Nemám rád leptanie dosiek plošných spojov. No nepáči sa mi ten proces fičania s chloridom železitým. Vytlačte tam, žehlite tu, odhalte tu fotorezistor - zakaždým celý príbeh. A potom premýšľajte o tom, kam vypustiť chlorid železitý. Nehádam sa, je to cenovo dostupná a jednoduchá metóda, ale osobne sa tomu snažím vyhnúť. A potom sa stalo moje šťastie: Dokončil som stavbu CNC routera. Okamžite sa objavila myšlienka: prečo neskúsiť frézovať dosky plošných spojov. Nie skôr povedané, ako urobené. Nakreslím jednoduchý adaptér z preťaženého esp-wroom-02 a začínam exkurziu do frézovania dosiek plošných spojov. Dráhy boli špeciálne vyrobené malé - 0,5 mm. Pretože ak takí nevyjdú - potom dobre, prečo nie túto technológiu.
Keďže ja osobne vyrábam dosky s plošnými spojmi každých päť rokov na veľké sviatky, na návrh mi stačí KiCAD. Nenašiel som na to špecializované praktické riešenia, ale existuje univerzálnejší spôsob - používanie súborov Gerber. V tomto prípade je všetko relatívne jednoduché: vezmite pcb, exportujte požadovanú vrstvu do gerberu (žiadne zrkadlenie a iné kúzla!), Spustite pcb2gcode - a získame hotový súbor nc, ktorý je možné poskytnúť smerovaču. Ako vždy, realita je zlá nákaza a všetko sa ukazuje akosi komplikovanejšie.
Získanie kódu gcode zo súborov Gerber
Neplánujem teda opisovať, ako získať súbor Gerber, myslím, že to zvládne každý. Ďalej musíte spustiť pcb2gcode. Ukazuje sa, že na výrobu niečoho prijateľného je potrebných zhruba milión parametrov príkazového riadka. Jeho dokumentácia v zásade nie je zlá, zvládol som ju a pochopil, ako získať nejaký druh gcode aj takto, ale napriek tomu som chcel byť neformálny. Preto sa našlo GUI pcb2gcode. Toto, ako naznačuje názov, je GUI na konfiguráciu hlavných parametrov pcb2gcode pomocou začiarkavacích políčok a dokonca aj s ukážkou.
V skutočnosti bol v tejto fáze prijatý nejaký druh gcode a môžete sa pokúsiť frézovať. Keď som však šťuchal do začiarkavacích políčok, ukázalo sa, že predvolená hodnota hĺbky ponúkaná týmto softvérom je 0,05 mm. Doska musí byť preto nainštalovaná v smerovači aspoň s vyššou presnosťou. Neviem, ako to niekto má, ale pracovná plocha môjho routera je citeľne zakrivenejšia. Najjednoduchšie riešenie, ktoré mi prišlo na um, je položiť obetnú preglejku na stôl, vyfrézovať v nej vrecko, aby zodpovedalo rozmerom dosiek - a bude ideálne v rovine routera.
Pre tých, ktorí už dobre ovládajú router, je táto časť nezaujímavá. Po pár pokusoch som zistil, že je potrebné vrecko vyfrézovať jedným smerom (napríklad prikrmovaním na zub) a s presahom najmenej tridsať percent. Fusion 360 mi najskôr ponúkol príliš malé prekrytie a prechádzal sem a tam. V mojom prípade bol výsledok neuspokojivý.
S prihliadnutím na zakrivenie DPS
Po vyrovnaní podložky som na ňu prilepil obojstrannú pásku, vložil textolit a začal som frézovať. Tu je výsledok:
Ako vidíte, z jedného okraja dosky sa rezačka prakticky nedotýka medi, z druhej - zašla príliš hlboko do dosky, drobky PCB pri frézovaní zhasli. Keď som sa bližšie pozrel na samotnú dosku, všimol som si, že bola spočiatku nerovná: mierne zakrivená a bez ohľadu na to, ako s ňou trýznite, vo výške budú určité odchýlky. Potom, mimochodom, som sa pozrel a zistil som, že pre dosky s plošnými spojmi s hrúbkou viac ako 0,8 mm sa tolerancia ± 8% považuje za normálnu.
Prvá možnosť, ktorá vám príde na myseľ, je automatická kalibrácia. Podľa logiky veci - čo by mohlo byť jednoduchšie, doska je medená, rezačka je oceľová, jeden drôt som pripevnil na meď, druhý na rezačku - tu je hotová sonda. Vezmite a postavte povrch.
Môj stroj je ovládaný grbl na lacnom čínskom štíte. Grbl má podporu sondy na pine A5, ale z nejakého dôvodu na mojej doske nie je žiadny špeciálny konektor. Po starostlivom preskúmaní som však zistil, že pin A5 je vyvedený do konektora SPI portu (podpísaný ako SCL), v blízkosti sa nachádza aj uzemnenie. S týmto "senzorom" existuje jeden trik - drôty je potrebné skrútiť dohromady. Vo frézke dochádza k veľkému rušeniu a bez toho bude snímač neustále dávať falošné pozitíva. Aj po tkaní to bude pokračovať, ale oveľa, oveľa menej často.
Príkaz hovorí: začnite klesať až na –10 v Z (to je absolútna alebo relatívna nadmorská výška - závisí to od režimu, v ktorom sa teraz firmvér nachádza). Klesať bude veľmi pomaly - rýchlosťou 5 mm / min. Je to spôsobené tým, že samotní vývojári nezaručujú, že zostup sa zastaví presne v okamihu spustenia senzora, a nie o niečo neskôr. Preto je lepšie ísť pomaly dole, aby sa všetko včas zastavilo a nestihlo ísť na tabuľu, ale ani si nedopriať najviac. Prvý test je najlepšie vykonať zdvihnutím hlavy do výšky oveľa vyššej ako 10 mm a resetovaním súradnicového systému. V takom prípade, aj keď všetko nefunguje a vy nemáte čas dosiahnuť tlačidlo E-Stop, fréza sa nezablokuje. Môžete vykonať dva testy: prvý - nič nerobiť (a po dosiahnutí –10 grbl sa zobrazí „Alarm: chyba sondy“), druhý - keď klesá, niečím obvod uzatvorte a uistite sa, že všetko má zastavil.
