De vraag hoe je een CNC-machine maakt, kan kort worden beantwoord. Wetende dat zelfgemaakt freesmachine CNC is over het algemeen een complex apparaat complexe structuur, wil de ontwerper:

• tekeningen verwerven;
• koop betrouwbare componenten en bevestigingsmiddelen;
• bereid een goed hulpmiddel voor;
• een draaibank bij de hand hebben en boormachines CNC-gefreesd om snel te produceren.

Het zou geen kwaad om de video te bekijken – een soort instructiegids over waar te beginnen. Ik begin met de voorbereiding, koop alles wat ik nodig heb, zoek de tekening uit - hier juiste oplossing beginnende ontwerper. Daarom voorbereidende fase, voorafgaand aan de montage, is erg belangrijk.

Voorbereidend toneelwerk

Om een ​​zelfgemaakte CNC-freesmachine te maken, zijn er twee opties:

1. U neemt een kant-en-klare loopset (speciaal geselecteerde componenten) mee, waaruit wij de apparatuur zelf samenstellen.
2. Zoek (maak) alle componenten en begin met het zelf samenstellen van een CNC-machine die aan alle eisen voldoet.

Het is belangrijk om te beslissen over het doel, de grootte en het ontwerp (hoe te doen zonder een tekening). zelfgemaakte machine CNC), zoek diagrammen voor de vervaardiging ervan, koop of vervaardig enkele onderdelen die hiervoor nodig zijn, verkrijg spindels.

Als u besluit om met uw eigen handen een CNC-machine te maken en het zonder kant-en-klare sets componenten en mechanismen en bevestigingsmiddelen doet, heeft u een schema nodig dat is samengesteld volgens welke de machine zal werken.

Meestal, gevonden schematisch diagram apparaten, ze modelleren eerst alle machineonderdelen, maken technische tekeningen en gebruiken deze vervolgens om componenten uit multiplex of aluminium te produceren op draaibanken en freesmachines (soms is het nodig om een ​​boormachine te gebruiken). Meestal zijn werkoppervlakken (ook wel werktafel genoemd) multiplex met een dikte van 18 mm.

Assemblage van enkele belangrijke machineonderdelen

In de machine die u met uw eigen handen bent gaan monteren, moet u een aantal kritische componenten leveren die zorgen voor de verticale beweging van het werkgereedschap. In deze lijst:

• spiraalvormig tandwiel – rotatie wordt overgebracht met behulp van een tandriem. Het is goed omdat de katrollen niet slippen, waardoor de krachten gelijkmatig worden overgebracht naar de as van de freesapparatuur;
• als gebruikt stappenmotor(SD) voor een minimachine is het raadzaam om een ​​wagen te nemen van een groter printermodel - krachtiger; oude matrixprinters hadden redelijk krachtige elektromotoren;

• voor een apparaat met drie coördinaten heb je drie SD's nodig. Het is goed als er elk 5 besturingsdraden zijn, de functionaliteit van de minimachine zal toenemen. Het is de moeite waard om in één stap de omvang van de parameters te beoordelen: voedingsspanning, wikkelingsweerstand en motorrotatiehoek. Om elke stappenmotor aan te sluiten heb je een aparte controller nodig;
• met behulp van schroeven wordt de rotatiebeweging van de motor omgezet in lineair. Voor prestatie hoge precisie Veel mensen vinden het nodig om kogelomloopspindels (kogelomloopspindels) te hebben, maar dit onderdeel is niet goedkoop. Wanneer u een set moeren en montageschroeven voor montageblokken selecteert, kies deze dan met plastic inzetstukken, dit vermindert wrijving en elimineert speling;

• in plaats van een stappenmotor kun je, na een kleine aanpassing, een gewone elektromotor nemen;
• een verticale as waarmee het gereedschap in 3D kan bewegen en de hele röntgentafel bedekt. Het is gemaakt van aluminium plaat. Het is belangrijk dat de afmetingen van de as worden aangepast aan de afmetingen van het apparaat. Als u een moffeloven heeft, kan de as worden gegoten volgens de afmetingen van de tekeningen.

