En pidä PCB-levyjen etsauksesta. No, en pidä prosessista, jossa sekaisin rautakloridin kanssa. Tulosta tästä, silitä tästä, valota fotoresistillä täällä – se on kokonainen tarina joka kerta. Ja sitten mieti, mistä rautakloridi tyhjennetään. En väitä, että tämä on helppokäyttöinen ja helppo tapa, mutta henkilökohtaisesti yritän välttää sitä. Ja sitten tapahtui onneni: sain valmiiksi CNC-reitittimen. Heti heräsi ajatus: eikö meidän pitäisi kokeilla piirilevyjen jyrsimistä? Ei ennemmin sanottu kuin tehty. Piirrän yksinkertaisen sovittimen makaavasta esp-wroom-02:sta ja aloitan jyrsintämatkani painetut piirilevyt. Polut tehtiin erityisesti pieniksi - 0,5 mm. Koska jos ne eivät tule ulos sellaisina, vääntää tämä tekniikka.
Koska teen itse piirilevyjä viiden vuoden välein suurilla juhlapyhinä, niin KiCAD riittää minulle suunnitteluun. Hänelle erikoistunut käteviä ratkaisuja En löytänyt sitä, mutta on olemassa yleisempi tapa - gerber-tiedostojen käyttäminen. Tässä tapauksessa kaikki on suhteellisen yksinkertaista: ota PCB, vie haluttu kerros gerberissä (ei peilausta tai muuta magiaa!), suorita pcb2gcode - ja saamme valmiin nc-tiedoston, joka voidaan antaa reitittimelle. Kuten aina, todellisuus on paha infektio ja kaikki osoittautuu hieman monimutkaisemmaksi.
Gcoden hakeminen gerber-tiedostoista
Joten en aio kuvata erityisesti kuinka saada gerber-tiedosto, luulen kaikkien tietävän, kuinka se tehdään. Seuraavaksi sinun on suoritettava pcb2gcode. Osoittautuu, että kaiken hyväksyttävän tuottamiseen tarvitaan noin miljoona komentoriviparametria. Periaatteessa sen dokumentaatio ei ole huono, hallitsin sen ja ymmärsin kuinka saada jonkinlainen gcode jopa sellaiseksi, mutta halusin silti rentoutta. Siksi pcb2gcode GUI löydettiin. Tämä, kuten nimestä voi päätellä, on graafinen käyttöliittymä pcb2gcoden perusparametrien asettamiseen valintaruuduilla ja jopa esikatselulla.
Itse asiassa tässä vaiheessa on saatu jonkinlainen g-koodi ja voit kokeilla jauhamista. Mutta kun tarkistin ruutuja, kävi ilmi, että tämän ohjelmiston tarjoaman syvyyden oletusarvo on 0,05 mm. Tämän mukaisesti levy on asennettava reitittimeen vähintään tätä korkeammalla tarkkuudella. En tiedä kuka se on, mutta reitittimeni työpöytä on huomattavasti vinossa. Yksinkertaisin mieleen tullut ratkaisu oli laittaa uhrivaneria pöydälle, jyrsimään siihen tasku lautojen kokoon sopivaksi - ja se päätyisi täydellisesti reitittimen tasoon.
Niille, jotka ovat jo hyviä reitittimen kanssa, tämä osa ei ole mielenkiintoinen. Muutaman kokeilun jälkeen huomasin, että tasku on jyrsittävä yhteen suuntaan (esimerkiksi syöttö hammasta kohti) ja vähintään 30 prosentin päällekkäisyys. Fusion 360 tarjosi minulle aluksi liian vähän päällekkäisyyttä ja meni edestakaisin. Minun tapauksessani tulos oli epätyydyttävä.
PCB:n kaarevuus huomioon ottaen
Tasoittamisen jälkeen liimasin siihen kaksipuolista teippiä, asetin piirilevyn ja aloitin jyrsinnän. Tässä on tulos:
Kuten näette, levyn toisessa reunassa leikkuri ei käytännössä kosketa kuparia, toisaalta se meni liian syvälle levyyn ja jyrsinnän aikana ilmestyi PCB-muruja. Tarkastellessani itse lautaa, huomasin, että se oli alun perin epätasainen: hieman kaareva, ja vaikka kuinka paljon sen kanssa kamppailet, korkeudessa on joitain poikkeamia. Sitten muuten katsoin ja huomasin, että painetuille piirilevyille, joiden paksuus on yli 0,8 mm, ±8% toleranssia pidetään normaalina.
Ensimmäinen mieleen tuleva vaihtoehto on automaattinen kalibrointi. Asioiden logiikan mukaan - mikä on helpompaa, lauta on kuparipinnoitettu, leikkuri terästä, kiinnitin yhden langan kupariin, toisen leikkuriin - tässä on valmis anturi. Ota se ja rakenna pinta.
Koneenini ohjaa grbl halvalla kiinalaisella kilvellä. grbl tukee anturia pin A5:ssä, mutta jostain syystä levylläni ei ole erityistä liitintä. Huolellisesti tutkittuani huomasin silti, että nasta A5 on kytketty SPI-portin liittimeen (allekirjoitettu SCL) ja lähellä on myös maadoitus. Tässä "anturissa" on yksi temppu - johdot on kietottava yhteen. Reitittimessä on paljon häiriöitä, ja ilman tätä anturi antaa jatkuvasti vääriä positiivisia. Jopa kudonnan jälkeen se jatkuu, mutta paljon, paljon harvemmin.
Komento sanoo: aloita laskeminen -10:een Z:ssa (onko se absoluuttinen vai suhteellinen korkeus - riippuu tilasta, jossa laiteohjelmisto on nyt). Se laskeutuu hyvin hitaasti - nopeudella 5 mm/min. Tämä johtuu siitä, että kehittäjät eivät itse takaa, että laskeutuminen pysähtyy täsmälleen sillä hetkellä, kun anturi laukeaa, eikä vähän myöhemmin. Siksi on parempi mennä alas hitaasti, jotta kaikki pysähtyy ajoissa eikä sinulla ole aikaa mennä maksuun ollenkaan. Ensimmäinen testi on parasta suorittaa nostamalla pääsi paljon yli 10 mm korkeammalle ja nollaamalla koordinaattijärjestelmä. Tässä tapauksessa, vaikka kaikki ei toimisi ja sinulla ei ole aikaa päästä E-Stop-painikkeeseen, leikkuri ei vaurioidu. Voit suorittaa kaksi testiä: ensimmäinen on olla tekemättä mitään (ja saavuttaessa -10 grbl näyttää "Alarm: Probe Fail"), toinen - kun se laskee, sulje piiri jollakin ja varmista, että kaikki on pysähtyi.
