나는 인쇄 회로 기판을 에칭하는 것을 좋아하지 않습니다. 글쎄요, 저는 염화 제2철을 만지작거리는 과정을 좋아하지 않습니다. 거기에 인쇄하고, 여기에 철하고, 포토레지스트를 노출시키십시오. 매번 전체 이야기입니다. 그런 다음 염화 제2철을 배출할 위치를 생각하십시오. 나는 이것이 저렴하고 간단한 방법이라고 주장하지 않지만 개인적으로 나는 그것을 피하려고 노력합니다. 그리고 나서 내 행복이 일어났습니다. 나는 CNC 라우터를 완성했습니다. 즉시 생각이 떠올랐습니다. 인쇄 회로 기판을 밀링하려고 하지 않겠습니까? 곧 완료됩니다. 나는 압도된 esp-wroom-02에서 간단한 어댑터를 그리고 인쇄 회로 기판 밀링으로 여행을 시작합니다. 트랙은 0.5mm로 특별히 작게 제작되었습니다. 그러한 것이 나오지 않으면이 기술이 좋습니다.
저는 개인적으로 5년마다 큰 명절이 되면 인쇄회로기판을 만들기 때문에 KiCAD로 디자인을 하기에 충분합니다. 전문화된 편리한 솔루션을 찾지 못했지만 gerber 파일을 사용하는 보다 보편적인 방법이 있습니다. 이 경우 모든 것이 비교적 간단합니다. pcb를 가져오고 원하는 레이어를 gerber로 내보내고(미러링 및 기타 마술 없음!) pcb2gcode를 실행하면 라우터에 제공할 수 있는 완성된 nc 파일을 얻습니다. 언제나처럼 현실은 사악한 전염병이며 모든 것이 다소 복잡합니다.
거버 파일에서 gcode 가져오기
따라서 거버 파일을 얻는 방법을 설명할 계획은 없으며 누구나 할 수 있다고 생각합니다. 다음으로 pcb2gcode를 실행해야 합니다. 수용 가능한 것을 생성하려면 대략 백만 개의 명령줄 매개변수가 필요합니다. 원칙적으로 그의 문서는 나쁘지 않습니다. 나는 그것을 마스터하고 일종의 gcode를 얻는 방법을 이해했지만 여전히 캐주얼하고 싶었습니다. 따라서 pcb2gcode GUI가 발견되었습니다. 이것은 이름에서 알 수 있듯 기본 pcb2gcode 매개변수를 체크박스로 구성하고 미리보기를 포함하는 GUI입니다.
사실 이 단계에서 일종의 gcode가 수신되었고 밀링을 시도할 수 있습니다. 그러나 확인란을 살펴보는 동안 이 소프트웨어에서 제공하는 기본 깊이 값은 0.05mm인 것으로 나타났습니다. 따라서 적어도 이보다 높은 정확도로 보드를 라우터에 장착해야 합니다. 누가 가지고 있는지 모르겠지만 라우터의 데스크탑이 눈에 띄게 더 구부러져 있습니다. 마음에 떠오른 가장 간단한 해결책은 희생 합판을 테이블에 놓고 보드의 치수에 맞게 포켓을 밀링하는 것입니다. 그러면 이상적으로 라우터 평면에 있을 것입니다.
이미 라우터에 대한 좋은 명령을 가지고 있는 사람들에게는 이 부분이 흥미롭지 않습니다. 몇 번의 실험 끝에 나는 포켓을 한 방향(예: 치아에 공급)으로 밀링해야 하며 적어도 30%의 겹침이 필요하다는 것을 알게 되었습니다. Fusion 360은 처음에는 겹치는 부분이 너무 적어 왔다갔다했습니다. 제 경우에는 결과가 만족스럽지 않았습니다.
PCB의 곡률 고려
패드를 평평하게 한 후 양면 테이프를 붙이고 텍스 라이트를 넣고 밀링을 시작했습니다. 결과는 다음과 같습니다.
보시다시피 보드의 한쪽 가장자리에서 커터는 실제로 구리에 닿지 않고 다른 쪽에서는 보드에 너무 깊숙이 들어갔고 밀링 중에 PCB 부스러기가 나갔습니다. 보드 자체를 자세히 살펴본 결과 처음에는 고르지 않은 것으로 나타났습니다. 약간 구부러져 있고, 아무리 힘들어도 높이에 약간의 편차가 있을 것입니다. 그런데 두께가 0.8mm 이상인 인쇄회로기판의 경우 ±8%의 허용오차가 정상으로 간주되는 것을 확인했다.
가장 먼저 떠오르는 옵션은 자동 보정입니다. 더 쉬운 논리에 따르면 보드는 구리 도금되고 절단기는 강철이며 한 와이어는 구리에 연결하고 다른 와이어는 절단기에 연결했습니다. 여기에 기성품 프로브가 있습니다. 표면을 가져 와서 만듭니다.
내 기계는 저렴한 중국 방패로 제어되는 grbl입니다. Grbl은 핀 A5에서 프로브를 지원하지만 어떤 이유로 내 보드에는 특별한 커넥터가 없습니다. 주의 깊게 조사한 결과, 핀 A5가 포트(SCL로 서명됨)의 SPI 커넥터로 나와 있고 근처에 접지도 있음을 발견했습니다. 이 "센서"에는 한 가지 트릭이 있습니다. 전선을 함께 꼬아야 합니다. 밀링 커터에는 많은 간섭이 있으며 이것이 없으면 센서는 지속적으로 가양성을 제공합니다. 직조 후에도 계속되지만 훨씬 덜 자주 발생합니다.
명령은 다음과 같이 말합니다: Z에서 –10까지 하강을 시작합니다(이는 절대 또는 상대 고도입니다. 이는 현재 펌웨어가 있는 모드에 따라 다름). 5mm / min의 속도로 매우 천천히 하강합니다. 이것은 개발자 자신이 센서가 트리거되는 순간에 하강이 정확히 멈출 것이라고 보장하지 않기 때문입니다. 따라서 모든 것이 정시에 멈추고 보드에 갈 시간이 없지만 최대한 탐닉하지 않도록 천천히 내려가는 것이 좋습니다. 머리를 10mm 이상의 높이로 들어 올리고 좌표계를 재설정하여 첫 번째 테스트를 수행하는 것이 가장 좋습니다. 이 경우 모든 것이 작동하지 않고 E-Stop 버튼에 도달할 시간이 없어도 커터가 잠기지 않습니다. 두 가지 테스트를 수행할 수 있습니다. 첫 번째 - 아무것도 하지 않음(–10grbl에 도달하면 "Alarm: Probe Fail"이 표시됨), 두 번째 - 다운되는 동안 무언가로 회로를 닫고 모든 것이 제대로 작동하는지 확인 멈췄다.