Hieronder ziet u een tekening gemaakt in drie projecties: zijaanzicht, achteraanzicht en bovenaanzicht.

Maximale aandacht voor het bed

De noodzakelijke stijfheid van de machine wordt geleverd door het bed. Een beweegbaar portaal, een systeem van railgeleiders, een stappenmotor, werkoppervlak, Z-as en spindel.

Een van de makers van een zelfgemaakte CNC-machine heeft bijvoorbeeld het draagframe gemaakt aluminiumprofiel Maytec - twee delen (sectie 40x80 mm) en twee eindplaten van 10 mm dik van hetzelfde materiaal, die de elementen verbinden met aluminium hoeken. De structuur is versterkt; binnen het frame bevindt zich een frame gemaakt van kleinere profielen in de vorm van een vierkant.

Het frame is gemonteerd zonder gebruik van lasverbindingen (lasnaden zijn slecht bestand tegen trillingsbelastingen). Het is beter om T-moeren als bevestigingen te gebruiken. De eindplaten voorzien in de installatie van een lagerblok voor het monteren van de spindel. Je hebt een glijlager en een spindellager nodig.

De vakman stelde vast dat de hoofdtaak van de zelfgemaakte CNC-machine de productie van aluminium onderdelen was. Sinds spaties met maximale dikte 60 mm, hij maakte de portaalafstand 125 mm (dit is de afstand van de bovenste dwarsbalk tot het werkoppervlak).

Dit moeilijke installatieproces

Het is beter om zelfgemaakte CNC-machines te assembleren, na het voorbereiden van de componenten, strikt volgens de tekening, zodat ze werken. Het montageproces met behulp van spindels moet in de volgende volgorde worden uitgevoerd:

• een deskundige vakman begint met het bevestigen van de eerste twee motoren aan de carrosserie - achter de verticale as van de apparatuur. Eén is verantwoordelijk voor horizontale beweging freeskop(railgeleiders), en de tweede voor beweging in het verticale vlak;
• een beweegbaar portaal dat langs de X-as beweegt, draagt ​​de freesspindel en steun (z-as). Hoe hoger het portaal is, hoe groter het werkstuk kan worden bewerkt. Maar bij een hoog portaal neemt tijdens de verwerking de weerstand tegen opkomende belastingen af;

• Voor het bevestigen van de Z-asmotor en lineaire geleidingen worden voor-, achter-, boven-, midden- en onderplaten gebruikt. Maak daar een houder voor de freesspindel;
• De aandrijving is samengesteld uit zorgvuldig geselecteerde moeren en tapeinden. Om de motoras te bevestigen en aan het tapeind te bevestigen, gebruikt u een rubberen wikkeling van een dikke elektrische kabel. De bevestiging kan bestaan ​​uit schroeven die in een nylon hoes worden gestoken.

Vervolgens begint de montage van de resterende componenten en assemblages van het zelfgemaakte product.

Wij installeren de elektronische vulling van de machine

Om met uw eigen handen een CNC-machine te maken en te bedienen, moet u werken met correct geselecteerde numerieke besturing, hoogwaardige printplaten en elektronische componenten (vooral als deze Chinees zijn), waarmee u alle functionaliteit op uw computer kunt implementeren de CNC-machine, die een deel van een complexe configuratie verwerkt.

Om managementproblemen te voorkomen, hebben zelfgemaakte CNC-machines de volgende componenten:

• stappenmotoren, sommige stopten bijvoorbeeld Nema;
• LPT-poort, waarmee de CNC-besturingseenheid op de machine kan worden aangesloten;
• stuurprogramma's voor controllers, ze worden geïnstalleerd op een mini-freesmachine, aangesloten volgens het diagram;

• schakelborden (controllers);
• 36V-voedingseenheid met een step-down-transformator die wordt omgezet naar 5V om het stuurcircuit van stroom te voorzien;
• laptop of pc;
• knop verantwoordelijk voor noodstop.