Seuraavaksi sinun on löydettävä menetelmä matriisin mittaamiseksi ja g-koodin vääristämiseksi tarpeen mukaan. Ensi silmäyksellä pcb2gcodessa on jonkinlainen automaattinen tasoitustuki, mutta grbl:llä ei ole tukea. Siellä on mahdollista asettaa komennot suorittamaan näyte manuaalisesti, mutta sinun on selvitettävä se, ja suoraan sanottuna olin liian laiska. Utelias mieli saattaa huomata, että LinuxCNC:n koetinkomento on sama kuin grbl-komento. Mutta sitten on korjaamaton ero: kaikki "aikuisten" gcode-tulkit tallentavat suoritetun testin tuloksen konemuuttujaan, ja grbl yksinkertaisesti tulostaa arvon porttiin.
Pieni googlailu vihjasi, että niitä on monta muutakin erilaisia vaihtoehtoja, mutta chillpeppr-projekti pisti silmään:
Tämä on kaksikomponenttinen järjestelmä, joka on suunniteltu pelaamaan webny-laitteistolla. Ensimmäinen komponentti - Serial JSON Server, joka on kirjoitettu go:ssa, toimii koneessa, joka on kytketty suoraan laitteistoon, ja voi ohjata sarjaporttia verkkoliitäntöjen kautta. Toinen toimii selaimessasi. Heillä on kokonainen kehys widgetien rakentamiseen joillakin toiminnoilla, jotka voidaan sitten lisätä sivulle. Erityisesti heillä on jo valmiina työtila (joukko widgetejä) grbl:lle ja tinyg:lle.
Ja chillpepprillä on automaattinen vaaitustuki. Lisäksi se näyttää paljon kätevämmältä kuin UniversalGcodeSender, jota käytin aiemmin. Asennan palvelimen, käynnistän selainosan, käytän puoli tuntia käyttöliittymän selvittämiseen, lataan tauluni gcoden sinne ja näen roskaa:
Tarkasteltaessa itse gcodea, joka luo pcb2gcoden, huomaan, että se käyttää merkintää, jossa komentoa (G1) ei toisteta seuraavilla riveillä, vaan annetaan vain uudet koordinaatit:
G00 X1.84843 Y34.97110 (nopea siirto aloittaa.) F100.00000 G01 Z-0.12000 G04 P0 (pysähdy hetkeksi -- G64 ei saa tasoittaa tätä kohtaa) F200.00000 X1.84843 Y34102 X2.971 Y34.17332 X2.69481 Y34.11185 X2.73962 Y34.00364 X2.74876 Y31.85178 X3.01828 Y31.84988 X3.06946 Y31.82249 X437 Y.
Sen perusteella, että chilipeppr näyttää vain pystysuuntaisia liikkeitä, se näkee G01 Z-0.12 -viivan tässä, mutta ei ymmärrä kaikkea mitä tulee F200:n jälkeen. On tarpeen muuttaa merkintä selväksi. Tietysti voit työskennellä käsin tai luoda jonkinlaisen jälkikäsittelyn käsikirjoituksen. Mutta kukaan ei ole vielä peruuttanut G-Code Ripperiä, joka muun muassa voi hajottaa monimutkaiset gcode-komennot (kuten samat kaaret) yksinkertaisemmiksi. Hän muuten osaa myös taivuttaa gcodea autoprobe-matriisin avulla, mutta taaskaan ei ole sisäänrakennettua tukea grbl:lle. Mutta voit tehdä saman jaon. Vakioasetukset sopisivat minulle oikein hyvin (paitsi että asetuksissa piti muuttaa mittayksiköt mm:ksi etukäteen). Tuloksena oleva tiedosto alkoi näkyä normaalisti chilipepprissä:
Seuraavaksi suoritamme automaattisen koettimen, unohtamatta ilmoittaa etäisyyttä, josta näyte lasketaan, ja sen syvyyttä. Minun tapauksessani ilmoitin, että sitä pitäisi laskea 1 mm:stä –2 mm:iin. Alaraja ei ole niin tärkeä, sen voi asettaa vähintään -10:een, mutta en suosittele: pari kertaa laitoin epäonnistuneesti aloituskohdan, josta otos aloitetaan, ja ääripisteet päätyivät näytteen ulkopuolelle. lauta. Jos syvyys on suurempi, kaiverrus voi rikkoutua. Ja se on vain virhe. Ylärajan taso määrittää suoraan kuinka kauan se mittaa pintaa. Minun tapauksessani levy ei koskaan mennyt yli 0,25 mm ylös tai alas, mutta 1 mm on jotenkin luotettavampi. Painamme arvokasta juoksua ja juoksemme reitittimen luo meditoimaan:
Ja chilipeppr-rajapinnassa näkyy hitaasti mitattu pinta:
Tässä kannattaa kiinnittää huomiota siihen, että kaikki Z-arvot kerrotaan 50:llä, jotta tuloksena oleva pinta näkyy paremmin. Tämä on konfiguroitavissa oleva asetus, mutta 10 ja 50 toimivat mielestäni hyvin. Usein törmään siihen, että yksi piste on paljon korkeampi kuin siltä voisi odottaa. Henkilökohtaisesti katson tämän johtuvan siitä, että anturi havaitsee häiriöitä ja antaa väärän positiivisen. Onneksi chilipeppr antaa sinun ladata korkeuskartan json-muodossa, voit korjata sen manuaalisesti ja ladata sen sitten manuaalisesti. Napsauta seuraavaksi "Lähetä automaattisesti tasoitettu GCode työtilaan" -painiketta - ja korjattu g-koodi on jo ladattu pippuriin:
N40 G1 X 2.6948 Y 34.1118 Z0.1047 (al new z) N41 G1 X 2.7396 Y 34.0036 Z0.1057 (al new z) N42 G1 X 2.7488 Y 31.8518 Z0.107 N 31.8518 Z0.108 . 1127 (al new z) N44 G1 X 3.0695 Y 31.8225 Z0.1137 (al new z) N45 G1 X 3.0968 Y 31.7713 Z0.1142 (al new z)
Koodiin on lisätty Z-liikkeet, joiden pitäisi kompensoida pinnan epätasaisuuksia.