다음으로, 실제로 행렬을 측정하고 필요에 따라 gcode를 왜곡하는 방법을 찾아야 합니다. 언뜻보기에 pcb2gcode에는 일종의 자동 레벨링 지원이 있지만 grbl은 지원되지 않습니다. 테스트를 시작하기 위한 명령어를 손으로 직접 설정할 수 있는 기회가 있는데, 직접 알아봐야 하고, 솔직히 너무 게을렀습니다. 호기심 많은 사람은 LinuxCNC에 grbl 명령과 동일한 프로브 시작 명령이 있음을 알 수 있습니다. 그러나 돌이킬 수 없는 차이가 있습니다. 모든 "성인" gcode 인터프리터는 수행된 샘플의 결과를 기계 변수에 저장하고 grbl은 단순히 값을 포트에 출력합니다.
약간의 인터넷 검색은 여전히 몇 가지 다른 옵션이 있다고 제안했지만, chillpeppr 프로젝트는 내 눈을 사로 잡았습니다.
webny 하드웨어와 함께 작동하도록 설계된 2 구성 요소 시스템입니다. go로 작성된 첫 번째 구성 요소인 직렬 JSON 서버는 하드웨어에 직접 연결된 시스템에서 실행되며 웹 소켓을 통해 직렬 포트를 제어하는 방법을 알고 있습니다. 두 번째 것은 브라우저에서 작동합니다. 그들은 페이지에 푸시할 수 있는 몇 가지 기능이 있는 위젯을 빌드하기 위한 전체 프레임워크를 가지고 있습니다. 특히, 그들은 이미 grbl 및 tinyg를 위한 기성 작업 공간(위젯 세트)을 가지고 있습니다.
그리고 칠페퍼는 자동 레벨링을 지원합니다. 게다가 기존에 사용하던 UniversalGcodeSender보다 훨씬 편리해 보입니다. 나는 서버를 놓고, 브라우저 부분을 시작하고, 인터페이스를 알아내려고 30분을 보내고, 거기에 내 보드의 gcode를 로드하고 일종의 쓰레기를 봅니다.
pcb2gcode를 생성하는 gcode 자체를 보면 다음 줄에서 명령(G1)이 반복되지 않고 새로운 좌표만 주어질 때 표기법을 사용한다는 것을 알 수 있습니다.
G00 X1.84843 Y34.97110(시작을 위한 빠른 이동.) F100.00000 G01 Z-0.12000 G04 P0(시간 없음 - G64는 이 지점에서 매끄럽지 않아야 함) F200.00000 X1.84843 Y34.9761 .17332 X2.69481 Y34.11185 X2.73962 Y34.00364 X2.74876 Y31.85178 X3.01828 Y31.84988 X3.06946 Y371.82249 X3.19
칠리페퍼가 수직 움직임만 보여준다는 사실로 판단하면, 그는 여기에 라인 G01 Z-0.12를 보지만 F200 이후에 오는 모든 것을 이해하지는 못한다. 명시적 표기법을 다시 실행해야 합니다. 물론 손으로 작업하거나 일부 후처리 스크립트를 제출할 수 있습니다. 그러나 아무도 G-Code Ripper를 취소하지 않았습니다. 무엇보다도 G-Code Ripper는 복잡한 gcode 명령(예: 같은 호)을 더 간단한 명령으로 이길 수 있습니다. 그건 그렇고, 그는 autoprobe 행렬로 gcode를 구부리는 방법도 알고 있지만 내장된 grbl 지원은 다시 없습니다. 그러나 동일한 분할을 수행할 수 있습니다. 표준 설정은 나에게 매우 적합했습니다(설정에서 미리 측정 단위를 mm로 변경해야 한다는 점을 제외하고). 결과 파일이 칠리페퍼에 정상적으로 표시되기 시작했습니다.
다음으로 샘플을 낮추기 위한 거리와 깊이를 지정하는 것을 잊지 않고 autoprobe를 시작합니다. 제 경우에는 1mm에서 -2mm로 낮춰야 한다고 표시했습니다. 하한은 그다지 중요하지 않으며 -10 이상으로 설정할 수 있지만 권장하지 않습니다. 테스트를 시작할 시작점을 두 번 설정하지 못했고 극한 지점이 외부로 판명되었습니다. 보드. 깊이가 더 크면 조각사도 부러뜨릴 수 있습니다. 그냥 실수입니다. 표면을 직접 측정하는 데 걸리는 시간은 상부 경계의 수준에 따라 다릅니다. 제 경우에는 실제로 보드가 0.25mm를 넘거나 내려간 적이 거의 없지만 1mm가 왠지 더 안정적입니다. 우리는 소중한 달리기를 누르고 밀링 커터로 달려가 다음을 명상합니다.
그리고 칠리페퍼 인터페이스에서 천천히 측정된 표면이 나타납니다.
결과 표면을 더 잘 시각화하기 위해 모든 Z 값에 50을 곱합니다. 이것은 구성 가능한 설정이지만 제 생각에는 10과 50이 잘 작동합니다. 나는 어느 한 점이 예상보다 훨씬 높다는 사실을 자주 접합니다. 개인적으로, 나는 이것을 센서가 여전히 간섭을 포착하고 잘못된 경보를 제공한다는 사실과 연관시킵니다. 다행히도, chilipeppr을 사용하면 json 형식으로 하이트맵을 언로드할 수 있으며, 그 후에 손으로 수정한 다음 손으로 로드할 수 있습니다. 그런 다음 "Auto-Leveled GCode를 Workspace로 보내기" 버튼을 누르면 수정된 gcode가 이미 페퍼에 로드됩니다.
