Кто то делает его сам, кто то покупает уже готовый, но тем не менее наличие этого весьма полезного инструмента сильно облегчает жизнь рядовому радиолюбителю в процессе изготовления печатных плат, передних панелей для своих приборов да и просто для изготовления всяких вещиц которые бывает довольно трудно изготовить в домашних условиях используя обычный набор инструментов. Вот про изготовление печатной платы в домашних условиях с использованием станка ЧПУ и пойдет речь в данной статье.
Изготовление печатной платы можно разбить на несколько этапов:

 

• Рисование принципиальной схемы и трассировка будущей печатной платы.
• Подготовка необходимых файлов для ее дальнейшего изготовления.
• Изготовление непосредственно печатной платы.

Вот придерживаясь этих пунктов и расскажу как изготовить печатную плату имея в своем арсенале станок с ЧПУ.

Для рисования будущей печатной платы существует множество программ это и всеми любимая Sprint Layout и PCad и OrCad и Altium Designer и Proteus и Eagle и DipTrace и т.д. Объединяет их всех одно, все они предназначены для рисования, трассировки и последующего изготовления печатной платы.

Программой в которой рисую я, а потом и трассирую платы является Eagle. Преимущества или недостатки перед теми или иными программами оставлю за рамками данной статьи. Скажу просто мне эта программа нравиться.

В программе Eagle создал схему. Схема а потом и плата для примера изготовления очень простая, это просто блок кнопок для передней панели, 4-е кнопки и разъем для подключения. По схеме сделал трассировку платы, поставил кнопки, крепежные отверстия для крепления платы к передней панели и несколько отверстий последующего позиционирования. Что за позиционирование? А вот о нем будет несколько позже. Хоть плата и простая но на ней присутствуют разнотипные отверстия, это отверстия разъема, отверстия выводов кнопок, отверстия мелких направляющих кнопок, отверстия крепежа и отверстия последующего позиционирования. Для них сделал диаметры 1.0, 1.2, 1.8, 3.1 и 3.2. Если отталкиваться от программы Eagle то в ней все рисуется на определенном слое, верхние дорожки на слое Top нижние разумеется на слое Bottom. Контур будущей платы рисуется на слое Dimension и слой где будут проходить всякие фрезерные работы называется Milling. Вот согласно этим правилам и нарисована будущая печатная плата. Толщину контуров на слоях сделал равными 0 мм.

Рисунок на слое Milling отодвинут от слоя платы Dimension на расстояние в 0,75 мм. Это сделано для того что по этому слою плата в дальнейшем будет вырезаться фрезой с диаметром 1,5 мм. И если в такой программе как ArtCam можно задать прохождение фрезы и слева от линии и справа от линии и по самой линии, то в программах разработки печатных плат фреза идет строго по центру линии. Если же планируется делать платы на заводе то на слое Milling рисовать контур обрезки не нужно, достаточно только на слое Dimension обозначить контур платы. остальное на заводе сделают сами. Так же на слое Milling контур сделан не цельным а с перемычками, которые будут удерживать будущую печатную плату и не дадут ей вылететь при последующей обрезке. Еще на слое Milling присутствует второй контур с небольшими перемычками он нужен для того что бы заготовку будущей печатной платы вырезать из цельного куска фольгированного стеклотекстолита.

 

 

 

 

В прошлой части была нарисована схема, сделана трассировка будущей печатной платы. Теперь настало время сделать подготовку необходимых файлов для ее последующего изготовления. Ввиду того что сама будущая плата довольно простая файлов потребуется не так и много. Это будет файл топологии будущей платы (платы делаю фоторезистивным методом, с использованием негативного пленочного фоторезиста), файл сверловки отверстий для станка ЧПУ и файлы последующей обрезки по контуру для вырезания заготовки и для вырезания уже готовой платы для станка ЧПУ.