Jyrsintäparametrien valinta
Aloitan jauhamisen ja saan seuraavan tuloksen:
Kolme asiaa on selvä tässä:
- Pinnan epätasaisuuksien ongelma on poissa: kaikki on leikattu (tarkemmin sanottuna naarmuuntunut) lähes samaan syvyyteen, missään ei ole rakoja, missään ei ole liian syvää.
- Syvyys on riittämätön: 0,05 mm ei selvästikään riitä tälle kalvolle. Laudat ovat muuten jotain tuntematonta AliExpressin petoa, kuparin paksuutta ei ilmoitettu. Kuparikerros vaihtelee, yleisimmät ovat 18-140 mikronia (0,018-0,14 mm).
- Kaivertajan lyönnit ovat selvästi näkyvissä.
Syventämisestä. Ei ole vaikeaa määrittää, kuinka syvälle kaivertaja tulee laskea. Mutta on olemassa erityispiirteitä. Kartiomainen kaiverrus on projektiossa kolmion muotoinen. Toisaalta pienennyskulma työpisteeseen määrää, kuinka vaikeaa työkalua on murtaa ja kuinka kauan se kestää, ja toisaalta mitä suurempi kulma, sitä leveämpi leikkaus on tietyllä syvyydellä.
Kaava leikkauksen leveyden laskemiseksi tietyllä syvyydellä näyttää tältä (säädyttömästi otettu osoitteesta reprap.org ja korjattu):
2 * tunkeutumissyvyys * tangenit (työkalun kärjen kulma) + kärjen leveys
Laskemme siitä: kaivertajalle, jonka kulma on 10 astetta ja kosketuspiste 0,1 mm ja syvyys 0,1 mm, saamme lähes 0,15 mm:n leikkausleveyden. Tämän perusteella voit muuten arvioida, minkä raitojen välisen vähimmäisetäisyyden valittu kaivertaja tekee valitun paksuiselle kalvolle. No, ja vaikka telojen välillä ei tarvitsisikaan kovin pieniä etäisyyksiä, leikkuria ei silti kannata laskea liian syvälle, sillä lasikuitu kyllästää kovasta seoksestakin tehtyjä leikkureita hyvinkin.
No, on toinenkin hauska hetki. Oletetaan, että meillä on kaksi raitaa 0,5 mm:n etäisyydellä toisistaan. Kun suoritamme pcb2gcoden, se tarkastelee Työstörata offset -parametrin arvoa (kuinka paljon vetäytyy urasta jyrsinnässä) ja tekee itse asiassa kaksi kulkua raitojen välissä toisistaan (0,5 - 2 * toolpath_offset) mm:n välein. , niiden väliin tulee (tai pikemminkin Kaiken kaikkiaan joku kuparinpala putoaa, ja siitä tulee ruma. Jos teet toolpath_offsetista suuremman kuin raitojen välinen etäisyys, pcb2gcode antaa varoituksen, mutta luo vain yhden rivin raitojen väliin. Yleensä minun sovelluksilleni tämä käyttäytyminen on edullisempaa, koska telat ovat leveämpiä, leikkuri leikkaa vähemmän - kauneus. Totta, SMD-komponenttien kanssa voi syntyä ongelmia, mutta se on epätodennäköistä.
Tästä käyttäytymisestä on selvä tapaus: jos asetamme erittäin suuren työkaluradan_offsetin, saamme piirilevyn Voronoi-kaavion muodossa. Ainakin se on kaunis;) Näet tehosteen ensimmäisessä antamassani kuvakaappauksessa pcb2gcodesta. Se näyttää miltä se tulee näyttämään.
Nyt kaivertajan lyönnistä. Turhaan kutsun heitä sellaiseksi. Karani näyttää olevan melko hyvä, eikä se tietenkään iske niin kovaa. Täällä pikemminkin kaivertajan kärki liikkuessaan taipuu ja hyppää pisteiden välissä, mikä antaa oudon kuvan pisteillä. Ensimmäinen ja tärkein ajatus on, että leikkurilla ei ole aikaa leikata ja siksi hyppää yli. Pieni googlailu osoitti, että ihmiset jyrsivät piirilevyjä 50k rpm karalla noin 1000 mm/min nopeudella. Karani antaa 10k ilman kuormaa, ja voimme olettaa, että meidän on leikattava nopeudella 200 mm/min.
Tulokset ja johtopäätös
Kaikki tämä huomioon ottaen mittaan uuden palan piirilevyä, aloitan jyrsinnän ja saan seuraavan tuloksen:
Yläosa on täsmälleen sellaisena kuin se tuli ulos reitittimestä, alin on sen jälkeen, kun olen ajanut sen päälle tavallisella teroituskivellä pari kertaa. Kuten näette, kolmesta paikasta raitoja ei leikattu. Yleensä raitojen leveys vaihtelee laudalla. Tämä on vielä selvitettävä, mutta minulla on käsitys siitä, mistä se johtuu. Ensin kiinnitin taulun kaksipuolinen teippi, ja hän lähti melko usein. Sitten parista kohdasta tartuin ruuvin päiden reunoihin. Se näyttää kestävän paremmin, mutta se pelaa silti vähän. Epäilen, että se on jyrsintähetkellä painettu alustaa vasten ja tämän vuoksi se ei todellakaan leikkaa läpi.
Yleisesti ottaen kaikella on tulevaisuudennäkymiä. Kun prosessi on käsitelty, DEM:n rakentaminen kestää noin viidestä seitsemään minuuttia, sitten itse jyrsintä pari minuuttia. Näyttää siltä, että voimme kokeilla lisää. Mutta voit sitten tehdä porauksen samalla koneella. Osta vain niitit ja olet onnellinen! Jos aihe kiinnostaa, voin kirjoittaa toisen artikkelin porauksesta, kaksipuolisista levyistä jne.
Kysymykseen CNC-koneen valmistamisesta voidaan vastata lyhyesti. Tietäen, että kotitekoinen CNC-jyrsinkone on yleensä monimutkainen laite, jolla on monimutkainen rakenne, suunnittelijan on suositeltavaa:
- hankkia piirustuksia;
- ostaa luotettavia komponentteja ja kiinnikkeitä;
- valmistaa hyvä työkalu;
- on sorvi käsillä ja porakoneet CNC koneistettu tuottamaan nopeasti.