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 31.8517 Z0.10 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)
표면의 거칠기를 보정하기 위해 코드에 Z 이동을 추가했습니다.
밀링 옵션 선택
밀링을 시작하면 다음과 같은 결과가 나타납니다.
여기에서 한 번에 세 가지 점을 볼 수 있습니다.
- 표면의 불균일성에 대한 문제가 사라졌습니다. 모든 것이 거의 같은 깊이로 절단(더 정확하게는 긁힘)되었으며 어디에도 틈이 없으며 너무 깊게 가라앉은 곳도 없습니다.
- 깊이가 충분하지 않습니다. 이 호일에는 0.05mm가 분명히 충분하지 않습니다. 그건 그렇고, 보드는 AliExpress에서 알려지지 않은 짐승이며 구리의 두께는 거기에 표시되지 않았습니다. 구리 층은 18-140미크론(0.018-0.14mm)으로 가장 일반적입니다.
- 조각사의 구타가 선명하게 보입니다.
심화에 대해. 조각사를 낮추는 깊이를 선택하는 것은 어렵지 않습니다. 하지만 특이점이 있습니다. 원추형 조각사는 투영에서 삼각형 모양을 가지고 있습니다. 한편으로 작업점에 대한 수렴 각도는 공구가 파손되기 얼마나 어렵고 수명을 결정하며, 다른 한편으로는 각도가 클수록 주어진 깊이에서 절단이 더 넓어집니다.
주어진 깊이에서 절단 폭을 계산하는 공식은 다음과 같습니다(rerap.org에서 대충 가져와 수정함).
2 * 침투 깊이 * 접선(도구 팁 각도) + 팁 너비
우리는 그것에서 계산합니다. 각도가 10도이고 접점이 0.1mm인 조각사의 경우 0.1mm를 깊게 할 때 거의 0.15mm의 절단 너비를 얻습니다. 이를 기반으로 트랙 사이의 최소 거리가 선택한 두께의 호일에 선택한 조각사를 만들 것인지 추정할 수 있습니다. 글쎄, 또한 트랙 사이에 아주 작은 거리가 필요하지 않더라도 유리 섬유 라미네이트는 경질 합금에서도 커터를 무디게 만들기 때문에 커터를 너무 깊게 낮추는 것은 여전히 가치가 없습니다.
글쎄요, 재미있는 순간도 있습니다. 0.5mm 간격으로 두 개의 트랙이 있다고 가정해 보겠습니다. pcb2gcode를 실행하면 공구 경로 오프셋 매개변수(밀링할 때 트랙에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지)를 확인하고 실제로 트랙 사이에 (0.5 - 2 * toolpath_offset) mm 간격으로 두 개의 패스를 만들고 트랙 사이는 유지됩니다(그러나 오히려 모두, 그것은 부러질 것입니다) 약간의 구리 조각, 그리고 그것은 추악할 것입니다. toolpath_offset을 트랙 사이의 간격보다 크게 만드는 경우 pcb2gcode는 경고를 생성하지만 트랙 사이에 한 줄만 생성합니다. 일반적으로 내 응용 프로그램의 경우 이 동작이 더 바람직합니다. 트랙이 더 넓고 커터가 덜 잘리기 때문입니다. 사실, smd 구성 요소에 문제가 있을 수 있지만 그럴 가능성은 없습니다.
이 동작의 뚜렷한 경우가 있습니다. 매우 큰 toolpath_offset을 설정하면 Voronoi 다이어그램 형태의 인쇄 회로 기판이 생성됩니다. 적어도 아름답습니다.) 제가 준 pcb2gcode의 첫 번째 스크린샷에서 그 효과를 볼 수 있습니다. 어떻게 보일지 보여줍니다.
이제 조각사의 구타에 대해. 나는 그들을 그렇게 부르지 말아야 한다. 내 스핀들은 꽤 좋은 것 같으며 물론 그렇게 세게 치지는 않습니다. 여기에서 오히려 조각사의 끝이 움직일 때 구부러지고 점 사이를 점프하여 점이 점이있는 이상한 그림을 제공합니다. 첫 번째 주요 아이디어는 절단기가 절단할 시간이 없으므로 뛰어넘는 것입니다. 가벼운 인터넷 검색에 따르면 사람들은 약 1000mm/min의 속도로 50k 회전의 스핀들로 인쇄 회로 기판을 밀링하고 있습니다. 내 스핀들은 부하없이 10k를 제공하며 200mm / min의 속도로 절단해야한다고 가정 할 수 있습니다.
결과 및 결론
이 모든 것을 고려하여 새로운 PCB 조각을 측정하고 밀링을 시작하여 다음 결과를 얻습니다.
위쪽은 라우터에서 나온 것과 정확히 동일하고 아래쪽은 일반 숫돌로 몇 번 통과한 후입니다. 보시다시피, 트랙은 세 곳에서 절단되지 않았습니다. 일반적으로 트랙의 너비는 보드 전체에 걸쳐 유동적입니다. 이것은 여전히 처리해야하지만 이유가 무엇인지 추측합니다. 처음에는 기판을 양면테이프에 붙였는데 꽤 자주 떨어져 나갔습니다. 그런 다음 몇 곳에서 모서리가있는 나사 머리를 잡았습니다. 더 잘 버티는 것 같지만 여전히 조금 재생됩니다. 밀링을 할 때 현장에 눌려져 있기 때문에 실제로는 잘리지 않는 것 같아요.
일반적으로 이 모든 것에는 전망이 있습니다. 프로세스가 완료되면 DEM을 구축하는 데 5~7분이 소요되고 밀링 자체에는 몇 분이 걸립니다. 더 실험해볼 수 있을 것 같습니다. 그러나 그런 다음 동일한 기계에서 드릴링을 수행할 수 있습니다. 리벳을 더 구입하면 행복할 것입니다! 주제가 흥미롭다면 드릴링, 양면 보드 등에 대한 다른 기사를 쓸 수 있습니다.
CNC 기계를 만드는 방법에 대한 질문에 간단히 대답할 수 있습니다. 수제 CNC 밀링 머신이 일반적으로 복잡한 구조의 복잡한 장치라는 것을 알고 있으므로 설계자에게 바람직합니다.
- 청사진을 얻다;
- 신뢰할 수 있는 구성 요소와 패스너를 구입하십시오.