Ďalej musíte nájsť spôsob, ako v skutočnosti podľa potreby zmerať maticu a skresliť gcode. Na prvý pohľad má pcb2gcode nejaký druh podpory automatického vyrovnávania, ale grbl nie je podporovaný. Existuje možnosť nastaviť príkazy na spustenie testu ručne, ale musíte na to prísť a úprimne povedané, bol som príliš lenivý. Zvedavá myseľ si môže všimnúť, že LinuxCNC má rovnaký príkaz na spustenie sondy ako príkaz grbl. Ale potom je tu nenapraviteľný rozdiel: všetci „dospelí“ tlmočníci gcode uložia výsledok vykonaného testu do strojovej premennej a grbl jednoducho prenesie hodnotu do portu.
Mierne googlovanie naznačovalo, že stále existuje niekoľko rôznych možností, ale projekt chillpeppr ma zaujal:
Jedná sa o dvojdielny systém určený na hranie s webny hardvérom. Prvá súčasť - Serial JSON Server, napísaná v go, beží na zariadení pripojenom priamo k hardvéru a je schopná poskytovať kontrolu nad sériovým portom cez webové zásuvky. Druhý funguje vo vašom prehliadači. Majú celý rámec pre vytváranie miniaplikácií s niektorými funkciami, ktoré je potom možné vložiť na stránku. Najmä už majú pripravený pracovný priestor (sadu widgetov) pre grbl a tinyg.
A chillpeppr má podporu automatického vyrovnávania. Navyše to vyzerá oveľa pohodlnejšie ako UniversalGcodeSender, ktorý som používal predtým. Dal som server, spustil časť prehliadača, strávil som pol hodinu pokusom zistiť rozhranie, načítal som tam gcode svojej dosky a videl nejaký odpad:
Pri pohľade na samotný gcode, ktorý generuje pcb2gcode, vidím, že používa zápis, keď sa príkaz (G1) neopakuje na nasledujúcich riadkoch, ale sú uvedené iba nové súradnice:
G00 X1.84843 Y34.97110 (rýchly presun na začiatok.) F100.00000 G01 Z -0,12000 G04 P0 (bez prestávky - G64 by v tomto bode nemal vyhladzovať) F200,00000 X1,84843 Y34.97110 X2,64622 Y34 .17332 X2.69481 Y34.11185 X2.73962 Y34.00364 X2.74876 Y31.85178 X3.01828 Y31.84988 X3.06946 Y31.82249 X3.09684 Y31.77131
Súdiac podľa toho, že chilipeppr ukazuje iba zvislé pohyby, vidí tu čiaru G01 Z-0.12, ale nerozumie všetkému, čo príde po F200. Je potrebné zopakovať zápis pre vysvetlenie. Samozrejme, môžete pracovať rukami alebo nahrať skript pre následné spracovanie. Nikto však ešte nezrušil G-Code Ripper, ktorý okrem iného dokáže poraziť zložité príkazy gcode (ako rovnaké oblúky) na jednoduchšie. Mimochodom, tiež vie, ako ohnúť gcode pomocou matice autoprobe, ale vstavaná podpora grbl opäť neexistuje. Ale môžete urobiť to isté rozdelenie. Štandardné nastavenia boli pre mňa celkom vhodné (okrem toho, že v konfigurácii som musel vopred zmeniť jednotky merania na mm). Výsledný súbor sa začal normálne zobrazovať v programe chilipeppr:
Ďalej spustíme autoprobe, pričom nezabudneme zadať vzdialenosť, z ktorej sa má vzorka znížiť, a jej hĺbku. V mojom prípade som naznačil, že by sa mal znížiť z 1 na –2 mm. Dolná hranica nie je taká dôležitá, môžete ju nastaviť najmenej na –10, ale neodporúčal by som to: niekoľkokrát som neúspešne nastavil počiatočný bod, od ktorého sa má test začať, a ukázalo sa, že extrémne body sú mimo rady. Ak je hĺbka väčšia, môžete rytca aj zlomiť. Je to len omyl. Ako dlho bude trvať meranie povrchu priamo závisí od úrovne hornej hranice. V mojom prípade v skutočnosti doska takmer nikdy nepresiahla 0,25 mm nahor alebo nadol, ale 1 mm je akosi spoľahlivejší. Stlačíme drahocenný beh a ideme k fréze, aby sme meditovali:
A v rozhraní chilipeppr sa objaví pomaly meraný povrch:
Všimnite si toho, že všetky hodnoty Z sú vynásobené 50, aby sa lepšie zobrazil výsledný povrch. Toto je konfigurovateľné nastavenie, ale 10 a 50 podľa mňa funguje dobre. Pomerne často sa stretávam s tým, že každý jeden bod sa ukáže byť oveľa vyšší, ako od neho môžete očakávať. Osobne to spájam s tým, že snímač stále zachytáva rušenie a dáva falošný poplach. Našťastie chilipeppr vám umožňuje vyložiť výškovú mapu vo forme json, potom ju môžete opraviť rukami a potom ju nahrať rukami. Potom stlačíme tlačidlo „Odoslať automaticky vyrovnaný GCode do pracovného priestoru“ - a opravený gcode je už vložený do korenia:
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 Z0,1077 (al new z) N43 G1 X 3,0183 Y 31,849999 Z0. 1127 (úplne nový z) N44 G1 X 3,0695 Y 31,8225 Z0,1137 (úplne nový z) N45 G1 X 3,0968 Y 31,7713 Z0,1142 (úplne nový z)
Pridané Z sa pohybuje do kódu, aby sa kompenzovala drsnosť povrchu.