Videon katsominen ei haittaisi – eräänlainen opastus siitä, mistä aloittaa. Aloitan valmistelusta, ostan kaiken tarvitsemani, selvitän piirustuksen - täällä oikea ratkaisu aloitteleva suunnittelija. Siksi valmisteluvaihe, ennen kokoonpanoa, on erittäin tärkeä.
Valmisteleva vaihetyö
Kotitekoisen CNC-jyrsinkoneen valmistamiseksi on kaksi vaihtoehtoa:
- Otat valmiin juoksevan osasarjan (erityisesti valitut komponentit), joista kokoamme laitteet itse.
- Etsi (tee) kaikki komponentit ja aloita omin käsin CNC-koneen kokoaminen, joka täyttäisi kaikki vaatimukset.
On tärkeää päättää tarkoituksesta, koosta ja suunnittelusta (miten tehdä ilman piirustusta kotitekoinen kone CNC), etsi kaavioita sen valmistukseen, osta tai valmista joitain tähän tarvittavia osia, hanki lyijyruuvit.
Jos päätät luoda CNC-koneen itse ja tehdä ilman valmiit setit komponentit ja mekanismit, kiinnikkeet, tarvitset kootun kaavion, jonka mukaan kone toimii.
Yleensä löydettyään kaaviokuva laitteet mallintavat ensin kaikki koneen osat, laativat tekniset piirustukset ja sitten niiden avulla valmistetaan komponentteja vanerista tai alumiinista sorveilla ja jyrsinkoneilla (joskus on tarpeen käyttää porakonetta). Useimmiten työpinnat (kutsutaan myös työpöydäksi) ovat vaneria, jonka paksuus on 18 mm.
Joidenkin tärkeiden koneen osien kokoonpano
Koneessa, jota aloitit kokoamaan omin käsin, sinun on toimitettava useita kriittisiä komponentteja, jotka varmistavat työvälineen pystysuoran liikkeen. Tässä luettelossa:
- kierrehammaspyörä – pyöriminen välitetään hammashihnan avulla. Se on hyvä, koska hihnapyörät eivät luista, siirtäen tasaisesti voimia jyrsintälaitteen akselille;
- jos käytät askelmoottoria (SM) minikoneeseen, on suositeltavaa ottaa vaunu suuremmasta tulostinmallista - tehokkaampi; vanhoissa matriisitulostimissa oli melko tehokkaat sähkömoottorit;
- kolmiakselista laitetta varten tarvitset kolme SD-korttia. On hyvä, jos jokaisessa on 5 ohjausjohtoa, minikoneen toimivuus lisääntyy. Parametrien suuruus: syöttöjännite, käämitysvastus ja moottorin pyörimiskulma kannattaa arvioida yhdessä vaiheessa. Jokaisen askelmoottorin kytkemiseen tarvitaan erillinen ohjain;
- ruuvien avulla moottorin pyörimisliike muunnetaan lineaariseksi. Saavutus korkean tarkkuuden, monet ihmiset pitävät kuularuuveja (kuularuuvia) tarpeellisena, mutta tämä komponentti ei ole halpa. Kun valitset sarjan muttereita ja kiinnitysruuveja asennuslohkoille, valitse ne muovisilla sisäkkeillä, mikä vähentää kitkaa ja eliminoi välyksen;
- askelmoottorin sijasta voit ottaa tavallisen sähkömoottorin pienen muutoksen jälkeen;
- pystyakseli, jonka avulla työkalu voi liikkua 3D-muodossa ja peittää koko koordinaattitaulukko. Se on valmistettu alumiinilevystä. On tärkeää, että akselin mitat sovitetaan laitteen mittoihin. Läsnäollessa muhveliuuni, akseli voidaan valaa piirustusten mittojen mukaan.
Alla on piirros, joka on tehty kolmessa projektiossa: sivukuva, takaa ja ylhäältä katsottuna.
Suurin huomio sänkyyn
Koneen tarvittavan jäykkyyden takaa sänky. Siirrettävä portaali, kiskoohjainjärjestelmä, askelmoottori, työpinta, Z-akseli ja kara.
Esimerkiksi yksi kotitekoisen CNC-koneen luojista teki tukikehyksen alumiiniprofiili Maytec - kaksi osaa (leikkaus 40x80 mm) ja kaksi 10 mm paksua päätylevyä samasta materiaalista, jotka yhdistävät elementit alumiinikulmilla. Rakenne on vahvistettu rungon sisällä on neliön muotoinen kehys, joka on tehty pienemmistä profiileista.
Runko asennetaan ilman hitsausliitoksia (hitsatut saumat kestävät huonosti tärinäkuormia). T-muttereita on parempi käyttää kiinnikkeinä. Päätylevyt mahdollistavat laakerilohkon asennuksen johtoruuvin kiinnitystä varten. Tarvitset liukulaakerin ja karalaakerin.
Käsityöläinen päätti, että itse tehdyn CNC-koneen päätehtävä oli alumiiniosien valmistus. Koska hänelle sopivat työkappaleet, joiden paksuus oli enintään 60 mm, hän teki portaalin välyksen 125 mm (tämä on etäisyys ylemmästä poikkipalkista työpintaan).
Tämä vaikea asennusprosessi
Kerätä kotitekoinen CNC koneet komponenttien valmistuksen jälkeen on parempi tehdä tiukasti piirustuksen mukaan, jotta ne toimivat. Kokoaminen lyijyruuveilla tulee suorittaa seuraavassa järjestyksessä:
- asiantunteva käsityöläinen aloittaa kiinnittämällä kaksi ensimmäistä moottoria runkoon - laitteen pystyakselin taakse. Yksi on vastuussa jyrsintäpään vaakasuuntaisesta liikkeestä (kiskonohjaimet), ja toinen on vastuussa liikkeestä pystytasossa;
- liikkuva portaali, joka liikkuu X-akselia pitkin, kantaa jyrsintäkaraa ja tukea (z-akseli). Mitä korkeampi portaali on, sitä suurempi työkappale voidaan käsitellä. Mutta korkealla portaalilla käsittelyn aikana vastustuskyky nouseville kuormille laskee;
- Z-akselin moottorin ja lineaariohjaimien kiinnittämiseen käytetään etu-, taka-, ylä-, keski- ja alalevyjä. Tee sinne kehto jyrsintäkaralle;
- Käyttölaite on koottu huolella valituista muttereista ja pulteista. Kiinnitä moottorin akseli ja kiinnitä se nastaan käyttämällä paksun sähkökaapelin kumikäämiä. Kiinnitys voidaan tehdä ruuveilla, jotka on työnnetty nylonholkkiin.