- 좋은 도구를 준비하십시오.
- 신속하게 생산할 수 있는 CNC 선반과 보링 머신을 보유하고 있습니다.
비디오를 보는 것은 아프지 않습니다. 일종의 지시, 훈련 - 어디서부터 시작해야합니까? 그리고 준비부터 시작하여 필요한 모든 것을 구입하고 도면을 처리합니다. 이것은 초보 디자이너에게 올바른 결정입니다. 따라서 조립 전 준비 단계가 매우 중요합니다.
준비 작업
수제 CNC 밀링 머신을 만들려면 두 가지 옵션이 있습니다.
- 장비를 직접 조립하는 기성품 실행 부품 세트(특별히 선택된 장치)를 가져옵니다.
- 모든 구성 요소를 찾아서 (만들고) 모든 요구 사항을 충족하는 CNC 기계 조립을 손으로 시작하십시오.
목적, 크기 및 디자인(수제 CNC 기계를 그리지 않고 수행하는 방법)을 결정하고, 제조 계획을 찾고, 이에 필요한 일부 부품을 구매 또는 제조하고, 리드 나사를 확보하는 것이 중요합니다.
CNC 기계를 직접 만들고 기성품 세트 및 메커니즘, 패스너 없이 수행하기로 결정한 경우 기계가 작동하는 방식에 따라 조립된 구성표가 필요합니다.
일반적으로 장치의 개략도를 찾은 후 먼저 기계의 모든 세부 사항을 모델링하고 기술 도면을 준비한 다음 선반 및 밀링 기계(때로는 드릴링 머신을 사용해야 함)에서 구성 요소를 만드는 데 사용합니다. 합판 또는 알루미늄. 대부분의 경우 작업 표면(작업 테이블이라고도 함)은 두께가 18mm인 합판입니다.
기계의 일부 중요한 부품 조립
자신의 손으로 조립을 시작한 기계에서 작업 도구의 수직 이동을 보장하는 여러 중요 장치를 제공해야 합니다. 이 목록에서:
- 헬리컬 기어 - 톱니 벨트를 사용하여 회전이 전달됩니다. 풀리에서 미끄러지지 않아 밀링 장비의 샤프트에 균일하게 힘을 전달한다는 점에서 좋습니다.
- 소형 기계에 스테퍼 모터(SM)를 사용하는 경우 더 큰 프린터 모델에서 캐리지를 가져오는 것이 좋습니다. 더 강력합니다. 오래된 매트릭스 프린터에는 충분히 강력한 전기 모터가 있었습니다.
- 3차원 장치의 경우 3개의 스테퍼 모터가 필요합니다. 글쎄, 각각에 5 개의 제어 와이어가 있으면 미니 머신의 기능이 향상됩니다. 공급 전압, 권선 저항 및 스테퍼 모터 회전 각도와 같은 매개 변수의 값을 한 번에 평가할 가치가 있습니다. 각 스테퍼 모터를 연결하려면 별도의 컨트롤러가 필요합니다.
- 나사의 도움으로 스테퍼 모터의 회전 운동이 선형 운동으로 변환됩니다. 높은 정밀도를 얻기 위해서는 볼스크류(볼스크류)가 필요하다고 생각하는 경우가 많지만, 이 부품은 저렴하지 않습니다. 블록 장착용 너트 및 장착 나사 세트를 선택하고 플라스틱 인서트로 선택하면 마찰이 줄어들고 백래시가 제거됩니다.
- 스테퍼 모터 대신 약간의 수정 후에 기존 전기 모터를 사용할 수 있습니다.
- 전체 XY 테이블에 걸쳐 있는 3D에서 도구를 이동하는 수직 축입니다. 그것은 알루미늄 판으로 만들어집니다. 액슬 치수가 장치의 치수에 맞게 조정되는 것이 중요합니다. 머플로가 있는 경우 도면의 치수에 따라 축을 주조할 수 있습니다.
아래는 측면도, 후면도 및 평면도의 세 가지 투영으로 만든 도면입니다.
침대에 대한 최대한의 관심
기계의 요구되는 강성은 침대에 의해 제공됩니다. 이동식 포털, 레일 가이드 시스템, 스테퍼 모터, 작업 표면, Z 축 및 스핀들이 설치됩니다.
예를 들어, 수제 CNC 기계 제작자 중 한 명이 Maytec 알루미늄 프로파일로 지지 프레임을 만들었습니다. 동일한 재료로 두 부분(섹션 40x80mm)과 10mm 두께의 두 끝판으로 요소를 알루미늄 모서리와 연결합니다. 구조가 강화되고 프레임 내부에는 정사각형 모양의 작은 프로파일로 만들어진 프레임이 있습니다.
침대는 용접 조인트를 사용하지 않고 장착됩니다(용접 이음새는 진동 하중을 제대로 전달할 수 없습니다). 패스너로 T-너트를 사용하는 것이 좋습니다. 리드 스크류 설치용 베어링 블록 설치용 엔드 플레이트가 제공됩니다. 슬리브 베어링과 스핀들 베어링이 필요합니다.
DIY CNC 공작 기계의 주요 임무는 장인이 알루미늄으로 부품을 제조하기로 결정했습니다. 최대 두께가 60mm인 공작물이 그에게 적합했기 때문에 그는 125mm의 포털 간극을 만들었습니다(이것은 상부 가로 빔에서 작업 표면까지의 거리입니다).
이 복잡한 설치 과정
집에서 만든 CNC 기계를 수집하고 구성 요소를 준비한 후 도면에 따라 엄격하게 작동하도록하는 것이 좋습니다. 리드 나사를 사용한 조립 공정은 다음 순서로 수행해야 합니다.
- 지식이 풍부한 장인은 장비의 수직 축 뒤에서 처음 두 개의 스테퍼 모터를 본체에 부착하는 것으로 시작합니다. 하나는 밀링 헤드(레일 가이드)의 수평 이동을 담당하고 두 번째는 수직 평면에서의 이동을 담당합니다.
- X축을 따라 움직이는 이동식 포털은 밀링 스핀들과 지지대(z축)를 운반합니다. 포털이 높을수록 더 큰 공작물을 처리할 수 있습니다. 그러나 높은 포털에서는 처리 과정에서 새로운 부하에 대한 저항이 감소합니다.