Výber možností frézovania
Začnem frézovať a dostanem nasledujúci výsledok:
Tu môžete vidieť tri body naraz:
- Problém s nerovnosťami povrchu je preč: všetko bolo narezané (presnejšie povedané poškriabané) na takmer rovnakú hĺbku, nikde nie sú žiadne medzery, nikde sa nezapustilo príliš hlboko.
- Hĺbka je nedostatočná: 0,05 mm na túto fóliu zjavne nestačí. Mimochodom, dosky sú nejaké neznáme zviera z AliExpress, hrúbka medi tam nebola uvedená. Medená vrstva je odlišná, najbežnejšia - od 18 do 140 mikrónov (0,018-0,14 mm).
- Bití rytca je jasne viditeľné.
O prehĺbení. Nie je ťažké vybrať si, ako hlboko by mal byť rytec znížený. Existuje však špecifikum. Kónický rytec má v projekcii tvar trojuholníka. Na jednej strane uhol konvergencie k pracovnému bodu určuje, aké ťažké je nástroj zlomiť a ako dlho bude žiť, a na druhej strane, čím väčší je uhol, tým širší bude rez v danej hĺbke.
Vzorec na výpočet šírky rezu v danej hĺbke vyzerá takto (neskromne prevzatý z reprap.org a opravený):
2 * hĺbka prieniku * tangens (uhol hrotu nástroja) + šírka hrotu
Počítame s tým: pre rytca s uhlom 10 stupňov a styčným bodom 0,1 mm pri prehĺbení 0,1 mm dostaneme šírku rezu takmer 0,15 mm. Na základe toho, mimochodom, môžete odhadnúť, aká minimálna vzdialenosť medzi stopami urobí vybraného rytca na fólii zvolenej hrúbky. No a tiež, aj keď nepotrebujete veľmi malé vzdialenosti medzi dráhami, stále nestojí za to znížiť frézu príliš hlboko, pretože laminát zo sklenených vlákien veľmi tupí frézy aj z tvrdých zliatin.
No je tu aj vtipný moment. Povedzme, že máme dve dráhy, ktoré sú od seba vzdialené 0,5 mm. Keď spustíme pcb2gcode, bude sa pozerať na parameter posunu dráhy nástroja (ako ďaleko od dráhy pri frézovaní) a v skutočnosti urobí dva prejazdy medzi stopami, ktoré budú od seba vzdialené (0,5 - 2 * vzdialenosť_ dráhy nástroja) mm, medzi nimi zostane (ale skôr všetko to rozbije) nejaký kus medi a bude to škaredé. Ak posunutie dráhy_chodov urobíte väčším ako medzery medzi stopami, pcb2gcode vydá varovanie, ale medzi stopami vygeneruje iba jeden riadok. Vo všeobecnosti je pre moje aplikácie toto správanie výhodnejšie, pretože stopy sú širšie, fréza menej krája - krása. Je pravda, že môže nastať problém s komponentmi smd, ale je to nepravdepodobné.
Existuje výrazný prípad tohto správania: ak nastavíte veľmi veľký offset dráhy nástroja, dostaneme dosku s plošnými spojmi vo forme Voronoiovho diagramu. Je to aspoň krásne;) Efekt môžete vidieť na prvom obrázku z pcb2gcode, ktorý som dal. Ukazuje, ako to bude vyzerať.
Teraz o bití rytca. Nemal by som ich tak nazývať. Moje vreteno sa zdá byť celkom dobré a samozrejme netrafí tak silno. Tu sa hrot rytca pri pohybe ohýba a skáče medzi bodkami, čím dáva tomuto podivnému obrázku bodky. Prvá a hlavná myšlienka je, že fréza nemá čas rezať, a preto preskakuje. Ľahké googlovanie ukázalo, že ľudia frézujú dosky s plošnými spojmi s vretenom 50 000 otáčok rýchlosťou asi 1 000 mm / min. Moje vreteno dáva 10 k bez zaťaženia a môžeme predpokladať, že je potrebné rezať rýchlosťou 200 mm / min.
Výsledky a záver
Keď vezmem do úvahy toto všetko, zmeriam nový kus DPS, začnem frézovať a dostanem nasledujúci výsledok:
Horný je úplne rovnaký, ako vyšiel zo smerovača, dolný - potom, čo ho niekoľkokrát prešiel obyčajným brúsnym kameňom. Ako vidíte, stopy neboli prerezané na troch miestach. Šírka koľají vo všeobecnosti pláva po doske. S týmto sa ešte treba vysporiadať, ale hádam, čo je dôvodom. Dosku som najskôr pripevnil na obojstrannú pásku a dosť často sa odlepovala. Potom som na niekoľkých miestach chytil hlavy skrutiek za okraje. Zdá sa, že lepšie drží, ale stále trochu hrá. Mám podozrenie, že v čase mletia je pritlačený k miestu, a preto sa v skutočnosti neprerezáva.
Vo všeobecnosti má toto všetko perspektívu. Keď je proces dokončený, vybudovanie DEM trvá päť až sedem minút, potom samotné frézovanie trvá niekoľko minút. Zdá sa, že môžete experimentovať ďalej. Potom však môžete vŕtať na tom istom stroji. Kúpte si viac nitov a budete spokojní! Ak je téma zaujímavá, potom môžem napísať ďalší článok o vŕtaní, obojstranných doskách atď.
Na otázku, ako vyrobiť CNC stroj, je možné stručne odpovedať. Vedieť, že domáci CNC fréza je vo všeobecnosti komplexným zariadením so zložitou štruktúrou, je pre projektanta žiaduce:
- získať plány;
- nákup spoľahlivých komponentov a spojovacích prvkov;
- pripraviť dobrý nástroj;
- mať k dispozícii CNC sústruh a vyvrtávačku na rýchlu výrobu.