Первым делом необходимо посмотреть правильно ли указаны диаметры всех отверстий на будущей печатной плате. Для этого нужно выбрать File, Run

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После чего откроется папка с пользовательскими скриптами для выполнения тех или иных операций и действий и в ней выбрать файл statistic-brd.ulp который покажет полностью статистику по нарисованной печатной плате.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После его открытия перейти на вкладку Drill/Hole. На ней сразу будет виден список отверстий и их количество и так же будет необходимый список сверл для их сверления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После того как все встало на свои места и видно что диаметры отверстий выставлены правильно и нет ошибки, файл со статистикой платы можно закрыть.
Следующим шагом необходимо подготовить файлы шаблонов будущей печатной платы. Для этого опять же следует выбрать File, Cam Processor.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Откроется окно Cam Processor-а где необходимо выбрать тип выходного файла для топологии платы, так же там можно настроить необходимые типы файлов для последующего изготовления на производстве или же для выкладывания на форуме или для экспорта в другие программы. Так же настройку Cam Processor-а можно сохранить в виде отдельного файла для последующих выводов файлов и для того что бы все не настраивать заново.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В данный момент мной из Cam Processor-а будет выводиться:

 

• файл топологии печатной платы для последующего изготовления фоторезистивным методом;
• файл маски;
• файл шелкографии.

Последние два файла делаю на тот случай если впоследствии захочется сделать печатную плату с маской и шелкографией. Для печати различных шаблонов я использую программу CorelDraw и поэтому файлы буду выводить в формате PostScript.
Для этого в поле Section пишу название секции с именем Silk top и справа выбираю необходимые слои для вывода. Это слои Dimension, tPlace и tNames. Соответственно контур платы, контура элементов и их позиционные обозначения на печатной плате. Так же для верхнего слоя ставлю галочку Mirror (зеркально) для того что бы верхний слой был зеркальным. Во вкладке Device выбираю PS_INVERTED в окошке Scale масштаб ставлю 1 т.е 1:1 и в окошке File пишу имя файла Silk top.ps

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогичным образом нажимая на кнопку Add добавляю вкладки, даю им имена, выбираю необходимые слои для вывода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После того как отмечены все слои на вкладках хотел бы обратить внимание на пару моментов в слое с негативным шаблоном топологии печатной платы установлена галочка на пункте Fill pads эта опция выведет шаблон без отверстий на контактных площадках, они эти отверстия и не нужны отверстия то уже будут просверлены на станке ЧПУ. И на файлах для маски тип вывода не инверсный а обычный. После настройки опций Cam Processor-а эти настройки можно и сохранить для того что бы в будущем уже ничего не настраивать а просто формировать файлы различных плат.

После того как необходимые файлы подготовлены, открываю их в CorelDraw, собираю вместе на лист.

 

 

 

 

 

 

 

 

Следующим шагом необходимо подготовить еще три файла это файл сверловки отверстий , файл обрезки платы по внешнему контуру и файл обрезки по внутреннему контуру. Для сверловки отверстий и обрезки платы большинство радиолюбителей используют программу для ЧПУ под названием Mach4. К сожалению стандартными средствами программы Eagle подготовить файлы сверловки и обрезки по контуру для программы Mach4 нет. Хочется надеяться что разработчики все таки введут эту опцию в более новых версиях. Программа Eagle все таки больше предназначена для заводского изготовления плат. Но и тут не все так страшно как кажется на первый взгляд.

Для этого идем на сайт разработчика программы и оттуда скачиваем UPL скрипт под названием pcb-gcode после чего помещаем его в папку с UPL скриптами ( там два файла это pcb-gcode-setup и pcb-gcode) после чего выбрав команду File, Run

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

открываем файл pcb-gcode-setup
В открывшемся файле отмечаем и заполняем необходимые поля:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Generate top drills: Делать файл сверловки со стороны Top т.е сверху. Единицу измерения выставить на миллиметры и поставить галочку в поле Generate milling т.е сделать и файл обрезки будущей платы по контуру.