- Z축의 스테퍼 모터 고정, 리니어 가이드는 앞, 뒤, 상, 중, 하판을 사용합니다. 같은 위치에 밀링 스핀들을 고정합니다.
- 드라이브는 엄선된 너트와 스터드로 조립됩니다. 모터 축을 고정하고 머리핀에 부착하려면 두꺼운 전기 케이블의 고무 권선을 사용하십시오. 리테이너는 나일론 부싱에 삽입된 나사일 수 있습니다.
그런 다음 나머지 구성 요소의 조립과 수제 제품의 조립이 시작됩니다.
우리는 기계의 전자 충전물을 장착합니다.
자신의 손으로 CNC 기계를 만들고 제어하려면 올바르게 선택된 수치 제어, 고품질 인쇄 회로 기판 및 전자 부품(특히 중국인 경우)을 사용하여 작동해야 합니다. 이를 통해 모든 기능을 실현할 수 있습니다. 복잡한 구성의 일부를 처리하여 CNC 기계.
관리 문제를 피하기 위해 노드 중 자체 제작 CNC 기계에는 다음과 같은 필수 항목이 있습니다.
- 스테퍼 모터, 예를 들어 Nema와 같이 일부 정지됨;
- CNC 제어 장치를 기계에 연결할 수 있는 LPT 포트.
- 컨트롤러 용 드라이버는 다이어그램에 따라 연결된 미니 밀링 머신에 설치됩니다.
- 스위칭 보드(컨트롤러);
- 제어 회로에 전력을 공급하기 위해 5V로 변환하는 강압 변압기가 있는 36V 전원 공급 장치;
- 노트북 또는 PC;
- 비상 정지를 담당하는 버튼.
그 후에야 CNC 기계가 테스트되고 (동시에 장인은 모든 프로그램을로드하여 테스트를 실행합니다) 기존 단점을 식별하고 제거합니다.
결론 대신
보시다시피 중국 모델에 뒤지지 않는 CNC를 만드는 것이 현실입니다. 적절한 크기의 예비 부품 세트를 만들고 고품질 베어링과 조립을 위한 충분한 패스너를 갖춘 이 작업은 소프트웨어 엔지니어링에 관심이 있는 사람들의 힘입니다. 오랫동안 예제를 찾을 필요가 없습니다.
아래 사진은 전문가가 아닌 동일한 장인이 만든 수치 제어 기계의 일부 샘플을 보여줍니다. 어떤 부품도 임의의 크기로 급하게 만들지 않았지만 축의 신중한 정렬, 고품질 리드 나사의 사용 및 신뢰할 수 있는 베어링을 사용하여 블록에 매우 정확하게 맞습니다. 진술은 사실입니다. 수집하면 일하게 될 것입니다.
두랄루민 블랭크의 CNC 가공. 장인이 조립한 이러한 기계로 많은 밀링 작업을 수행할 수 있습니다.
섬유판을 작업 테이블로 사용하여 인쇄 회로 기판을 제조할 수 있는 조립된 기계의 또 다른 샘플입니다.
첫 번째 장치를 만들기 시작한 사람은 곧 다른 기계로 넘어갈 것입니다. 아마도 그는 드릴링 유닛의 조립자로서 자신을 시험하고 싶어할 것이고, 많은 집에서 만든 장치를 수집한 장인의 군대에 눈에 띄지 않게 합류할 것입니다. 기술적 창의성 수업은 사람들의 삶을 흥미롭고 다양하며 풍부하게 만듭니다.
CNC 기계는 제품 레이아웃과 소량의 제품 배치를 위한 인쇄 회로 기판 제조를 위한 가정용 라디오 아마추어 작업장에서 사용하기에 매우 편리합니다. 가정 작업장이나 소규모 기업에 조각 및 밀링 CNC가 있으면 브레드보드, 소량 제품 배치의 프로토타입 제조에서 인쇄 회로 기판 제조에 필요한 시간을 줄이고 품질을 향상시킬 수 있습니다. 다른 제조 방법과 비교하여 생산되는 인쇄 회로 기판. 수치 제어 기능이 있는 기계를 사용하면 전도성 패턴(트랙) 밀링, 구성 요소 및 비아 설치를 위한 구멍 드릴링, 윤곽을 따라 트리밍 및 보딩과 같은 인쇄 회로 기판 제조를 위한 모든 작업을 수행할 수 있습니다. .
먼저 PCB 프로젝트를 생성해야 합니다. 이렇게하려면 라디오 아마추어 사이에서 매우 인기있는 Sprint Layout 6 프로그램을 사용하는 것이 매우 편리합니다.개발시 cnc 기계에서 호일 textolite를 처리하는 기술적 특징, 즉 조각사 / 커터 등의 통과에 필요한 간격을 남겨두고 상당히 넓은 트랙. 좌표의 원점은 그림 1의 왼쪽 하단 모서리에서 선택해야 합니다.
O 레이어에 완성된 기판을 자를 인쇄회로기판의 외곽선(테두리)을 그립니다. 우리는 보드 절단에 사용되는 커터의 직경에 따라 선의 두께를 나타냅니다. 윤곽이 트랙과 교차하지 않도록 보드 가장자리와 트랙 사이의 간격을 제어합니다. 보드를 절단 후 공작물에서 던지지 않고 커터에 의해 손상되지 않도록 보드를 공작물에 고정시킬 점퍼를 남겨 둡니다. 완성된 판재를 제거할 때 사이드 커터로 나중에 쉽게 물릴 수 있습니다. 불필요한 레이어를 끄고 먼저 보드를 검사합니다(그림 2).
그림 2
밀링을 위한 "전략" 설정 창을 엽니다(그림 3 및 4).
그림 3
그림 4
"트랙 너비" 창(그림 4)에서 절삭 공구의 두께를 나타냅니다. 예를 들어, 절단 팁이 0.6mm인 조각사. 추가 처리의 편의를 위해 "구멍 표시"에 체크 표시를 하십시오. "확인"을 클릭하십시오. 그림 5를 편리한 장소에 보관하십시오.
그림 5
가공 경로를 계산한 후 보드는 그림 6과 같이 보일 것입니다.