Sitten alkaa kotitekoisen tuotteen jäljellä olevien komponenttien ja kokoonpanojen kokoaminen.
Asennamme koneen elektronisen täytön
CNC-koneen valmistamiseksi omin käsin ja sen käyttämiseksi sinun on käytettävä oikein valitulla numeerisella ohjauksella, korkealaatuisilla painetuilla piirilevyillä ja elektronisilla komponenteilla (varsinkin jos ne ovat kiinalaisia), joiden avulla voit toteuttaa kaikki toiminnot CNC-kone, joka käsittelee osan monimutkaisesta kokoonpanosta.
Hallinto-ongelmien välttämiseksi kotitekoisissa CNC-koneissa on seuraavat komponentit komponenttien joukossa:
- askelmoottorit, osa pysähtyi esim. Nema;
- LPT-portti, jonka kautta CNC-ohjausyksikkö voidaan liittää koneeseen;
- ohjaimien ohjaimet, ne on asennettu minijyrsinkoneeseen, joka kytketään kaavion mukaisesti;
- kytkintaulut (ohjaimet);
- 36 V virtalähde, jossa on alennusmuuntaja, joka muuntaa 5 V:ksi ohjauspiirin virransyöttöä varten;
- kannettava tietokone tai tietokone;
- painike, joka vastaa hätäpysäytystoiminnosta.
Vasta tämän jälkeen CNC-koneet testataan (tässä tapauksessa käsityöläinen tekee niille koeajon lataamalla kaikki ohjelmat), ja olemassa olevat puutteet tunnistetaan ja poistetaan.
Päätelmän sijaan
Kuten näet, on mahdollista tehdä CNC, joka ei ole huonompi kuin kiinalaiset mallit. Tehtyään sarjan varaosia sopivan kokoinen, jossa on laadukkaat laakerit ja tarpeeksi kiinnikkeitä kokoonpanoa varten, tämä tehtävä on ohjelmistotekniikasta kiinnostuneiden käsissä. Esimerkkiä ei tarvitse etsiä pitkään.
Alla olevassa kuvassa on esimerkkejä koneista, joissa on numeerinen ohjaus, jotka ovat tehneet samat käsityöläiset, eivät ammattilaiset. Yhtään osaa ei tehty hätäisesti, mielivaltaisen kokoisina, vaan asennettu lohkoon erittäin tarkasti, akselien huolellisella linjauksella, laadukkailla johtoruuveilla ja luotettavilla laakereilla. Väite on totta: kuten kokoat, niin työskentelet.
Duralumiiniaihio käsitellään CNC:llä. Tällaisella käsityöläisen kokoamalla koneella voit suorittaa paljon jyrsintätöitä.
Toinen esimerkki kootusta koneesta, jossa kuitulevylevyä käytetään työpöytänä, jolle voidaan valmistaa piirilevy.
Jokainen, joka alkaa valmistaa ensimmäistä laitetta, siirtyy pian muihin koneisiin. Ehkä hän haluaa testata itseään porausyksikön kokoajana ja huomaamatta liittyä käsityöläisten armeijaan, jotka ovat koonneet useita kotitekoisia laitteita. Tekninen luovuus tekee ihmisten elämästä mielenkiintoista, monipuolista ja rikasta.
CNC-konetta on erittäin kätevä käyttää kotiradioamatööripajassa painettujen piirilevyjen, sekä tuoteprototyyppien että pienten tuoteerien, valmistukseen. Kaiverruksen saatavuus - CNC-jyrsintä kotipajassa tai pienyrityksessä sen avulla voit sekä lyhentää piirilevyn valmistukseen kuluvaa aikaa leipälevyjä, prototyyppejä pienistä tuoteeristä valmistettaessa että parantaa valmistettujen piirilevyjen laatua muihin valmistusmenetelmiin verrattuna. Numeerisella ohjauksella varustetun koneen avulla voit suorittaa kaikki toiminnot painetun piirilevyn valmistukseen - johtavan kuvion (raitojen) jyrsimiseen, reikien poraamiseen sekä komponenttien asentamiseen että kerrosten välisiin läpivienteihin, levyn leikkaamiseen ja muotoiluun.
Ensin sinun on luotava PCB-suunnittelu. Tätä varten on erittäin kätevää käyttää Sprint Layout 6 -ohjelmaa, joka on erittäin suosittu radioamatöörien keskuudessa teknisiä ominaisuuksia foliopinnoitettujen piirilevyjen käsittely CNC-koneella, eli jäljitys riittävän leveillä poluilla jättäen tarvittavat raot kaivertajan/leikkurin läpikulkua varten. Koordinaattien aloituspisteen tulee olla VASEN ALAKULMA, kuva 1.
Kerrokselle O piirrämme piirilevyn ääriviivat (reunat), jota pitkin valmis levy leikataan. Ilmoitamme viivojen paksuuden laudan leikkaamiseen käytetyn leikkurin halkaisijan mukaan. Hallitsemme laudan reunan ja raitojen välistä rakoa niin, että ääriviivat eivät leikkaa raitoja. Varmistaaksemme, että lauta ei lennä leikkaamisen jälkeen pois työkappaleesta eikä leikkuri vahingoita sitä, jätämme siltoja, jotka pitävät lautaa työkappaleessa. Ne voidaan helposti leikata myöhemmin sivuleikkureilla valmiin laudan irrottamisen yhteydessä. Sammuta ylimääräiset kerrokset ja tarkista ensin levy, kuva 2.
kuva 2
Avaa jyrsintästrategioiden asetusikkuna, kuvat 3 ja 4.
kuva 3
kuva 4
Raideleveys-ikkunassa (kuva 4) ilmoitamme leikkuutyökalumme paksuuden. Esimerkiksi kaivertaja, jossa on 0,6 mm:n leikkauskärki. Mukavuuden vuoksi jatkokäsittely Valitse "merkitkää reiät" -ruutu. Napsauta "Ok". Tallennamme kuvan 5 meille sopivaan paikkaan.
