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電路闆雕刻機自制PCB電路闆

編輯:易投配资时間:2018-06-04

電路闆雕刻機買回來一年多了,平时就是用來做一下外殼和五金件的樣品加工,但從來沒有用來做過PCB電路闆,當时買這個機器的时候,同时也考慮做電路闆的,所以在精度方面也考慮到了。盡管在機器的控制方面比較熟悉,但是第一次做電路闆,盡管在參考了网上的一些文章和方法的情況下,也花了一天半的时間來摸索,大概10個工时,包括軟件的安裝,破解(大家比較喜欢說和諧),PCB電路圖的轉換,電路闆雕刻機雕刻PCB的過程摸索。現在回想起來,网上的文章多是比較單一介紹,分散不連貫,而且破解的文件不一定合适,所以耗了一定的时間,至于電路闆雕刻機雕刻PCB的過程就是一個經驗積累的過程,所以特意記錄下來,助人自助,希望對大家有用,也欢迎有經驗的朋友提出建議。

硬件準備:電路闆雕刻機,銅闆
流程:
1:軟件的安裝
軟件包括:
1)PCB畫圖軟件(PRTEL99這類的,我用的是AD6.X)
2)COPPERCAM(這個軟件是用于生成PCB電路闆的刀路)
3)NC程序仿真編輯軟件(這個軟件是用于對COPPERCAM軟件生成的PCB刀路進行仿真,個人認为有用,可以預先看一下刀路,同时可以進行修改)
4)MACH3(這個是用于控制雕刻機運動的軟件)

軟件的安裝其實問題都不大的,基本上是一路回車,遇到要和諧的,网上都有了。


2:雕刻文件的生成
1)用PCB軟件把電路做好,按照一般人的經曆,就是直接把*.PCBDOC文件發到PCB加工廠就可以了。今天易投配资要做的就是把PCB加工廠的工作自己來做,所以完成*.PCBDOC的文件後,易投配资就要把這個文件轉換,來适合COPPERCAM的要求,說白了就是要生成GERBER文件。
2)Gerber files的生成
在AD6X中,按照圖片中,選擇相應的功能。



然後進入到下面的界面



據网友的經驗選擇INCHES,然後選2:5,據說可以達到比較好的精度,我自己測試過出來的,可信。

然後再設置其他幾個功能,如下面的圖片,打紅色鈎的地方是一定要選的, 打紅色交叉的是不要選的。



 
 
 
按照上面圖片的設置完後,就按“OK”就可以了。
然後就出來了一個新的文檔,這個文檔上面的電路就是PCB上的頂層或者是底層,甚至是其他層的電路圖,但圖上是沒有過孔信息的。

然後大家可以看下,在PCB項目的文件夾下多了一個XXXXout文件夾,内面有很多跟PCB命名相關的文件,對于我來說,有幾個文檔是有用的,XXX.GTL(頂層PCB的GERBER文件),XXX.GBL(頂層PCB的GERBER文件)。

3)對于我來說,GERBER文件就已經好了,然後就是打開COPPERCAM軟件,打開軟件的时候就提示要選擇打開的文件,如果有兩個以上圖層的情況下,要單獨一個一個圖層來處理,所以先打開XXX.GTL(頂層PCB的GERBER文件)或XXX.GBL(頂層PCB的GERBER文件)。我這個測試的電路隻有一個底層,所以打開了剛才生成的XXX.GBL文件,然後顯示如圖


 
從圖中可以看到,插件的原件的管腳并沒有過孔,而按照网上的一般過程是等下在導入打孔文件來打孔的,但是我覺得有一個方式可以提供參考,就是軟件自帶了過孔修改功能,通過這個功能易投配资可以再次修改過孔的大小,形狀。功能選型如下圖:


 

通過該功能修改後如圖

 

從圖上可以看到過孔都出來了,如果伱覺得原來PCB電路中的過孔不合适的話,可以順便再這裡修改,但可以提供一個建議,如果原來PCB中的原件,過孔有很多種大小的,不妨可以考慮在這裡改到一個或幾個一樣的大小,這樣可以減小雕刻时間(這個是由于軟件會把同樣大小的孔一起來鑽,而不選擇一個挨一個地鑽,可能這個關系到軟件設置和刀具的設置,這樣就會形成了很不重複的移動,增加了时間)

如果有时間,可以發現軟件還提供了幾個功能來修改電路圖,每個連線的寬度都可以修改。


修改完成後,就按鑽孔按鈕和銑功能,下圖的第一個按鈕是銑線路功能,當按了銑功能後,第二個按鈕會生效,功能是去除多餘區域的功能,第三個是定位孔功能,第四個事鑽孔


 