Помимо прочего данный скрипт позволяет ко всему прочему еще и делать файл изоляционных дорожек т.е гравером на фольге на стеклотекстолите прорезать канавки. Я данный метод изготовления плат не использую из за его медлительности и временами непредсказуемости конечного результата, стеклотекстолит редко когда ровным бывает и канавки получаются разной глубины. Короче говоря больше возни чем результата. Поэтому опции для данной операции оставил по умолчанию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На следующей вкладке необходимо установить такие параметры как Z High верхняя точка при перемещениях это если на плате присутствуют высокие крепления или крупные болты, Z Up высота перемещения между выполняемыми операциями, к примеру при переезде от одного отверстия к другому, Drill Depth это глубина сверловки. Milling Depth это глубина последующей фрезеровки по контуру платы. Drill Dwell оставить в нулях, это время в секундах сколько будет находиться сверло в нижней точке после того как просверлит отверстие. Set Up Time время в секундах необходимое для того что бы шпиндель раскрутился вышел на необходимые обороты. Position X,Y,Z тут указывается куда будет отъезжать шпиндель для смены сверла на другое. Я для себя поставил поднять его на 10 мм и отъехать в нулевую точку по X и Y. И напоследок в окошках параметра Feed Rates указал с какой скоростью перемещаться от отверстия к отверстию и с какой скоростью сверлить отверстие. Эти параметры выставляются в зависимости от модели станка. Поэтому на скриншоте стоят минимальные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На следующей вкладке выбирается система для которой необходимо подготовить G коды. В моем случае это Mach4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На следующей вкладке можно указать вставлять ли комментарии в файлы такие как диаметры инструмента режимы резки и прочее. В полях параметра Other Options можно выбрать такие поля как вставка пользовательского кода, включать или нет режим отладки, автоматом опускаться по оси Z в нулевые координаты после смены инструмента и вращать ли плату по Y вместо X и менять ли соответствующим образом код или нет. Мне все эти опции не пригодились поэтому я их и не активировал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И последняя вкладка содержит всего одну кнопку которая сбрасывает все параметры на параметры по умолчанию. Может пригодиться если запутаться в настройках. После чего остается только нажать на кнопку Accept and make my board, Применить и сделать файлы с моей платы.

После этого в папке с файлами печатной платы появится файл сверловки и файл обрезки по контуру. В дальнейшем если надо будет делать другую плату то уже настройки ставить нет необходимости достаточно просто выбирать файл pcb-gcode.

На данном этапе из программы Eagle подготовлены следующие файлы, это непосредственно сама схема будущей печатной платы, это файл печатной платы, файл шаблона для изготовления топологии печатной платы, файл шелкографии, и файл маски, также файлы сверловки отверстий и обрезки будущей платы по контуру.

Так же в рамках данной статьи еще хотел бы показать как можно сделать плату на ЧПУ на примере широко распространенной программы Sprint Layout.
Sprint Layout сама по себе довольна простая программа то тем не менее обладает рядом интересных возможностей, и ей пользуется подавляющее большинство радиолюбителей. В настоящее время последняя версия идет под номером 6.0, т.е Sprint Layout 6.0. Она уже переведена на русский язык усилиями котов с соответствующей ветки форума. И помещена в надежный сундук для хранения Верховным котом.

С предисловием по Sprint Layout закончил и пора перейти к делу.

Есть некоторый файл сделанный непосредственно в программе Sprint Layout или же на форуме кто то выложил интересную печатную плату правда не в формате Sprint Layout а в каком то другом, но не беда всегда можно списаться с автором понравившейся платы и попросить у него выложить или скинуть плату в несколько другом формате а именно в Gerber. Gerber это формат для производителей печатных плат и программа Sprint Layout его отлично понимает, да и радиолюбителю незнакомому с другими CAD системами проектирования печатных плат а знающему только Sprint Layout, будет легко и удобно и не придется искать и ставить кучу неизвестных программ и разбираться в них.
Вот на примере файла Gerber и покажу как загрузить его правильно в программу Sprint Layout и как потом из программы Sprint Layout вывести необходимые файлы и сделать плату на станке ЧПУ. Процесс же для родных файлов программы Sprint Layout будет отличаться лишь незначительно, просто не надо будет делать некоторые вещи и все.
Для этих целей создаю у себя в программе Eagle тот же файл блока из четырех кнопок только тут уже их размещение будет не горизонтально а для разнообразия крестом.