Kuva 5
Käsittelypolun laskemisen jälkeen taulu näyttää tältä, kuva 6:
Kuva 6
Voit seurata selvästi leikkurin polkua ja sen poistaman kuparin määrää. Voit näyttää leikkurin reitin kätevästi ohuena viivana painamalla erillistä painiketta, kuva 7:
Kuva 7
Tässä vaiheessa on tarpeen tarkkailla huolellisesti leikkurin liikerataa - tarkistaa, ettei johtavien polkujen välillä ole oikosulkua, jotka eivät kuulu samaan piiriin. Jos virhe havaitaan, korjaa ja tallenna tiedosto uudelleen.
Seuraavaksi sinun on valmisteltava koneen ohjausohjelma. Step Cam 1.79 -apuohjelmalla (voit ladata sen Internetistä) avaamme jyrsintätiedostomme, säädämme työstösyöttöä ja leikkaussyvyyttä (riippuen koneesta, työkalusta ja materiaalista) ja muunnamme sen G-koodiksi painamalla Tee G-koodiavain. Ohjelma luo käsittelyn G-koodin jyrsintätiedoston perusteella. Voit nähdä G-koodin luomisen tuloksen Toiminto -> Piirrä G-koodi -välilehdellä. Jos mitään ei näy, sinun on napsautettava hiirtä ikkunassa, kuva 8.
Säädämme kokeellisesti jyrsintäsyvyyttä yrittäen säätää konetta niin, että leikkuri/kaivertaja poistaa vain kuparikerroksen, pienellä leikkauksella. Tämä parametri riippuu käytetyn piirilevyn kuparikalvon paksuudesta.
kuva 8
Napsauta Tallenna G-koodi. Tiedosto on valmis.
Lataamme tiedoston Mach3:een ja suoritamme ladatun tiedoston visuaalisen tarkastuksen. Asetamme koneeseen nollia ja aloitamme käsittelyn.
Reikien poraamiseen laudaan ja leikkaamiseen ääriviivaa pitkin, viilojen asettaminen ja valmistelu on samanlainen. Esimerkkiasetukset näkyvät kuvissa 9 ja 10.
Poraus Kuva 9:
kuva 9
Laudan jyrsiminen ääriviivaa pitkin, kuva 10:
kuva 10
Tallennamme muodon porauksen ja jyrsinnän asetukset erikseen. Lataa Step Camiin. Ilmoitamme käsittelysyvyyden käytetyn piirilevyn paksuudesta riippuen pienellä leikkauksella. Esimerkiksi tekstioliitin paksuudella 1,5 mm asetamme porausalueeksi 1,6-1,7 mm. Muotojyrsintä on suositeltavaa suorittaa 2 - 4 kierrossa leikkuutyökalun ominaisuuksista riippuen. Tätä varten asetamme upotussyvyydeksi jyrsinnässä Step Camissa 0,5 mm, ja sitten jokaisen koneen ajon jälkeen laskemme työkalun manuaalisesti Z-akselia pitkin ja nollaamme sen.
Jotkut koneella työskentelyn vivahteet painettua piirilevyä valmistettaessa:
1. Työpöydän pinnan tulee olla mahdollisimman tasainen ja tasainen. Yksi tapa saavuttaa tämä on tehdä "uhripöytä" vanerista ja viimeistellä se. Tätä varten koneen päätyöpöytään kiinnitetään vanerilevy ja jyrsitään sitten suurella leikkurilla levyn "peti" pieneen syvyyteen (1-2 mm).
2. Lasikuitu ei ole aina ihanteellinen sileä materiaali, ja sen paksuus voi myös vaihdella. Siksi on tarpeen leikata hieman ylileikkauksella. Jotkut kokeneet ihmiset laativat erityisesti korkeuskarttoja tarkempaa käsittelyä varten. Leikkausaste määritetään kokeellisesti.
3. Jyrsintään voit käyttää pyramidityyppistä kaivertajaa, jonka kärki on 0,4 - 1 mm. Poraukseen on olemassa 0,8–1,5 mm:n varrella varustetut porat 3,175 mm:n vakioholkille. On parasta leikata ääriviivaa pitkin 2-3 mm maissileikkurilla.
4. Työkalu vaihdetaan manuaalisesti joka kerta. Tätä varten pysäytämme karan esimerkiksi jyrsintäraitojen suorittamisen jälkeen ja jätämme koneen pitotilaan. Me nostamme leikkaustyökalu vaihtamista varten sopivalle korkeudelle, vaihda se. Tämän jälkeen asetamme nollan "Z"-akselia pitkin. Ja niin edelleen jokaisen työkalun vaihdon yhteydessä. X- ja Y-koordinaatit eivät ole nollattavissa.
5. Älä unohda, että lasikuitu ei ole eniten hyödyllistä materiaalia vartaloa varten. PCB-pöly on erityisen haitallista hengitysteille. Siksi on suositeltavaa järjestää huppu tai muuten poistaa ylimääräinen pöly leikkausalueelta. Voit esimerkiksi kostuttaa piirilevyn ajoittain vedellä tai muulla sopivalla nesteellä lääketieteellisellä ruiskulla. Märkä side nenässä/suussa tai hengityssuojain suojaa hengitysteitä hyvin.
Artikkeli on tarkoitettu vain tiedoksi ja perustuu henkilökohtainen kokemus kirjoittaja, eikä se ole ainoa oikea ja mahdollinen ratkaisu.
Ajurit stepperille, jätkä teki kaiken tyylikkäästi ilman mikro-ohjainta. Luin tämän, katsoin poraani piirilevyille, joissa on tiukka käsisyöttö, ja päätin liittää siihen ylös-alas-syötön säätimen. Ostin ajurin stepperille, laatikoista vedettiin tulostimesta sopiva stepperi, ostettiin kallis, jonka asensin jostain tulostimesta moottorin akselille, sitten tuli kuljettaja ja liike alkoi.
Tässä on ensimmäinen versio levyporastani:
Insinööritaidon omaavat ihmiset huomaavat heti vivun riippuvuuden aiheuttavan asennon ohjaimiin nähden (messinkiputkesta kuusisataa ruplaa ja messinkitankoa vastaava määrä! Olisi parempi, jos ostaisin lineaarilaakerit ja kaksi ohjainta Kiinasta ), tämän ratkaisun ansiosta kara liikkuu epätasaisesti, nykivästi ja voit rikkoa tietyn määrän poraa, jos ne on valmistettu kovametallista. Ja heidän takiaan kaikki aloitettiin.