最後的那個就是即見即所得按鈕,也就說按下後,看見的就是雕刻機雕刻後易投配资看到的電路闆,按下後易投配资就會看到剛才的電路變成如下


 
搞完後就是要保存了,選擇文件---保存,然後都是選擇确定,然後在文件類型中選擇*.ISO文件來保存,這個文件類型合适NC軟件用,雕刻機軟件也可以直接打開。

在保存的时候,提示易投配资可以分開鑽孔文件和銑線路文件分開來保存的,這個就視乎使用者的習慣,我就是分開來處理的。這樣在仿真的时候,看起來比較清晰,而且在雕刻的时候刀路比較简潔,如果回到刀路代碼來說,可能換刀的次數少了。

4)下面就打開NC程序仿真編輯軟件。
在這個環節中,我是分開了DRILL和mill兩個文件的,所以可以獨立仿真,首先看一下這個DRILL圖,圖中顯示的是雕刻機鑽孔的位置和路徑


 
軟件提供的是三維圖,易投配资可以從多角度了審查刀路。機器是比較死闆的,易投配资可以在圖左面直接修改刀路。

然後在通過打開功能把MILL文件也打開,如圖


 
綠色線條是雕刻刀走過的地方,紅色的線條(圖上看上去可能是白色)是刀具移到的線路,當然拉,紅色的線越少,效率就越高。

兩個文件的刀路到審查完了,沒有問題了,就可以用雕刻機軟件來雕刻電路了。

5)打開MACH3,然後打開分别打開DRILL和MILL文件運行,然後需要做的就是等待。下圖是MILL的視圖


 
到這個環節,正常來說,電路闆就可以出來了,成功雕刻出來的是經驗到位了,不成功的估計就是還需要積累和運氣了。哈哈。當然啦,我搞了幾個小时還是搞出了點經驗的,或者說還是積累了點失敗的财富的。

首先上幾個圖,這個圖我想說的是易投配资需要選擇不同的刀具來刻不同電路或則是物件。

圖中有上下兩個電路圖,上面的電路很平滑,是易投配资所需要的效果,下面的很粗糙,是易投配资需要避免的。這兩個電路唯一不同的使用了不同的刀具,就是圖中間的兩個刀,左面的那個刀(1#)用來刻下面的電路闆,右面的刀(2#)用來刻上面的上面的電路闆的,1#刀比2#到鈍,可以清晰看到2#刀尖峰。出現這個現象,我來打個比喻,就好像易投配资用菜刀來切排骨的时候,如果刀比較鋒利,切出來的排骨切口比較平滑,如果刀比較鈍,切出來的排骨切口比較疙瘩,而且吃起來還很多骨碎,刺口。

好了,再上一個圖


 
圖中有四個電路,都是同一個電路,隻是用了不同的刀,不同的雕刻深度等,造成了不同的效果,從左上到右下,我在這裡就定義为1——4#圖。

圖1-圖4中,隻有圖2是成功的,其他都是失敗的。
成功和失敗對比數據如下
圖1和圖2,除了雕刻深度不同,深度可以影響到電路上走線的間距,如果線與線的間距太小的話,那對不起了,刀就會把線給刻掉了,所以易投配资看到圖1和圖2中有些線为什么粗細不一樣。另外,在深度這個問題上,我覺得剛好把銅刻掉,然後在深一點就足夠了,太深的話也會做成剛才上面切排骨的效果的。

圖3和圖4,除了是刀不同,圖3是上面切排骨鈍的刀,圖4是尖利的刀,有朋友可能會問,为什么圖3的切口也很平滑,這個我想是下刀的深度有關。下刀的深度可能關系到壓力問題吧,

另外,大家可以從圖4的闆子右下角可以看到,電路闆沒有完全雕刻好,這個就是因为墊平面不垂直雕刻刀。這個有幾個原因,一個可能是墊平面沒有調好,第二就是闆子的厚度不一,第三,因为墊平面和銅闆之間我是用雙面膠粘的,有可能雙面膠沒有處理好。總的來說,雕刻前要對刀這個是很重要,關系到雕刻的深度。

可能有人會問,問什么沒有看到鑽孔的呢,對,問得好,闆子上面的孔,按照正常的情況是要先打孔然後再刻線路的,這樣是为了避免線路刻好了,然後鑽孔的鑽旋轉的力量把焊盤牽引起來了,因为焊盤的銅皮面積通常是比較小的,跟底闆的粘力小,很容易就起來。但我發現,隻要易投配资用雕刻刀來刻鑽孔,就可以不分时候了,易投配资可以用雕刻刀在闆子上雕刻出孔的位置和一定的深度,然後再用鑽來鑽通闆子,甚至用手電鑽。

還有,在雕刻的過程過,要調節好F的值,不要一味追求快。F值太大了,闆子就出現不平整,鑽孔就粗糙,當然這個還關系到電路闆雕刻機主軸的轉速,上面的闆子我都是用300轉數的。這個轉速就要自己來積累了,在一個合适的數值總結出來後,比這個數值更大的轉速都是沒有問題的。當然,易投配资找這個合适的數值就是为了機器的健康。