그림 6
커터의 경로와 제거할 구리의 양을 명확하게 추적할 수 있습니다. 가는 선으로 커터의 궤적을 표시하는 편의를 위해 강조 표시된 버튼(그림 7)을 누를 수 있습니다.
그림 7
이 단계에서 커터의 궤적을 주의 깊게 추적해야 합니다. 동일한 회로에 속하지 않는 전도성 트랙 사이에 단락이 없는지 확인하십시오. 오류가 발견되면 파일을 수정하고 다시 저장하십시오.
다음으로 기계에 대한 제어 프로그램을 준비해야 합니다. Step Cam 1.79 유틸리티(인터넷에서 다운로드 가능)를 사용하여 밀링 파일을 열고 작업 이송 및 절단 깊이(사용된 기계, 도구 및 재료에 따라 다름)를 조정하고 Make를 눌러 G 코드로 변환합니다. G 코드 버튼. 프로그램은 밀링 파일을 기반으로 가공 G 코드를 생성합니다. 작업 -> G 코드 그리기 탭을 사용하여 G 코드 생성 결과를 볼 수 있습니다. 아무 것도 표시되지 않으면 창을 클릭해야 합니다(그림 8).
경험적으로 우리는 밀링 깊이를 조정하여 커터/조각사가 약간의 오버컷과 함께 구리 층만 제거하도록 기계를 조정하려고 합니다. 이 매개변수는 PCB에서 사용하는 동박 호일의 두께에 따라 다릅니다.
그림 8
G 코드 저장을 클릭합니다. 파일이 준비되었습니다.
파일을 Mach3에 로드하고 로드된 파일을 육안으로 검사합니다. 기계에 0을 설정하고 처리를 시작합니다.
보드에 구멍을 뚫고 윤곽을 따라 절단하는 경우 파일 설정 및 준비가 동일합니다. 대략적인 설정은 그림 9와 10에 나와 있습니다.
드릴링 그림 9:
그림 9
윤곽을 따라 보드 밀링, 그림 10:
그림 10
윤곽 드릴링 및 밀링 설정을 별도로 저장합니다. 스텝캠에 업로드합니다. 사용된 PCB의 두께에 따라 가공 깊이를 약간의 컷으로 표시합니다. 예를 들어 PCB 두께가 1.5mm인 경우 드릴링을 위해 1.6-1.7mm를 설정합니다. 절삭 공구의 특성에 따라 2~4패스로 윤곽 밀링을 수행하는 것이 바람직합니다. 이렇게 하려면 밀링 중에 스텝 캠에 담그는 깊이를 0.5mm로 설정한 다음 기계를 통과할 때마다 "Z"축을 따라 수동으로 도구를 내리고 0으로 재설정하십시오.
인쇄 회로 기판 제조에서 기계 작업의 뉘앙스:
1. 작업대의 표면은 가능한 한 평평하고 평평해야 합니다. 이렇게 하는 한 가지 방법은 합판을 "희생 테이블"로 만들어 뜯어내는 것입니다. 이를 위해 합판 시트를 기계의 주 작업 테이블에 부착한 다음 대형 커터를 사용하여 보드 아래에 "베드"를 얕은 깊이(1-2mm)로 밀링합니다.
2. 유리 섬유 라미네이트는 항상 완벽하게 평평한 재료가 아니며 두께도 다를 수 있습니다. 따라서 작은 절단으로 절단해야합니다. 일부 숙련된 사람들은 보다 정확한 처리를 위해 특별히 높이 맵을 컴파일합니다. 절단 정도는 경험적으로 결정됩니다.
3. 밀링의 경우 팁이 0.4~1mm인 피라미드형 조각기를 사용할 수 있습니다. 드릴링을 위해 3.175mm의 표준 콜릿용 생크가 있는 0.8-1.5mm용 드릴이 있습니다. 2-3mm 옥수수 커터로 윤곽을 따라 자르는 것이 가장 좋습니다.
4. 도구는 매번 수동으로 변경됩니다. 이를 위해 예를 들어 밀링 트랙을 수행한 후 스핀들을 멈추고 기계를 보류 모드로 둡니다. 절단 도구를 교체에 편리한 높이로 올리고 교체합니다. 그런 다음 "Z"축을 따라 0을 설정합니다. 모든 도구 변경에 대해서도 마찬가지입니다. X 및 Y 좌표가 0으로 설정되지 않았습니다.
5. 유리 섬유가 신체에 가장 유용한 재료가 아니라는 것을 잊지 마십시오. PCB 먼지는 호흡기에 특히 해롭습니다. 따라서 후드를 배치하거나 절단 영역에서 과도한 먼지를 제거하는 것이 좋습니다. 예를 들어 의료용 주사기를 사용하여 주기적으로 물이나 다른 적절한 액체로 인쇄 회로 기판을 적실 수 있습니다. 젖은 코/입 드레싱 또는 호흡기는 호흡기를 보호하는 데 효과적입니다.
이 기사는 정보 제공의 목적으로만 제공되며 저자의 개인적인 경험을 기반으로 하며 유일하고 정확하고 가능한 솔루션이 아닙니다.
shagovik의 드라이버, 친구는 마이크로 컨트롤러를 사용하지 않고 모든 것을 우아하게 만들었습니다. 나는 이것을 읽고 내 힘든 핸드 피드 드릴을보고 상하 피드 컨트롤을 부착하기로 결정했습니다. 샤기용 드라이버를 사서, 프린터에서 적당한 샤기를 꺼내고, 비싼 것을 사서 어떤 프린터에서 엔진 샤프트에 끼우고, 드라이버가 와서 이동을 시작했습니다.
드릴링된 내 플레이트의 첫 번째 버전은 다음과 같습니다.
공학적 사고방식을 가진 사람들은 가이드에 대한 레버의 마약 중독 위치를 즉시 알아차릴 것입니다(황동 튜브의 경우 편두 루블, 황동 막대의 경우 동일한 금액! 예, 중국에서 선형 베어링과 두 개의 가이드를 구입하는 것이 더 좋습니다. ), 이 솔루션으로 인해 스핀들이 요동치고 고르지 않게 움직이며 일부 드릴은 카바이드인 경우 부러질 수 있습니다. 그리고 그들을 위해 모든 것이 실제로 시작되었습니다.