Odotellessani laitteistoa laitoin tälle koneelle tehokkaan taustavalon päälle 
Laite sanoo, että se on ERITTÄIN KIRKKAS. Mutta sen kanssa on mukava työskennellä, päätin olla säätämättä taustavaloa
tässä kuva työpaikalta
Aloitin U-akselikäytön sahaamisen, ja päätin vain lisätä puunpalasia olemassa olevaan rakenteeseen 
Huomaa nanotekninen liitäntä akselin ja johtoruuvin välillä
Tätä varten ostin jarruvaloanturin jostain VAZ:sta ja rikoin sen armottomasti niin, että jäljelle jäi vain messinkiputki 
Nyt on elektroniikan vuoro.
Leikin Proteuksessa ja leipälaudalla piirin ja koodin kanssa ja etsasin levyn tulevalle ohjaimelle 
Arduino nano toimii koneen aivoina, koska en voi koodata mitään vakavampaa. Ohjaus potentiometrillä ja anturilla painikkeella.
Itse ohjainta kutsutaan Internetissä nimellä EASY DRIVER, mikä näyttää osoittavan sen kanssa työskentelyn helppoutta. Se on oikein. Se tarvitsee kaksi signaalia - STEP ja DIR. Liikumme ensin moottorin kanssa, toiseksi kerromme, mihin suuntaan astua. Kokeittuani raakaa kirjastoa sille, päätin kirjoittaa kaiken itse, ja se meni lopulta hyvin.
Se kaikki saa virtansa 19 voltin kannettavan tietokoneen virtalähteestä. Kuljettaja voi kuljettaa jopa 30 volttia itsensä läpi, ja moottori patruunalla on suunniteltu 24: lle, jos en erehdy, sen nopeus ei vieläkään riitä.
Video ensimmäisestä testistä:
Anturin avulla karaa voidaan liikuttaa ylös ja alas Y-akselia pitkin, säädettävä vastus asettaa etäisyyden, jolla kara liikkuu yhdellä anturin napsautuksella, ja asettaa myös syöttönopeuden, kun DRILL! painetaan. On osoittautunut erittäin käteväksi käyttää valmiiksi valmisteltua reikien tekoalgoritmia. Kiinnitin myös näytön, joka makasi esittelyä varten. Oletko yhdistänyt sen tällä? arduinon jalkojen säästämiseksi
Ruuvasin kaikki laudat ja kahvat paikoilleen, ja näin tapahtui:
Katso
Koodin kanssa puuhailun jälkeen sain sen toimimaan tarpeen mukaan, ja tässä on valmis laite.
Nyt ei jää muuta kuin keksiä uusi hullu projekti testataksesi tuotettasi taisteluolosuhteissa sekä kiinnittää poljin kätesi vapauttamiseksi.
Jos joku on kiinnostunut jostakin arvostelusta, kysy, PM, kommentit, mitä tahansa
Jälleen kerran pesualtaan pesu punaisista tahroista rautakloridi, Taulun etsauksen jälkeen ajattelin, että oli aika automatisoida tämä prosessi. Niinpä aloin tehdä piirilevyjen valmistuslaitetta, jolla voidaan jo valmistaa yksinkertaista elektroniikkaa.
Alla kerron kuinka tein tämän laitteen.
Perusprosessi painetun piirilevyn valmistuksessa subtraktiivisella menetelmällä on poistaa foliomateriaalista tarpeettomat folioalueet.
Nykyään useimmat elektroniikkainsinöörit käyttävät laser-rautatyyppisiä tekniikoita kotituotantoa plat. Tämä menetelmä sisältää kalvon ei-toivottujen alueiden poistamisen kemiallisella liuoksella, joka syö kalvon ei-toivotuilta alueilta. Ensimmäiset kokeiluni LUT:lla useita vuosia sitten osoittivat minulle, että tämä tekniikka on täynnä pieniä asioita, jotka joskus häiritsevät täysin hyväksyttävän tuloksen saavuttamista. Tämä sisältää levypinnan valmistelun, paperin tai muun painomateriaalin valinnan, lämpötilan yhdistettynä kuumennusaikaan sekä jäljellä olevan kiiltävän kerroksen poispesun ominaisuudet. Sinun on myös työskenneltävä kemian kanssa, eikä tämä ole aina kätevää ja hyödyllistä kotona.
Halusin laittaa pöydälle jonkin laitteen, johon, kuten tulostimeen, voi lähettää levyn lähdekoodin, painaa nappia ja jonkin ajan kuluttua vastaanottaa valmiin taulun.
Pienellä googlaamalla saat selville, että ihmiset alkoivat viime vuosisadan 70-luvulta lähtien kehittää pöytälaitteita painettujen piirilevyjen valmistukseen. Ensinnäkin ne ilmestyivät jyrsinkoneet painetuille piirilevyille, jotka leikkaavat raidat folio-PCB:lle erityisellä leikkurilla. Tekniikan ydin on, että suurilla nopeuksilla jäykälle ja tarkalle CNC-koordinaattipöydälle asennettu leikkuri leikkaa kalvokerroksen oikeista kohdista pois.
Halu ostaa välittömästi erikoiskone meni tutkittuaan hintoja toimittajalta. Kuten useimmat harrastajat, en ole valmis maksamaan sellaista rahaa laitteesta. Siksi päätettiin valmistaa kone itse.
On selvää, että laitteen tulee koostua koordinaattitaulukosta, joka siirtää leikkuutyökalun haluttuun pisteeseen, ja itse leikkauslaitteesta.
Internetissä on tarpeeksi esimerkkejä siitä, kuinka tehdä koordinaattitaulukko jokaiseen makuun. Esimerkiksi sama RepRap selviää tästä tehtävästä (tarkkuutta säätämällä).
Minulla on vielä eräästä aikaisemmasta harrastusprojektistani kotitekoinen röntgenpöytä piirturin rakentamiseen. Siksi päätehtävänä oli luoda leikkaustyökalu.
Looginen askel olisi varustaa piirturi miniatyyrikaiverruksella, kuten Dremel. Mutta ongelmana on, että kotona halvalla koottava piirturi on vaikea valmistaa tarvittavalla jäykkyydellä ja tasonsa yhdensuuntaisuudella piirilevyn tason kanssa (jopa itse piirilevy voi olla kaareva). Tämän seurauksena leikkaa siitä levyt enemmän tai vähemmän hyvä laatu ei olisi ollut mahdollista. Lisäksi jyrsinnän käyttö ei suosinut sitä, että leikkuri tylsää ajan myötä ja menettää leikkausominaisuudet. Olisi hienoa, jos kupari voitaisiin poistaa piirilevyn pinnasta kosketuksettomalla tavalla.