Pas daarna worden CNC-machines getest (en de vakman zal het doen oefenrondje, nadat alle programma's zijn geladen), worden bestaande tekortkomingen geïdentificeerd en geëlimineerd.

In plaats van een conclusie

Zoals je ziet is het mogelijk om een ​​CNC te maken die niet onderdoet voor Chinese modellen. Ik heb er een set reserveonderdelen mee gemaakt de goede maat, met hoogwaardige lagers en voldoende bevestigingsmiddelen voor montage, ligt deze taak binnen de macht van degenen die geïnteresseerd zijn in softwaretechnologie. Je hoeft niet lang naar een voorbeeld te zoeken.

Op de onderstaande foto ziet u enkele voorbeelden van machines met numerieke besturing, die door dezelfde vakmensen zijn gemaakt, niet door professionals. Geen enkel onderdeel werd haastig gemaakt, met een willekeurige maat, maar met grote precisie op het blok gemonteerd, met zorgvuldige uitlijning van de assen, het gebruik van hoogwaardige spindels en betrouwbare lagers. De stelling is waar: zoals u assembleert, zult u ook werken.

Een duraluminium plano wordt verwerkt met behulp van CNC. Met zo’n machine, die door een vakman in elkaar is gezet, kun je veel freeswerk verrichten.

Nog een monster gemonteerde machine, waarbij een vezelplaat wordt gebruikt als werktafel waarop een printplaat kan worden vervaardigd.

Wie het eerste apparaat gaat maken, stapt al snel over op andere machines. Misschien wil hij zichzelf testen als assembleur van een booreenheid en zich ongemerkt aansluiten bij het leger van ambachtslieden die er heel wat hebben gemonteerd zelfgemaakte apparaten. Technische creativiteit zal het leven van mensen interessant, gevarieerd en rijk maken.

▌Machine
Om het bord te graveren heb je een CNC-freesmachine nodig. Waar moet je heen zonder hem. Ik heb hier een soort Chinees zonder familie of stam. Met een werktafel van 200 bij 200 mm en 12 mm assen.

Het heeft dezelfde wortelloze collectorspindel van 350 W, die ongeveer 15.000 omwentelingen oplevert. Nogal wat, moet ik zeggen. 30.000 zou goed zijn, maar 50-100.000 zou beter zijn.

Alles wordt bestuurd door een eenvoudige optische koppeling op de LPT-poort.

Via MACH3, waarop de schermset van Michail Yurov wordt uitgerekt. Op elke hoek gegoogled.

Zonder dit veroorzaakt de MACH3-interface meestal niets anders dan kokhalzen. In het oog springend spel. Vooral uit gewoonte.

Als iemand geïnteresseerd is, vertel ik je een andere keer over de machine zelf, het ontwerp, de opstelling en de werking. Er is niets ingewikkelds, alles gebeurt intuïtief en moeiteloos.

▌snijders

Het belangrijkste gereedschap dat we nodig hebben is een graveerpen. Hier is een conische snijder. Hoe pittiger, hoe beter. De maten van de hardlooptips zijn 0,1 mm (als je iets wilt doen op LQFP-niveau en met wegen van 0,3 mm) en 0,2 mm voor grotere gevallen zoals SOIC en brede sporen van minder dan 0,5 mm. Een frees met hetzelfde ontwerp, maar met een snijkant van 1 of zelfs 1,5 mm, zou ook handig zijn - het zal van pas komen als u niet alleen de isolatie van contouren moet graveren, maar ook hele polygonen moet slopen .