 

 

 

 

 

 

 

После чего с помощью того же Cam Processor-а делаю файлы Gerber-a. И вставляю полученные файлы Gerber-а уже непосредственно в программу Sprint Layout. Для этого открываю программу Sprint Layout и выбираю Файл, Gerber импорт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После открытия соответствующего окна импорта Gerber файлов выбираю для каждого слоя свой необходимый файл. Отдельно хотел бы остановиться на файле сверловки он по умолчанию дюймовый и дабы отверстия правильно отобразились и совпали идеально, подходят параметры как на скриншоте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так же если потом нажать на отображении платы на окне импортирования видно что все слои на месте и файл отверстий так же на месте. Теперь остается только нажать на кнопку Импортировать, и потом сохранить полученный файл.

 

 

 

 

 

 

 

Следующим шагом можно посмотреть какие отверстия есть на плате и где они расположены может захочется подкорректировать какой то из диаметров. Для этого достаточно просто нажать на кнопку Селектор.

 

 

 

 

 

 

И тут же становится видно какие диаметры сверл нужны и где располагаются непосредственно сами отверстия с этим диаметром.

 

 

 

 

 

Если все в порядке и ничего менять не надо то самое время вывести файлы топологии, маски и шелкографии и файлы сверловки и обрезки по контуру.
На выводе слоев для топологии дорожек, слоя маски и слоя шелкографии подробно останавливаться не буду т.к тот кто постоянно пользуется программой Sprint Layout знает как это делается. Перейду сразу к подготовке на вывод файлов сверловки и файлов обрезки по контуру.
Сначала делаем файл сверловки для этого заходим в Файл, Экспорт, Данные отверстий.

 

 

 

 

 

 

И в открывшемся окне выбираем Простые отверстия, Отверстия с металлизацией. Сторону сверловки выбираем как Сторона 1 т.е сверху и выбираем метрическую систему координат.
После чего жмем на ОК, и сохраняем полученный файл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следующим шагом необходимо вывести еще два файла обрезки по контуру первым необходимо вывести файл для вырезания заготовки будущей печатной платы из большого листа стеклотекстолита и вторым вывести уже непосредственно файл обрезки печатной платы после ее изготовления. Тут можно поступить очень просто сначала удалить внутренний контур обрезки и вывести внешний а потом удалить внешний и вывести внутренний.
Для вывода файлов обрезки заходим в Файл, Экспорт, Данные фрезер, и выводим в отдельные файлы оба контура. Что я и сделал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь из программы Sprint Layout выведены все необходимые файлы но их необходимо немного доработать т.к Sprint Layout выводит файлы не понятные для системы Mach4. Достаточно взглянуть только на файл сверловки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Но это легко поправимо с помощью небольшой программы под названием StepCam которая написана автором под ником Sergey за что ему огромная благодарность. Программа позволяет привести к удобному виду и файлы сверловки и файлы гравировки или обрезки. Разжиться ее можно тут https://cncrouter.ru/forum/index.php?showtopic=367&st=0
После запуска программы видно вот такое окно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нажимаю на Файл и сначала выбираю файл сверловки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После чего ввожу необходимые параметры для сверловки такие как скорость перемещения от одного отверстия к другому высоту при холостых перемещениях и высоту при смене инструмента (сверла) и если необходимо можно заполнить и данные на вращение шпинделя M3 M5 это если он управляется платой контроллера, после чего жму на кнопку Создать УП и в окошке справа уже вижу переделанный файл сверловки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После чего остается нажать только на кнопку Сохранить УП и в каталоге с выведенными файлами появится переделанный файл сверловки. Таким же образом переделываются и файлы для обрезки по контуру, с небольшой разницей необходимо поставить галочку что это контур ПП и тогда включится компенсация радиуса инструмента которым будет вырезаться плата по контуру.

 

 

 

В предыдущих двух частях были сделаны следующие вещи, нарисована схема по ней сделана трассировка печатной платы, были подготовлены необходимые файлы для топологии печатной платы, файлы сверления и файлы обрезки по контурам. Теперь настало время изготовить саму плату.

Первым делом перед изготовлением платы неплохо было бы посмотреть файлы сверловок сделанные в предыдущей части а именно их концовки. Для чего это нужно? Тут все просто последними будут сверлиться отверстия для позиционирования платы на столе станка ЧПУ и самым простым будет просверлить позиционные отверстия про которые я говорил в первой части, вставить в них штифты на штифты уже одеть саму плату и обрезать ее по контуру.