다리미를 기다리는 동안 그는 이 기계의 강력한 조명을 흐리게 했습니다. 
장치가 매우 밝습니다. 하지만 편안하게 작업하기 위해 백라이트를 조정하지 않기로 했습니다
여기 작업 중인 사진이 있습니다
U 축 드라이브를 톱질하기 시작했습니다. 기존 구조에 나무 조각을 추가하기로 결정했습니다. 
나노기술 샤프트-리드 스크류 연결 참고
이를 위해 일종의 꽃병에서 제동등 센서를 사서 황동관만 남도록 무자비하게 부숴버렸다. 
전자의 차례였다.
프로테우스와 브레드보드에서 회로와 코드를 가지고 놀았고, 미래의 컨트롤러를 위해 보드를 에칭했습니다. 
나는 더 심각한 것을 코딩할 수 없기 때문에 arduino nano는 기계의 두뇌 역할을 할 것입니다. 전위차계와 버튼이 있는 인코더를 통한 작동.
드라이버 자체는 인터넷에서 EASY DRIVER라고 불리며, 말하자면 작업의 단순성에 대해 말합니다. 맞아요. 그는 STEP과 DIR의 두 가지 신호가 필요합니다. 첫 번째는 엔진과 함께 걷고 두 번째는 걸어야 할 방향을 말합니다. 그를 위해 서투른 라이브러리를 시도한 후 나는 모든 것을 직접 작성하기로 결정했고 결국 잘 되었습니다.
모두 19볼트 노트북 전원 공급 장치로 전원이 공급됩니다. 드라이버는 자체를 통해 최대 30볼트를 전달할 수 있으며 카트리지가 있는 모터는 24용으로 설계되었습니다. 내가 틀리지 않으면 회전수가 여전히 충분하지 않습니다.
첫 번째 테스트 비디오:
인코더는 Y축을 따라 스핀들을 위아래로 움직일 수 있으며 가변 저항기는 인코더를 한 번 클릭할 때 스핀들이 이동할 거리를 설정하고 "DRILL!"을 누를 때 이송 속도도 설정합니다. 미리 준비된 구멍 만들기 알고리즘을 사용하는 것이 매우 편리한 것으로 판명되었습니다. 나는 또한 과시를 위해 누워있는 디스플레이를 부착했습니다. 이걸로 연결해? 아두이나의 발을 구하기 위해
나는 모든 보드와 핸들을 제자리에 나사로 고정시켰고 다음과 같은 일이 일어났습니다.
바라보다
코드로 고생하면서 필요한 대로 모두 작동하도록 만들었으며 완성된 장치가 여기 있습니다.
이제 전투 조건에서 제품을 테스트하고 페달을 부착하여 손을 자유롭게 하기 위해 새로운 미친 프로젝트를 구상해야 합니다.
리뷰에 관심이 있는 사람이 있으면 질문, PM, 의견, 무엇이든
다시 한번, 염화 제이철의 붉은 얼룩으로 싱크대를 씻고 보드를 에칭 한 후이 과정을 자동화 할 때라고 생각했습니다. 그래서 나는 이미 가장 단순한 전자 제품을 만드는 데 사용할 수 있는 보드를 만드는 장치를 만들기 시작했습니다.
아래에서이 장치가 어떻게 만들어 졌는지 알려 드리겠습니다.
기본적인 감산 PCB 제조 공정은 호일 재료에서 원하지 않는 호일을 제거하는 것입니다.
오늘날 대부분의 전자 엔지니어는 가정용 회로 기판 생산에 레이저 다림질 기술을 사용합니다. 이 방법은 불필요한 부분에서 포일을 부식시키는 화학 용액을 사용하여 포일의 불필요한 부분을 제거하는 것을 포함합니다. 몇 년 전 LUT를 사용한 첫 번째 실험은 이 기술이 때때로 수용 가능한 결과의 달성을 완전히 방해하는 작은 것으로 가득하다는 것을 보여주었습니다. 여기에 보드 표면의 준비, 인쇄를 위한 종이 또는 기타 재료의 선택, 가열 시간과 관련된 온도 및 광택 층의 잔여물을 씻어내는 기능이 있습니다. 또한 집에서 항상 편리하고 유용한 것은 아닌 화학 작업을 해야 합니다.
프린터처럼 보드 소스를 보내고 버튼을 누르면 완성된 보드를 받을 수 있는 장치를 테이블 위에 놓고 싶었습니다.
인터넷 검색을 조금만 해보면 지난 세기의 70년대부터 사람들이 인쇄 회로 기판을 만들기 위한 데스크탑 장치를 개발하기 시작했음을 알 수 있습니다. 우선 특수 커터로 호일 코팅된 PCB의 트랙을 절단하는 인쇄 회로 기판용 밀링 머신이 등장했습니다. 기술의 본질은 고속에서 CNC로 견고하고 정밀한 좌표 테이블에 고정된 커터가 올바른 위치에서 호일 층을 절단한다는 사실에 있습니다.
전문 기계를 구입하려는 욕구는 공급 업체로부터 가격을 조사한 후 즉시 사라졌습니다. 나는 대부분의 애호가와 마찬가지로 장치에 그런 종류의 돈을 쓸 준비가되어 있지 않습니다. 따라서 자체적으로 기계를 만들기로 결정했습니다.
장치는 절단 도구를 원하는 지점으로 이동시키는 좌표 테이블과 절단 장치 자체로 구성되어야 함은 분명합니다.
모든 취향에 맞는 좌표 테이블을 만드는 방법에 대한 많은 예가 인터넷에 있습니다. 예를 들어, 동일한 RepRap이 이 작업에 대처합니다(정확성을 위해 수정됨).
이전 취미 플로터 프로젝트 중 하나에서 집에서 만든 XY 테이블이 남았습니다. 따라서 주요 임무는 절삭 공구를 만드는 것이 었습니다.