Nie je na škodu pozrieť sa na video - akýsi návod, školenie - kde začať. A začnem s prípravou, kúpim všetko potrebné, vysporiadam sa s kresbou - to je správne rozhodnutie začínajúceho dizajnéra. Preto je prípravná fáza pred montážou veľmi dôležitá.
Prípravné práce
Na výrobu domácej CNC frézky existujú dve možnosti:
- Vezmete si hotovú bežeckú sadu dielov (špeciálne vybrané jednotky), z ktorých si sami zostavíme zariadenie.
- Nájdite (vyrobte) všetky komponenty a pustite sa do montáže CNC stroja vlastnými rukami, ktorý by spĺňal všetky požiadavky.
Je dôležité určiť účel, veľkosť a dizajn (ako postupovať bez kreslenia domáceho CNC stroja), nájsť schémy na jeho výrobu, nákup alebo výrobu niektorých dielov, ktoré sú na to potrebné, a zaobstarať vodiace skrutky.
Ak sa rozhodnete vytvoriť CNC stroj sami a zaobídete sa bez hotových sád zostáv a mechanizmov, spojovacích prvkov, potrebujete schému zostavenú podľa toho, ako bude stroj fungovať.
Po nájdení schematického diagramu zariadenia zvyčajne najskôr vymodelujú všetky detaily stroja, pripravia technické výkresy a potom ich použijú na sústruhu a frézke (niekedy je potrebné použiť vŕtačku) na výrobu komponentov z preglejky. alebo hliníka. Pracovnými plochami (nazývanými aj pracovný stôl) sú najčastejšie preglejky s hrúbkou 18 mm.
Zostavenie niektorých dôležitých častí stroja
V stroji, ktorý ste začali montovať vlastnými rukami, musíte zabezpečiť niekoľko kritických jednotiek, ktoré zabezpečujú zvislý pohyb pracovného nástroja. V tomto zozname:
- špirálový prevod - otáčanie sa prenáša pomocou ozubeného remeňa. Je dobrý v tom, že nekĺzne po kladkách a rovnomerne prenáša sily na hriadeľ frézovacieho zariadenia;
- ak sa pre mini stroj používa krokový motor (SM), je vhodné vziať vozík z väčšieho modelu tlačiarne - je výkonnejší; staré maticové tlačiarne mali dostatočne silné elektrické motory;
- pre trojrozmerné zariadenie budete potrebovať tri krokové motory. Ak je v každom z nich 5 riadiacich vodičov, funkčnosť mini-stroja sa zvýši. Stojí za to vyhodnotiť hodnotu parametrov: napájacie napätie, odpor vinutia a uhol natočenia krokového motora v jednom kroku. Na pripojenie každého krokového motora je potrebný samostatný ovládač;
- pomocou skrutiek sa rotačný pohyb z krokového motora zmení na lineárny. Aby sa dosiahla vysoká presnosť, mnohí považujú za nevyhnutné mať guľové skrutky (guľové skrutky), ale tento komponent nie je lacný. Výberom sady matíc a upevňovacích skrutiek pre montážne bloky ich vyberte pomocou plastových vložiek, čím sa zníži trenie a eliminuje sa vôľa;
- namiesto krokového motora môžete po malej úprave vziať konvenčný elektrický motor;
- zvislá os, ktorá pohybuje nástrojom v 3D a pokrýva celú tabuľku XY. Je vyrobený z hliníkového plechu. Je dôležité, aby boli rozmery náprav prispôsobené rozmerom zariadenia. V prítomnosti muflovej pece môže byť os odliata podľa rozmerov výkresov.
Nasleduje výkres vyhotovený v troch projekciách: bočný pohľad, pohľad zozadu a pohľad zhora.
Maximálna pozornosť posteli
Potrebnú tuhosť stroja zaisťuje posteľ. Je na ňom nainštalovaný pohyblivý portál, systém koľajnicových vedení, krokový motor, pracovná plocha, os Z a vreteno.
Napríklad jeden z tvorcov domáceho CNC stroja vyrobil nosný rám z hliníkového profilu Maytec - dve časti (prierez 40x80 mm) a dve koncové dosky s hrúbkou 10 mm z rovnakého materiálu spájajúce prvky s hliníkovými rohmi. Konštrukcia je vystužená, vo vnútri rámu je rám vyrobený z menších profilov v tvare štvorca.
Posteľ je namontovaná bez použitia zváraných spojov (zvárané švy sú zle schopné prenášať vibračné zaťaženie). Ako spojovacie prvky je lepšie použiť T-matice. Koncové dosky sú vybavené ložiskovým blokom na upevnenie vodiacej skrutky. Budete potrebovať puzdro a ložisko vretena.
Hlavnú úlohu vlastnoručného CNC obrábacieho stroja určil remeselník na výrobu dielov z hliníka. Pretože pre neho boli vhodné obrobky s maximálnou hrúbkou 60 mm, urobil portálovú vôľu 125 mm (to je vzdialenosť od horného priečneho nosníka k pracovnej ploche).
Tento komplikovaný proces inštalácie
Zbierajte domáce CNC stroje, po príprave komponentov je lepšie striktne podľa výkresu, aby fungovali. Proces montáže pomocou vodiacich skrutiek by mal byť vykonaný v nasledujúcom poradí:
- znalý remeselník začína pripevnením prvých dvoch krokových motorov k telu - za zvislou osou zariadenia. Jeden je zodpovedný za horizontálny pohyb frézovacej hlavy (vedenie koľajníc) a druhý za pohyb vo zvislej rovine;
- Pohyblivý portál pohybujúci sa pozdĺž osi X nesie frézovacie vreteno a podperu (os z). Čím vyšší je portál, tým väčší môže byť obrobok spracovaný. Ale na vysokom portáli v procese spracovania klesá odolnosť voči vznikajúcim zaťaženiam;
- Na upevnenie krokového motora osi Z, lineárnych vedení, použite prednú, zadnú, hornú, strednú a dolnú dosku. Na tom istom mieste urobte ubytovanie pre frézovacie vreteno;
- pohon je zostavený zo starostlivo vybraných matíc a čapov. Na upevnenie hriadeľa motora a jeho pripevnenie k čapu použite gumové vinutie hrubého elektrického kábla. Držiak je možné skrutkami zasunúť do nylonového puzdra.