Открыл файлы сверловок и по концу файлов видно что все хорошо, кроме одного станок просверлит последнее отверстие и на этих координатах и остановиться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Это не очень хорошо ввиду того что в дальнейшем потребуется обрезка готовой платы по контуру поэтому файлы сверловок надо немного подправить. Сделать это можно очень просто. Файлы сверловок и последующих обрезок по контуру это просто текстовые файлы. Так что открываю файлы сверловок в текстовом редакторе и добавляю пару строк, тем самым говорю станку ЧПУ что бы он после того как просверлит последнее отверстие вернулся в нулевые координаты.

Что я и сделал после чего концовки файлов сверловки стали выглядеть так.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сначала поднять ось Z а потом уже ехать в нулевые координаты. Если сделать наоборот, сначала сказать ехать в нулевые координаты по осям X и Y а потом поднимать ось Z, можно весьма весело понаблюдать как станок поедет через всю плату одновременно поднимая ось Z ломая сверла, а в случае с фрезой если не выключается вручную шпиндель то и перепиливая половину платы.

Следующим пунктом неплохо было бы обратить внимание на такое обстоятельство как разная длина сверл. И если на некоторых марках сверл есть ограничительные кольца и глубже этого кольца сверло в шпиндель уже не вставишь и длина самого сверла от кольца до кончика сверла является постоянной то на других марках сверл такое ограничительное кольцо отсутствует и останется только гадать на какую глубину оно вставлено в шпиндель.

Тут появляется закономерный вопрос а как же тогда быть с нулем координат по оси Z сверла. Сверла то все разной длины и неизвестно на сколько оно было вставлено в шпиндель станка. Если вручную подгонять каждый раз ноль по оси Z можно вконец замучаться, ладно если надо сменить в процессе сверления 2-3 сверла а вот если больше десятка. Значит надо сделать так что бы станок а с ним и программа Mach4 сами могли определить длину инструмента.
Решил эту задачу следующим образом. Сначала посмотрел по распиновке LPT порта какой из выводов у меня свободен, оказалось что вполне спокойно можно прицепиться к выводу номер 13. Зашел в Mach4 по пути Config, Port-and-Pins, Input-Signals, Probe, и поставил галочки в Enable и ActiveLow. В PinNunber поставил номер пина.

 

 

 

 

 

 

 

Вышел и снова зашел в Mach4. После этого взял два провода и припаял один из них к 13 выводу разъема LPT и второй к выводу GND т.е минусу. В моем контроллере (обычный синий китайский контроллер) эти сигналы идут на отдельный разъем DB9 соответственно получилось что припаивать надо было на 4-ю ножку сигнал и на любую из 7,8 или 9 ножку минус т.е GND.
На других концах проводов припаял соответственно "крокодил" и обрезок фольгированного стеклотекстолита.
После этого в программе Mach4 прошел по пути Operator, Edit Button xyina. После этого начинают мигать кнопки к которым можно привязать нужный скрипт вот я и выбрал Auto Tool Zero.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В открывшееся окошко ввел текст следующего содержания:

Rem VBScript To probe In the z axis

If GetOemLed (825) <> 0 Then 'Проверка
Code "(Z-Plate is grounded, check connection and try again)" '
Else
Code "G4 P1" 'Пауза 1 секунда
PlateOffset = 1.5 'Толщина платы, у меня она 1,5 мм
CurrentFeed = GetOemDRO(818) 'Текущяя скорость подачи
Code "F100" 'Опускаю на скорости 100мм/мин

Rem Probe In the z direction
ZNew = GetDro(2) - 50 'Опускаю не больше чем на 50мм
Code "G31Z" &ZNew
While IsMoving()
Wend

ZNew = GetVar(2002)
Code "G0 Z" &ZNew
While IsMoving ()
Wend

If PlateOffset <> 0 Then
Call SetDro (2, PlateOffset)
Code "G4 P0.25"
ZNew = PlateOffset + 10 'На сколько отъехать после касания
Code "G0 Z" &ZNew
Code "(Z axis is now zeroed)"
End If

Code "F" &CurrentFeed
End If

И сохранил.