Dremel과 같은 소형 조각사를 플로터에 장착하는 것은 논리적인 단계가 될 것입니다. 그러나 문제는 집에서 싸게 조립할 수 있는 플로터가 필요한 강성, PCB의 평면에 대한 평면의 평행도(심지어 PCB 자체도 휘어질 수 있음)로 만들기 어렵다는 것입니다. 결과적으로 어느 정도 좋은 품질의 보드를 절단하는 것은 불가능했을 것입니다. 또한 커터가 시간이 지남에 따라 무뎌지고 절삭 특성을 잃는다는 사실은 밀링 사용에 반대합니다. 비접촉 방식으로 PCB 표면에서 구리를 제거할 수 있다면 좋을 것입니다.
독일 제조업체 LPKF의 레이저 기계가 이미 있습니다. 이 기계에서는 호일이 적외선 범위의 강력한 반도체 레이저에 의해 단순히 기화됩니다. 기계는 정확도와 처리속도가 다른데 가격이 밀링머신보다 훨씬 비싸고, 누구나 구할 수 있는 재료로 이런 걸 조립하고, 어떻게든 원가를 줄이는 것은 아직 쉬운 일이 아니다.
위에서 원하는 장치에 대한 몇 가지 요구 사항을 구성했습니다.
- 일반 가정용 3D 프린터와 비슷한 가격
- 비접촉 구리 제거
- 집에서 사용 가능한 구성 요소로 장치를 조립하는 기능
그래서 PCB에서 비접촉 구리 제거 분야에서 레이저의 가능한 대안에 대해 생각하기 시작했습니다. 그리고 정밀 금속 부품 제조를 위한 금속 가공에서 오랫동안 사용되어 온 전기 스파크 가공 방법을 알게 되었습니다.
이 방법을 사용하면 전기 방전에 의해 금속이 제거되고, 이 방전에 의해 기화되어 공작물 표면에서 분사됩니다. 따라서 크레이터가 형성되며 그 크기는 방전 에너지, 지속 시간 및 물론 공작물 재료의 유형에 따라 다릅니다. 가장 간단한 형태로 전기 침식은 XX 세기의 40년대에 금속 부품에 구멍을 뚫기 위해 사용되기 시작했습니다. 전통적인 기계 가공과 달리 구멍은 거의 모든 형태로 생성될 수 있습니다. 현재이 방법은 금속 가공에 적극적으로 사용되며 전체 유형의 공작 기계를 발생 시켰습니다.
이러한 기계의 필수 부분은 전류 펄스 발생기, 전극 공급 및 이동 시스템입니다. 이러한 기계의 작업 도구는 전극(일반적으로 구리, 황동 또는 흑연)입니다. 가장 간단한 전류 펄스 발생기는 전류 제한 저항을 통해 정전압 소스에 연결된 필요한 정격의 간단한 커패시터입니다. 이 경우 커패시턴스와 전압은 방전 에너지를 결정하고, 이는 차례로 분화구의 크기를 결정하고 따라서 처리의 순도를 결정합니다. 사실, 한 가지 중요한 뉘앙스가 있습니다. 작동 모드에서 커패시터 양단의 전압은 항복 전압에 의해 결정됩니다. 후자는 전극과 공작물 사이의 간격에 거의 선형적으로 의존합니다.
저녁에는 구리선이 부착된 앵커에 솔레노이드인 침식 도구의 프로토타입을 제작했습니다. 솔레노이드는 전선의 진동과 접촉의 차단을 제공했습니다. LATR이 전원으로 사용되었습니다. 정류된 전류는 커패시터에 충전되고 교류는 솔레노이드에 공급됩니다. 이 구조는 플로터 펜 홀더에서도 수정되었습니다. 일반적으로 결과는 기대치를 충족했으며 헤드는 호일에 가장자리가 찢어진 연속 줄무늬를 남겼습니다.
이 방법에는 분명히 생명권이 있었지만 작동 중에 소비되는 전선 소비를 보상하기 위해 한 가지 문제를 해결해야했습니다. 이를 위해서는 공급 메커니즘과 이를 위한 제어 장치의 생성이 필요했습니다.
그 후, 나는 금속 가공 기계가 있는 우리 도시의 핵스페이스 중 한 곳에서 모든 자유 시간을 보내기 시작했습니다. 수용 가능한 절단 장치를 만들기 위한 오랜 시도가 시작되었습니다. 침식 헤드는 수직 진동을 제공하는 로드 슬리브 쌍, 리턴 스프링 및 브로칭 메커니즘으로 구성됩니다. 솔레노이드를 제어하려면 NE555에서 주어진 길이의 펄스 발생기, MOSFET 트랜지스터 및 유도 전류 센서로 구성된 간단한 회로를 만드는 것이 필요했습니다. 초기에는 자체 발진 모드, 즉 전류 펄스 직후에 스위치에 펄스를 인가하는 방식을 사용해야 했습니다. 이 경우 발진 주파수는 간격의 크기에 따라 달라지며 자동 발진 주기의 측정에 따라 드라이브가 제어됩니다. 그러나 최대의 절반 이하인 두부 진동 진폭의 범위에서 안정적인 자체 진동 모드가 가능한 것으로 나타났습니다. 따라서 하드웨어 PWM에서 생성되는 고정 발진 주파수를 사용하기로 결정했습니다. 이 경우 와이어와 기판 사이의 간격 상태는 개방 펄스의 끝과 첫 번째 전류 펄스 사이의 시간으로 판단할 수 있습니다. 동작시 안정성을 높이고 주파수 특성을 향상시키기 위해 솔레노이드를 와이어 당김 메커니즘 위에 고정하고 아마추어를 두랄루민 브래킷에 배치했습니다. 이러한 개선 후에 최대 35Hz의 주파수에서 안정적인 작동을 달성할 수 있었습니다.
커터 헤드를 플로터에 부착한 후 인쇄 회로 기판의 절연 트랙을 절단하는 실험을 시작했습니다. 첫 번째 결과가 달성되었으며 헤드가 다소 안정적인 연속 절단을 제공합니다. 다음은 무슨 일이 일어났는지 보여주는 동영상입니다.
Electrospark 가공을 이용한 PCB 생산의 근본적인 가능성이 확인되었습니다. 가까운 장래에 정확도를 개선하고 절단의 처리 속도와 청결도를 높이며 일부 개발을 오픈 액세스에 적용할 계획이 있습니다. 또한 RepRap과 함께 사용하기 위해 모듈을 조정할 계획입니다. 의견에 대한 아이디어와 의견을 기쁘게 생각합니다.