Potom sa začne montáž zostávajúcich komponentov a zostáv domácich výrobkov.
Namontujeme elektronickú výplň stroja
Ak chcete vyrobiť CNC stroj vlastnými rukami a ovládať ho, musíte pracovať so správne zvoleným numerickým ovládaním, kvalitnými doskami s plošnými spojmi a elektronickými komponentmi (najmä ak sú čínske), ktoré vám umožnia realizovať všetky funkcie na CNC stroj spracovaním časti komplexnej konfigurácie.
Aby sa predišlo problémom s riadením, domáce CNC stroje medzi uzlami majú povinné:
- krokové motory, niektoré zastavili napríklad Nema;
- Port LPT, prostredníctvom ktorého je možné k stroju pripojiť riadiacu jednotku CNC;
- ovládače pre regulátory sú nainštalované na minifrézke pripojenej podľa schémy;
- rozvádzače (ovládače);
- 36V napájacia jednotka so stupňovitým transformátorom konvertujúcim na 5V na napájanie riadiaceho obvodu;
- prenosný počítač alebo počítač;
- tlačidlo zodpovedné za núdzové zastavenie.
Až potom sa otestujú CNC stroje (remeselník zároveň vykoná skúšobnú jazdu načítaním všetkých programov) a identifikujú a odstránia existujúce nedostatky.
Namiesto záveru
Ako vidíte, výroba CNC, ktorá nie je nižšia ako čínske modely, je skutočná. Po vytvorení sady náhradných dielov správnej veľkosti, kvalitných ložísk a dostatočného počtu spojovacích prvkov na montáž je táto úloha v kompetencii tých, ktorí sa zaujímajú o softvérové inžinierstvo. Príklad nebudete musieť dlho hľadať.
Nasledujúca fotografia zobrazuje niekoľko vzoriek numericky riadených strojov, ktoré vyrábajú rovnakí remeselníci, nie profesionáli. Žiadna časť nebola vyrobená narýchlo, ľubovoľnej veľkosti, ale pasuje na blok s veľkou presnosťou, s dôkladným vyrovnaním osí, použitím vysokokvalitných vodiacich skrutiek a so spoľahlivými ložiskami. Tvrdenie je pravdivé: ako budete zbierať, budete pracovať.
CNC obrábanie duralových polotovarov. S takýmto strojom, ktorý zostavil remeselník, môžete vykonať veľa frézovacích prác.
Ďalšia vzorka zostaveného stroja, kde sa drevovláknitá doska používa ako pracovný stôl, na ktorom je možné vyrobiť dosku s plošnými spojmi.
Každý, kto začne vyrábať prvé zariadenie, čoskoro prejde na ďalšie stroje. Možno sa bude chcieť vyskúšať ako montér vŕtacej jednotky a nepostrehnuteľne sa pripojí k armáde remeselníkov, ktorí zhromaždili mnoho domácich zariadení. Hodiny technickej tvorivosti urobia život ľudí zaujímavým, pestrým a bohatým.
CNC stroj je veľmi vhodné na použitie v domácej rádioamatérskej dielni na výrobu dosiek s plošnými spojmi pre rozloženie produktov a malé dávky výrobkov. Prítomnosť gravírovania a frézovania CNC v domácej dielni alebo v malom podniku umožňuje jednak skrátiť čas potrebný na výrobu dosky s plošnými spojmi pri výrobe dosiek, prototypov malých sérií výrobkov, jednak zlepšiť kvalitu vyrobené dosky plošných spojov v porovnaní s inými výrobnými metódami. Použitie numerického riadiaceho stroja vám umožňuje vykonávať celý rad operácií na výrobu dosky s plošnými spojmi - frézovanie vodivých vzorov (dráh), vŕtanie otvorov na inštaláciu komponentov a priechodiek, orezávanie a nastupovanie pozdĺž obrysu.
Najprv musíte vytvoriť projekt DPS. Na tento účel je veľmi výhodné použiť program Sprint Layout 6, ktorý je medzi rádioamatérmi veľmi obľúbený. Pri vývoji musíte vziať do úvahy technologické vlastnosti spracovania fóliového textolitu na CNC stroji, tj. dostatočne široké stopy, ponechávajúc potrebné medzery pre priechod rytca / rezača atď. Pôvod súradníc by mal byť zvolený ĽAVÝ SPODNÝ ROH, obrázok 1.
Na vrstvu O nakreslite obrys (okraje) dosky s plošnými spojmi, pozdĺž ktorej bude hotová doska vyrezaná. Hrúbku čiar uvádzame v závislosti od priemeru frézy použitej na rezanie dosky. Medzeru medzi okrajom dosky a koľajnicami ovládame tak, aby sa kontúra nepretínala s koľajami. Aby doska po rezaní nebola vyhodená z obrobku a nepoškodila sa frézou, ponecháme v obrobku prepojky, na ktorých bude doska držaná. Pri odstraňovaní hotovej dosky ich môžete ľahko uhryznúť bočnými frézami. Vypnite nepotrebné vrstvy a najskôr skontrolujte dosku, obrázok 2.
obrázok 2
Otvorte okno na nastavenie „stratégií“ frézovania, obrázky 3 a 4.
obrázok 3
obrázok 4
V okne „šírka stopy“ (obrázok 4) uvádzame hrúbku nášho rezného nástroja. Napríklad rytec s rezacím hrotom 0,6 mm. Pre pohodlie ďalšieho spracovania začiarknite políčko „označiť otvory“. Kliknite na „Ok“. Uložte obrázok 5 na vhodné miesto pre nás.
obrázok 5
Po výpočte dráhy obrábania bude doska vyzerať takto, obrázok 6:
obrázok 6
Môžete jasne sledovať dráhu frézy a množstvo medi, ktoré odstráni. Na uľahčenie zobrazenia trajektórie frézy tenkou čiarou môžete stlačiť zvýraznené tlačidlo, obrázok 7:
obrázok 7
V tejto fáze je potrebné starostlivo sledovať trajektóriu frézy - skontrolujte, či medzi vodivými dráhami, ktoré nepatria do rovnakého obvodu, nie je skrat. Ak sa nájde chyba, opravte a uložte súbor znova.