В результате ось Z едет вниз со скоростью 100 мм/мин, опускаться вниз она будет не больше чем на 50 мм и при касании сверлом или фрезой пластины поднимется вверх на расстояние равное 10мм+толщина пластины. В моем случае при установках в 10мм и 1,5мм т.е подняться на 10 мм и толщина куска стеклотекстолита 1,5мм это будет 11,5 мм. Вот и все теперь можно посверлить обычными мелкими сверлами или сверлами без ограничительного кольца на нем не беспокоясь о том на сколько сверло или фреза вставлены в патрон шпинделя.

Следующим шагом надо объяснить программе Mach4 что бы она останавливала программу на паузу после того как увидит в программе код на смену сверла. Практически все радиолюбители используют станки с ручным включением и выключением шпинделя а также вручную меняют сверла в шпинделе.
Для этого захожу в программу Mach4 по пути Сonfig, General config и ставлю галочку на пункт Stop Spindle. Wait for Cycle Start. т.е остановить шпиндель и дождаться нажатия на кнопку Cycle Start.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После того как всякие насущные вопросы были учтены и решены, приступил непосредственно к изготовлению печатной платы.
Как было видно ранее на всех картинках везде присутствует крестик в левом нижнем углу. Этот крестик есть ни что иное как ноль на станке ЧПУ и он всегда располагается в левом нижнем углу.

Закрепил лист фольгированного стеклотекстолита просверлил отверстия используя ранее подготовленный файл сверловки и вырезал заготовку по внешнему контуру для последующего изготовления печатной платы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогичным образом поступаю с файлом печатной платы подготовленной в программе Sprint Layout.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В итоге отверстия которые имеют диаметр в 1,8мм решил сделать сверлом 1,2мм как и у выводов кнопок. Сделал это по простой причине дабы кнопка лежала на этих мелких направляющих на поверхности платы а в итоге хорошо доставала до передней панели.
Дальше уже все как обычно, подготавливаю поверхность, наношу фоторезист, прикладываю шаблон, экспонирую, проявляю, травлю, и залуживаю проводники. Металлизация, маска и шелкография добавляется по вкусу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Печатная плата готова, теперь остался один последний процесс обрезать ее по контуру. Вот для этого и пригодятся отверстия для позиционирования. В них будут вставлены штифты на штифты уже одета и зафиксирована плата, и потом просто обрезана но уже по внутреннему контуру.

Еще на этапе проектирования неплохо подумать что будет выступать в роли штифтов для последующей обрезки. Я решил в этом качестве применить хвостовики от сломанных фрез, у каждого кто работает со станком ЧПУ постепенно собираются такие. Фрезы у меня идут с хвостовиком 3,175 мм или 1/8". Сначала попытался попилить хвостовики обычным отрезным диском для бормашинки, но ничего путного из этого не вышло, пилить их надо алмазным диском. Начал искать, как можно выкрутиться из этого положения. Покопавшись по разным загашникам нашел разные камушки для бормашинки, некоторые уже отвалились некоторые стерлись. Но замерив штангелем железочки на которых они крепись увидел что диаметр этих железяк 3,17 мм. Вроде подходит по диаметру, из них и попилил четыре штифта длиной 12 мм. Материал в этих железках простой и пилиться обычным отрезным диском легко.

 

 

 

 

 

 

 

После изготовления штифтов снова открыл файл сверловки отверстий все ненужное удалил, оставил сверление только последних отверстий на которых будет позиционироваться печатная плата и увеличил глубину их сверления до 10-и мм.
После этого сверлю отверстия на 3,175 мм в количестве 4-х вставляю в них штифты, на штифты одеваю сделанную плату и уже обрезаю ее по контуру.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В итоге по результатам подобного заметил что штифты хоть и 3,17 но видно не совсем точные в отверстиях сидят не очень плотно, поэтому заготовку откуда вырезается сделанная плата дополнительно еще прихватил шурупами для надежной фиксации.

 

 

 

 

 

 

 

 

И вот сама готовая плата. Фотографию первой горизонтальной платы к сожалению не привожу по той простой причине что ее умудрились стащить прямо из под станка, и категорически не хотели отдавать для фотосессии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В заключении данной статьи хотелось бы обратить внимание на такой интересный аспект как вырезание дуг на печатных платах видно алгоритм просчета дуги рассчитывается каким то интересным образом при формировании управляющей программы и они в итоге после обрезки имеют немного интересную форму. Хотя это и не принципиально т.к платы по большей своей части имеют прямоугольную форму и лишь некоторый процент плат имеет форму отличную от прямоугольника.