Saksalaiselta LPKF:ltä löytyy jo laserkoneita, joissa kalvo yksinkertaisesti haihdutetaan tehokkaalla infrapunapuolijohdelaserilla. Koneet erottuvat tarkkuudestaan ja työstönopeudestaan, mutta niiden hinta on jopa jyrsinkoneiden hintaa korkeampi, eikä sellaisen kokoaminen kaikkien saatavilla olevista materiaaleista ja jotenkin halvempi tunnu vielä olevan yksinkertaista.
Kaikesta yllä olevasta olen muodostanut joitain vaatimuksia halutulle laitteelle:
- Hinta on verrattavissa keskimääräisen kodin 3D-tulostimen hintaan
- Kosketukseton kuparin poisto
- Mahdollisuus koota laite saatavilla olevista komponenteista itse kotona
Niinpä aloin miettiä mahdollista vaihtoehtoa laserille kuparin kosketuksettomassa poistamisessa piirilevystä. Ja törmäsin sähkökipinätyöstömenetelmään, jota on pitkään käytetty metallintyöstössä tarkkuusmetalliosien valmistukseen.
Tällä menetelmällä metalli poistetaan sähköpurkauksilla, jotka haihtuvat ja suihkuttavat sitä työkappaleen pinnalta. Tällä tavalla muodostuu kraattereita, joiden koko riippuu purkausenergiasta, sen kestosta ja tietysti työkappaleen materiaalityypistä. Yksinkertaisimmassa muodossaan sähköeroosiota alettiin käyttää 1900-luvun 40-luvulla reikien tekemiseen. metalliosat. Toisin kuin perinteiset koneistus reiät voidaan tehdä melkein mihin tahansa muotoon. Tällä hetkellä tätä menetelmää käytetään aktiivisesti metallintyöstyksessä, ja se on synnyttänyt useita erilaisia työstökoneita.
Olennainen osa tällaisia koneita on virtapulssigeneraattori, järjestelmä elektrodin syöttöä ja liikuttamista varten - elektrodi (yleensä kupari, messinki tai grafiitti) on tällaisen koneen työväline. Yksinkertaisin virtapulssigeneraattori on yksinkertainen vaaditun arvon kondensaattori, joka on kytketty vakiojännitelähteeseen virtaa rajoittavan vastuksen kautta. Tässä tapauksessa kapasitanssi ja jännite määräävät purkausenergian, joka puolestaan määrää kraatterien koon ja siten käsittelyn puhtauden. Totta, on yksi merkittävä vivahde - kondensaattorin jännite käyttötilassa määräytyy läpilyöntijännitteen mukaan. Jälkimmäinen riippuu lähes lineaarisesti elektrodin ja työkappaleen välisestä raosta.
Illan aikana tehtiin eroosiotyökalun prototyyppi, joka oli solenoidi, jonka ankkuriin oli kiinnitetty kuparilanka. Solenoidi aiheutti johtimen tärinää ja kontaktin katkeamisen. LATR:ää käytettiin virtalähteenä: tasavirta ladattiin kondensaattoria ja vaihtovirta syötti solenoidia. Tämä malli kiinnitettiin myös piirturikynän pidikkeeseen. Yleisesti ottaen tulos vastasi odotuksia ja päähän jätti kalvoon jatkuvia raitoja repeytyneillä reunoilla.
Menetelmällä oli selvästi oikeus elämään, mutta se oli tarpeen ratkaista yksi ongelma - kompensoida työn aikana kulutetun langan kulutus. Tätä varten oli tarpeen luoda syöttömekanismi ja sen ohjausyksikkö.
Sen jälkeen se on siinä vapaa-aika Aloitin sen suorittamisen yhdessä kaupunkimme hackspacesta, jossa on metallintyöstökoneita. Alkoi pitkä yritys tehdä hyväksyttävä leikkauslaite. Eroosiopää koostui kahdesta sauvaholkista, jotka antoivat pystysuoraa tärinää, palautusjousi ja avausmekanismi. Solenoidin ohjaamiseksi oli tarpeen tehdä yksinkertainen piiri, joka koostui tietyn pituisesta pulssigeneraattorista NE555:ssä, MOSFET-transistorista ja induktiivinen anturi nykyinen. Aluksi oli tarkoitus käyttää itsevärähtelytilaa, eli syöttää kytkimeen pulssi heti virtapulssin jälkeen. Tässä tapauksessa värähtelyjen taajuus riippuu raon koosta ja käyttövoimaa ohjataan itsevärähtelyjakson mittauksen mukaan. Vakaa itsevärähtelevä tila osoittautui kuitenkin mahdolliseksi pään värähtelyamplitudien alueella, joka oli alle puolet maksimista. Siksi päätin käyttää kiinteää värähtelytaajuutta, jonka laitteisto PWM tuottaa. Tässä tapauksessa langan ja levyn välisen raon tila voidaan arvioida avauspulssin lopun ja ensimmäisen virtapulssin välisen ajan perusteella. Suuremman vakauden ja taajuusominaisuuksien parantamiseksi solenoidi kiinnitettiin langanvetomekanismin yläpuolelle ja ankkuri asetettiin metalliseoskannattimeen. Näiden muutosten jälkeen oli mahdollista saavuttaa vakaa toiminta jopa 35 Hz:n taajuuksilla.
Kiinnitettyäni leikkuupään plotteriin aloin kokeilla eristysraitojen leikkaamista painetuille piirilevyille. Ensimmäinen tulos on saavutettu ja pää tekee enemmän tai vähemmän johdonmukaisesti jatkuvan leikkaamisen. Tässä video, joka näyttää mitä tapahtui:
Perusmahdollisuus valmistaa piirilevyjä sähköisellä kipinäkäsittelyllä on vahvistettu. Välittömät suunnitelmat ovat tarkkuuden parantaminen, käsittelyn nopeuden lisääminen ja puhtauden vähentäminen sekä osan kehitystyön saattaminen julkisesti saataville. Aion myös mukauttaa moduulin käytettäväksi RepRapin kanssa. Otan mielelläni ideoita ja kommentteja kommentteihin.