Ďalej musíte pripraviť riadiaci program pre stroj. Pomocou obslužného programu Step Cam 1.79 (môžete si ho stiahnuť na internete) otvorte náš frézovací súbor, upravte pracovný posuv a hĺbku rezu (v závislosti od použitého stroja, nástroja a materiálu) a preveďte na kód G stlačením tlačidla Make G -tlačidlo kódovania. Program vygeneruje obrábací G-kód na základe frézovacieho súboru. Výsledok generovania G-kódu môžete vidieť na karte Akcia-> Nakresliť G-kód. Ak sa nič nezobrazí, musíte kliknúť v okne, obrázok 8.
Empiricky upravujeme hĺbku frézovania, pričom sa snažíme stroj nastaviť tak, aby fréza / rytec odstraňovala iba medenú vrstvu, s miernym prekrojením. Tento parameter závisí od hrúbky fólie z medenej fólie, ktorú používa DPS.
obrázok 8
Kliknite na položku Uložiť G-kód. Súbor je pripravený.
Vložte súbor do Mach3, vizuálne skontrolujte načítaný súbor. Nastavíme nuly na stroji, začneme spracovávať.
Pri vŕtaní otvorov do dosky a rezaní pozdĺž obrysu je nastavenie a príprava súborov rovnaká. Približné nastavenia sú uvedené na obrázkoch 9 a 10.
Vrtný obrázok 9:
obrázok 9
Frézovanie dosky pozdĺž obrysu, obrázok 10:
obrázok 10
Nastavenia pre vŕtanie a frézovanie obrysu ukladáme oddelene. Odovzdajte do krokovej kamery. Miernym rezom uvádzame hĺbku spracovania v závislosti od hrúbky použitého DPS. Napríklad pri hrúbke DPS 1,5 mm sme na vŕtanie nastavili 1,6-1,7 mm. Frézovanie obrysov je žiaduce vykonávať v 2 - 4 priechodoch, v závislosti od charakteristík rezného nástroja. Za týmto účelom nastavte hĺbku ponorenia v krokovej vačke počas frézovania na 0,5 mm a potom, po každom prechode strojom, ručne spustite nástroj pozdĺž osi „Z“ a resetujte na nulu.
Niektoré nuansy práce na stroji pri výrobe dosky s plošnými spojmi:
1. Povrch pracovného stola by mal byť čo najrovnejší a najrovnejší. Jedným zo spôsobov, ako to urobiť, je vytvoriť preglejkový „obetný stôl“ a odtrhnúť ho. Za týmto účelom je k hlavnému pracovnému stolu stroja pripevnený preglejkový plech a potom sa pomocou veľkej frézy pod doskou vyfrézuje „lôžko“ do malej hĺbky (1-2 mm).
2. Laminát zo sklenených vlákien nie je vždy dokonale plochý materiál a jeho hrúbka sa môže tiež líšiť. Preto je potrebné rezať malým rezom. Niektorí skúsení ľudia špeciálne zostavujú výškové mapy pre presnejšie spracovanie. Stupeň rezania je určený empiricky.
3. Na frézovanie môžete použiť rytec pyramídového typu so špičkou od 0,4 do 1 mm. Na vŕtanie existujú vrtáky 0,8-1,5 mm so stopkou pre štandardnú klieštinu 3,175 mm. Najlepšie je rezať pozdĺž obrysu frézou na kukuricu 2-3 mm.
4. Nástroj sa zakaždým zmení ručne. Aby sme to urobili, napríklad po frézovaní dráh, zastavíme vreteno a ponecháme stroj v režime podržania. Rezný nástroj zdvihneme do výšky vhodnej na výmenu, zmeňte ho. Potom vykonáme nastavenie nuly pozdĺž osi „Z“. A tak s každou zmenou nástroja. Súradnice X a Y nie sú nastavené na nulu.
5. Nezabudnite, že sklolaminát nie je pre telo najužitočnejším materiálom. PCB prach je obzvlášť škodlivý pre dýchacie cesty. Preto je vhodné zariadiť odsávač pár alebo inak odstrániť prebytočný prach z oblasti rezania. Dosku s plošnými spojmi môžete napríklad periodicky navlhčovať vodou alebo inou vhodnou tekutinou pomocou lekárskej striekačky. Vlhký obväz na nos alebo ústa alebo respirátor dobre poslúžia na ochranu dýchacích ciest.
Článok má len informačný charakter, vychádza z osobných skúseností autora a nie je jediným správnym a možným riešením.
Vodič pre šagovika, frajer, elegantne vyrobil všetko bez použitia mikrokontroléra. Prečítal som si to, pozrel som sa na svoj tvrdý ručný vrták a rozhodol som sa k nemu pripojiť ovládanie posuvu hore a dole. Kúpil sa šofér na shagik, z košov sa vytiahol vhodný shagik z tlačiarne, kúpil sa drahý, ktorý som dal z nejakej tlačiarne na hriadeľ motora, potom prišiel vodič a začal sa pohyb.
Tu je prvá verzia môjho vyvŕtaného taniera:
Ľudia s inžinierskym myslením si okamžite všimnú drogovo závislú polohu páky voči vodidlám (schissot rubles pre mosadznú trubicu a rovnaké množstvo pre mosadznú tyč! Áno, lepšie, ak som v Číne kúpil lineárne ložiská a dve vodidlá) , kvôli tomuto riešeniu sa vreteno pohybuje nerovnomerne, trhane a niektoré vrtáky môžu byť zlomené, ak sú karbidové. A kvôli nim sa vlastne všetko začalo.