Так же хотелось бы обратить внимание и на такой аспект в печатных платах как плоские выводы у некоторых деталей таких как разъемы питания аудио разъемы, энкодеры и пр. Наличие плоских выводов у таких элементов подразумевает под собой фрезеровку прямоугольных вырезов в плате. К сожалению в большинстве CAD систем для проектирования печатных плат это не реализовано, либо реализовано кое как. Более менее нормально это сделано в программе DipTrace, где идет сначала сверление отверстий а потом уже фрезеровка для плоских выводов компонентов. В других же программах например в таких какие были рассмотрены в рамках данной статьи это Eagle и Sprint Layout можно пойти двумя способами первый это просто создать и потом просверлить отверстие необходимого диаметра, и второй, на слое фрезеровки поставить в месте где необходимо создать фрезеровку под плоский вывод компонента линию длиной необходимой для вывода компонента и шириной необходимой для последующей фрезеровки фрезой нужного диаметра. Сам процесс тогда несколько измениться просто добавиться еще одна операция такая как фрезеровка под плоские выводы и будет представлять из себя такую последовательность. Сначала сверление, потом фрезеровка под плоские выводы компонентов, следом обрезка по внешнему контуру, непосредственное изготовление печатной платы, обрезка по внутреннему контуру готовой печатной платы.

Также хотелось бы напомнить всем кто работает или только собирается начать работу со станками ЧПУ что работы производятся с полным соблюдением Техники Безопасности, наличие защитных очков обязательно, т.к отлетевший кусок плохо закрепленной заготовки или ее части может натворить много бед.

 

И традиционно список инструментов и материалов:

• Программы проектирования печатной платы Eagle и Sprint Layout;
• Программа печати и сбора вместе всех шаблонов CorelDraw;
• Станок ЧПУ;
• Фольгированный стеклотекстолит;
• Сверла и фрезы;
• Пленочный фоторезист Ordyl Alpha 340
• Перекись водорода, лимонная кислота и соль для травления печатной платы;
• Сплав Розе для последующего залуживания проводников.

И в конце как обычно файлики используемые в статье. Хочется сразу предупредить что файлы тестовые, для ознакомления и каждому кто захочет их применить на станке придется их корректировать.

Файлы:
Тестовые файлы Eagle
Тестовый файл Sprint Layout

Все вопросы в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

---

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Токарный станок с ЧПУ

для токарной обработки

Ноль детали на токарных программах с ЧПУ

Стоит немного подумать, где бы вы хотели поставить нулевую часть в токарную программу. Ноль оси X всегда выбирается в качестве центральной линии шпинделя при повороте по разным причинам.

Для нуля по оси Z есть три популярных места на выбор:

- Лицо патрона. Единственное преимущество этого метода в том, что он очень сильно касается лица патрона. Но деталь редко прилегает к поверхности патрона, поэтому этот метод вносит больше сложностей в определение местоположения на реальной детали.

- Челюстная поверхность патрона: эта немного лучше, так как ее легко измерить, и она также установит нулевую часть на конце части, которая плотно прижата к рабочей поверхности челюсти. Но мы можем сделать еще лучше.

- Конец готовой детали: это самый популярный подход, причина в том, что большое количество деталей необходимо вставить в патрон и обработать с обоих концов. Недостатком является то, что когда начинается обработка, нет готовой детали, которую можно было бы прикоснуть. Машинисты, как правило, используют припуск или быстро режут, чтобы создать готовый конец, чтобы обойти эту проблему.

Смена инструмента и выбор инструмента на токарном станке с ЧПУ

Существует несколько различий между типичными сменами токарного инструмента с ЧПУ и заменой фрезерного инструмента. Во-первых, токарный станок не использует команду M06 - инструмент заменяется, как только исполняется слово «T». Во-вторых, многие токарные станки кодируют смещение износа инструмента в адрес, следующий за словом «T»:

T ttww

В примере «tt» обозначает номер инструмента, а «ww» обозначает смещение износа. Для выбора инструмента и коррекции износа могут быть установлены разные элементы управления с разными номерами цифр.

Токарные станки с ЧПУ

настраиваются таким образом, чтобы каждый инструмент мог иметь более одного смещения износа. Это сделано потому, что для точения допуска часто требуются очень жесткие допуски, и один и тот же инструмент часто используется для нескольких элементов детали. Используя различное смещение износа для каждой детали, машинист может измерить детали по мере их отрыва и настроить смещение износа так, чтобы каждая деталь соответствовала заданным допускам.

Это все предполагает, что у вашего токарного станка есть револьверная головка. Возможно, нет - некоторые токарные станки используют Gang Tooling.Это выходит за рамки этой вводной главы, но инструментарий банд будет рассмотрен в следующей статье. Достаточно сказать, что с помощью группового инструмента инструменты монтируются на слайде, и программа выбирает инструмент, явно программируя движения слайда по осям X и Z.

Автоматическая закругление фаски и угла с G01

Если вы повернетесь и повернетесь на 90 градусов друг к другу, вы получите очень острые края. Обычно на чертежах указывается, что эти края должны быть сломаны с помощью фаски или радиуса.Многие элементы управления предоставляют для этой цели функцию автоматической фаски и автоматического скругления углов. Как только вы привыкните к нему, это очень удобная функция, но нужно немного привыкнуть к ее настройке. Я предпочитаю использовать «С» или «R», а не «Я» и «К», поэтому я объясню здесь. Мы будем использовать этот маленький график:

Чтобы использовать функцию автоматического разрыва угла, G01 должен двигаться только по одной оси - X или Z. Используя диаграмму, выберите, какая ось движется и в каком направлении.Для каждой оси и направления есть две возможные фаски (или угловые радиусы). Выберите тот, который вы хотите, и это говорит вам знак значения. «Радиус» - это величина значения. Используйте слово «C» для фаски и слово «R» для радиуса.

Давайте попробуем пример. Скажем, мы движемся вверх по X (так что X +) и на нашем следующем шаге мы пойдем влево по Z (Z-). Глядя на график, мы идем вверх (X +), а затем хотим получить ветвь «C / R-». Итак, чтобы получить фаску, мы используем C-0,05 для фаски 0,05 ″. Для радиуса мы используем R-0.05 для радиуса 0,05.

Вот еще один трюк: если вы программируете в GWE, просто попробуйте сначала положительный результат, и вы увидите, правильно ли он идет. Переключитесь на отрицательный, если это не так. Это позволяет вам обходиться без графика.

Хорошо, давайте рассмотрим пример снимка экрана с верхней части страницы. Вот г-код:

N001 G18
N002 G00 X5 Z5
N003 G01 Z2 R0,236
N004 X10 C-0,118
N005 Z0

А вот и задний план от GWE:

G01 Пример автоматического скругления фаски и угла…

Линия N003 - это движение по оси Z справа налево.Мы хотим поместить дугу по часовой стрелке с радиусом 0,236. Глядя на диаграмму, это означает, что мы хотим получить положительное значение R, поэтому мы используем R0.236.

Далее идет фаска по линии N004. В этом случае график говорит нам, что нам нужно отрицательное «C», поэтому мы используем C-0.118. Каждая сторона треугольника с фаской в ​​качестве гипотенузы составляет 0,118 ″.

Это легко, попробуйте несколько примеров сами!

Упражнения

1. Если у вас еще нет GWE, найдите время, чтобы зарегистрироваться. Это бесплатно в течение 30 дней и в бета-тестировании.Мы будем использовать его для многих упражнений в каждом разделе этого курса.

2. Просмотрите руководство по программированию вашего токарного станка с ЧПУ и привыкните к тому, как работают его оси.

3. Узнайте, запускается ли ваш токарный станок в режиме диаметра или радиуса.

4. Используя GWE, напишите несколько простых токарных программ, которые превращают некоторые простые профили.

5. Измените программу, которую вы написали в # 4, чтобы использовать функцию автоматического разрыва угла и включить как фаски, так и закругленные углы.

6.Проверьте, есть ли в вашем контроле токарного станка с ЧПУ автоматическая фаска и закругление углов.

,