Pri čakaní na železo zmatnil silné osvetlenie tohto stroja 
zariadenie hovorí VEĽMI JASNÉ. Ale aby som pracoval pohodlne, rozhodol som sa nenastaviť podsvietenie
tu je fotka z práce
Začal som rezať pohon osi U. Rozhodol som sa len pridať niekoľko kusov dreva do existujúcej konštrukcie 
Všimnite si nanotechnologického skrutkového spojenia hriadeľ-vedenie
Za týmto účelom bol snímač brzdového svetla kúpený z nejakej vázy a bol nemilosrdne rozbitý, takže zostala iba mosadzná trubica 
Na rad prišla elektronika.
Hral som sa v proteuse a na doske s obvodom a kódom a naleptal som dosku pre budúceho ovládača 
Arduino nano bude fungovať ako mozog stroja, pretože nemôžem kódovať niečo vážnejšie. Obsluha pomocou potenciometra a enkodéra s tlačidlom.
Samotný ovládač sa na internete nazýva EASY DRIVER, ktorý akoby hovoril o jednoduchosti práce s ním. Je to správne. Potrebuje dva signály - KROK a DIR. Prvý kráčame s motorom, druhý hovoríme, ktorou cestou ísť. Potom, čo som pre neho vyskúšal nemotornú knižnicu, som sa rozhodol napísať všetko sám, nakoniec to dobre dopadlo.
Všetko je napájané 19-voltovým napájaním prenosného počítača. Vodič môže cez seba prejsť až 30 voltov a motor s kazetou je určený na 24, ak sa nemýlim, jeho otáčky stále nestačia.
Video z prvého testu:
Kodér môže pohybovať vretenom hore a dole pozdĺž osi Y, variabilný odpor nastavuje vzdialenosť, o ktorú sa vreteno pohne jedným kliknutím na kodér, a tiež nastavuje posuv pri stlačení „Vŕtať!“ Ukázalo sa, že je veľmi výhodné použiť predtým pripravený algoritmus na vytváranie otvorov. Na predvádzanie som priložil aj ležiaci displej. Chcete ho prepojiť s týmto? aby zachránil Arduine nohy
Zaskrutkoval som všetky dosky a držadlá na miesto a stalo sa toto:
pozri
Keďže som s kódom trpel, zariadil som, aby všetko fungovalo, ako som potreboval, a tu je hotové zariadenie.
Teraz zostáva prísť s novým bláznivým projektom na testovanie vášho produktu v bojových podmienkach a tiež pripevnenie pedálu na uvoľnenie rúk.
Ak má niekto záujem o recenziu, pýtajte sa, PM, komentáre, čokoľvek
Opäť, umývanie drezu z červených škvŕn chloridu železitého, po leptaní dosky som si myslel, že je načase tento proces zautomatizovať. Začal som teda vyrábať zariadenie na výrobu dosiek, ktoré sa už dá použiť na vytvorenie najjednoduchšej elektroniky.
Ďalej vám poviem, ako bolo toto zariadenie vyrobené.
Základným odčítavým výrobným procesom DPS je odstránenie nežiaducej fólie z fóliového materiálu.
Dnes väčšina elektronikov používa technológiu laserového žehlenia na domácu výrobu obvodových dosiek. Táto metóda zahŕňa odstránenie nepotrebných častí fólie pomocou chemického roztoku, ktorý fóliu na nepotrebných miestach koroduje. Prvé experimenty s LUT pred niekoľkými rokmi mi ukázali, že táto technológia je plná drobností, ktoré niekedy úplne prekážajú dosiahnutiu prijateľného výsledku. Tu je príprava povrchu dosky a výber papiera alebo iného materiálu na tlač a teplota v spojení s dobou zahrievania, ako aj vlastnosti zmývania zvyškov lesklej vrstvy. Musíte tiež pracovať s chémiou, čo doma nie je vždy pohodlné a užitočné.
Chcel som položiť na stôl nejaké zariadenie, do ktorého môžete ako tlačiarni poslať zdroj dosky, stlačiť tlačidlo a po chvíli prijať hotovú dosku.
Pri troche googlenia môžete zistiť, že ľudia od 70. rokov minulého storočia začali vyvíjať stolné zariadenia na výrobu dosiek s plošnými spojmi. V prvom rade to boli frézky na dosky plošných spojov, ktoré špeciálnou frézou rezali stopy na fóliovej doske. Podstata technológie spočíva v tom, že pri vysokých rýchlostiach fréza, upevnená na pevnom a presnom súradnicovom stole s CNC, odreže fóliovú vrstvu na správnych miestach.
Túžba kúpiť špecializovaný stroj okamžite prešla po preskúmaní cien od dodávateľa. Rovnako ako väčšina nadšencov nie som pripravený vydať peniaze za zariadenie. Preto bolo rozhodnuté vyrobiť stroj svojpomocne.
Je zrejmé, že zariadenie by malo pozostávať zo súradnicovej tabuľky, ktorá posúva rezací nástroj do požadovaného bodu a samotné rezacie zariadenie.
Na internete je veľa príkladov, ako vytvoriť súradnicovú tabuľku pre každý vkus. S touto úlohou sa napríklad vyrovná rovnaký RepRap (opravený kvôli presnosti).
Z jedného z mojich predchádzajúcich projektov hobby plotrov mi zostal domáci stôl XY. Preto bolo hlavnou úlohou vytvoriť rezací nástroj.
Vybaviť plotter miniatúrnym rytcom, akým je Dremel, by bolo logickým krokom. Problém je však v tom, že ploter, ktorý je možné lacno zostaviť doma, je ťažké vyrobiť s potrebnou tuhosťou, rovnobežnosťou jeho roviny s rovinou PCB (dokonca aj samotný PCB môže byť zakrivený). V dôsledku toho by na ňom nebolo možné rezať dosky viac -menej dobrej kvality. Proti použitiu frézovania navyše hovorila skutočnosť, že fréza sa časom otupuje a stráca svoje rezné vlastnosti. Bolo by skvelé, keby sa meď dala z povrchu DPS odstrániť bezkontaktným spôsobom.
Už existujú laserové stroje nemeckého výrobcu LPKF, v ktorých sa fólia jednoducho odparí výkonným polovodičovým laserom v infračervenom rozsahu. Stroje sa vyznačujú presnosťou a rýchlosťou spracovania, ale ich cena je ešte vyššia ako u fréz a nie je ešte ľahké zostaviť takú vec z materiálov, ktoré sú k dispozícii všetkým, a nejako znížiť náklady.
Z vyššie uvedeného som formuloval niektoré požiadavky na požadované zariadenie:
- Cena porovnateľná s priemernou domácou 3D tlačiarňou
- Bezkontaktné odstraňovanie medi
- Schopnosť zostaviť zariadenie z dostupných komponentov sami doma
Začal som teda uvažovať o možnej alternatíve k laseru v oblasti bezkontaktného odstraňovania medi z PCB. A stretol som sa s metódou elektroiskrového obrábania, ktorá sa už dlho používa v kovoobrábaní na výrobu presných kovových dielov.
Pri tejto metóde je kov odstránený elektrickými výbojmi, ktoré sa odparujú a striekajú z povrchu obrobku. Tak sa vytvoria krátery, ktorých veľkosť závisí od energie výboja, jeho trvania a samozrejme od druhu materiálu obrobku. V najjednoduchšej forme sa elektrická erózia začala používať v 40. rokoch XX. Storočia na dierovanie otvorov v kovových častiach. Na rozdiel od tradičného obrábania môžu byť otvory vyrábané takmer v akomkoľvek tvare. V súčasnej dobe sa táto metóda aktívne používa v kovoobrábaní a dala vzniknúť celému radu typov obrábacích strojov.
Povinnou súčasťou takýchto strojov je generátor prúdových impulzov, systém na napájanie a pohyb elektródy - je to elektróda (zvyčajne meď, mosadz alebo grafit), ktorá je pracovným nástrojom takéhoto stroja. Najjednoduchší generátor impulzov prúdu je jednoduchý kondenzátor požadovaného výkonu pripojený k zdroju konštantného napätia prostredníctvom odporu obmedzujúceho prúd. V tomto prípade kapacita a napätie určujú energiu vybíjania, ktorá zase určuje veľkosť kráterov, a tým aj čistotu spracovania. Je pravda, že existuje jedna významná nuansa - napätie na kondenzátore v prevádzkovom režime je určené poruchovým napätím. Ten je takmer lineárne závislý od medzery medzi elektródou a obrobkom.
Počas večera bol vyrobený prototyp erózneho nástroja, ktorým je solenoid, na kotvu ktorého je pripevnený medený drôt. Solenoid zaisťoval vibrácie drôtu a prerušenie kontaktu. Ako zdroj energie bol použitý LATR: usmernený prúd nabíjal kondenzátor a striedavý prúd napájal solenoid. Táto štruktúra bola tiež upevnená v držiaku pera plotra. Výsledok vo všeobecnosti splnil očakávania a hlava zanechala na fólii súvislé pruhy s roztrhnutými okrajmi.
Metóda mala jednoznačne právo na život, ale bola potrebná na vyriešenie jedného problému - kompenzovať spotrebu drôtu, ktorý sa spotrebúva počas prevádzky. Na to bolo potrebné vytvoriť mechanizmus podávania a riadiacu jednotku.
Potom som začal tráviť všetok svoj voľný čas v jednom z hackspace nášho mesta, kde sú kovoobrábacie stroje. Začali sa dlhé pokusy o výrobu prijateľného rezacieho zariadenia. Erózna hlava sa skladala z páru tyč-rukáv zaisťujúceho vertikálne vibrácie, vratnej pružiny a protahovacieho mechanizmu. Na ovládanie solenoidu bolo potrebné vytvoriť jednoduchý obvod pozostávajúci z generátora impulzov danej dĺžky na NE555, tranzistora MOSFET a snímača indukčného prúdu. Pôvodne mal používať režim vlastnej oscilácie, to znamená aplikovať impulz na spínač bezprostredne za aktuálnym impulzom. V tomto prípade frekvencia oscilácie závisí od veľkosti medzery a pohon je riadený podľa merania periódy auto-oscilácie. Ukázalo sa však, že stabilný režim s vlastným osciláciou je možný v rozsahu amplitúdy oscilácie hlavy, ktorý bol menší ako polovica maxima. Preto som sa rozhodol použiť pevnú oscilačnú frekvenciu generovanú hardvérovým PWM. V tomto prípade môže byť stav medzery medzi drôtom a doskou posúdený podľa času medzi koncom otváracieho impulzu a prvým prúdovým impulzom. Pre väčšiu stabilitu počas prevádzky a zlepšenie frekvenčných charakteristík bol solenoid upevnený nad mechanizmom ťahania drôtu a kotva bola umiestnená na duralovú konzolu. Po týchto vylepšeniach bolo možné dosiahnuť stabilnú prevádzku pri frekvenciách až 35 Hz.
Po pripevnení rezacej hlavy k plotru som začal s pokusmi o rezanie izolačných dráh na doskách s plošnými spojmi. Prvý výsledok bol dosiahnutý a hlava poskytuje viac -menej stabilný súvislý rez. Tu je video, ktoré ukazuje, čo sa stalo:
Potvrdila sa základná možnosť výroby DPS pomocou elektroiskrového obrábania. V blízkej budúcnosti existujú plány na zlepšenie presnosti, zvýšenie rýchlosti spracovania a čistoty rezu a tiež na zverejnenie niektorých noviniek. Plánujem tiež prispôsobiť modul na použitie s RepRap. Budem rád za nápady a pripomienky v komentároch.