Je hebt ook oefeningen nodig. Ik gebruik drie maten. 0,4..0,6 mm voor via's. 0,8...1 mm voor gewone TH-componenten en 3 mm voor montagegaten voor allerlei potentiometers, encoders, montagegaten voor het bord, enzovoort. Om het gemakkelijker te maken, houd ik het gereedschap rechtstreeks in de spanmoer. Omdat het in de regel niet altijd mogelijk is om alles in één spantang te passen. Hoe u de spantang uit de moer haalt, vooral als het een spantang is kleine maat, het kan moeilijk zijn. Daarom is het gemakkelijker om voor alle gelegenheden ongeveer vijf moeren en spantangen te hebben. En bewaar ze in dergelijke sets.

Gebruik voor het snijden van de plank een maïssnijder met een diameter van 2...3 mm, bij voorkeur 2. Er is niet zo veel zaagsel en de belasting van de machine is minder.

Het bord wordt eenvoudigweg op de offertafel geplakt. Overigens kan de tafel tot nul worden gefreesd, waarna alle gebreken in de geometrie van de machine op zijn minst de vorm van het substraat zullen herhalen, wat de nauwkeurigheid zal verbeteren. Maar ik heb dit niet gedaan, hoewel mijn verschil tussen de hoeken ongeveer een millimeter bedraagt. Alleen hecht de textoliet beter aan een gladde gelamineerde MDF-plaat, en bij verwijdering komt de plakband volledig onmiddellijk los, zonder over de vezelstructuur van de MDF te smeren. Het verschil is als... het afscheuren van tape van een gelakte tafel of van kartonnen doos. De doos komt eraf met vlees. Bijna hetzelfde hier. Daarom maal ik niet.

▌Scansoftware
Om de kromming van de tafel te compenseren, en die van mij is bijzonder gebogen, scan ik het oppervlak en maak ik een hoogtekaart. Eerst moet u een hoogtekaart voorbereiden:

Over het algemeen heeft Mach3 hiervoor een eigen wizard. Zoeken in menu Wizard-Kies Wizard…-Digitaliseer Wizard, dit soort onzin wordt geopend:

Waar kun je de grootte van het voelbare oppervlak aangeven ( Breedte en hoogte van het gebied), veilige hoogte van sondebeweging ( Z reizen), de diepte waarop de sonde het oppervlak zal doorzoeken ( Z-as sondediepte). overstappen dit is een stap langs de assen, en Voedingssnelheid de snelheid waarmee de sonde het oppervlak zal bereiken. Hoe hoe sneller scannen gaat sneller, maar door traagheid kan het iets dieper gaan dan nodig is. Daarom moeten we hier een evenwicht vinden. Dan druk je op G-code maken en laden en de kant-en-klare scancode wordt onmiddellijk in uw Mac geladen. Ik gebruik deze wizard niet omdat deze niet erg handig is. Het is veel eenvoudiger om code te genereren in hetzelfde programma dat de zaagplancode bewerkt. Dit G-code Ripper.

Neem het van officiële website Vergeet niet hallo te zeggen tegen de klootzakken van Roskomnadzor, die hem als extremist blokkeerden. Gebruik dus proxy plugins (Opera Turbo is heel geschikt of de FriGate plugin voor Chrome, maar je zult dan handmatig het adres van deze site moeten invoeren).

Dus start G-code Ripper. Dit ding is, net als flatcam, ook geschreven in Python en heeft ook een console-interface (ik ben er echter zelf nog niet achter, maar ik denk dat we het in ons kwaadaardige batchbestand kunnen passen). Plak het ondertussen in de GUI.

En wat zien we:

Dit is het hoofdvenster van het programma. We moeten in de linkerbenedenhoek selecteren Automatische sonde en laad via het menu Bestand de gcode van onze gravure. Laten we eerst de kant kiezen die we willen snijden.

We hebben ons knipplan ontvangen met witte kruisjes erop. Kruisen zijn contactpunten. Let op de locatie van de coördinaatassen; daar moet u de taster plaatsen. Laten we in de tussentijd de programmaparameters opnieuw berekenen en invoeren:

Sonde-offset- dit is de verplaatsing van de sonde ten opzichte van het gereedschap. Voor mij is het gereedschap zelf de sonde, dus er staan ​​hier nullen. Sonde Z Veilig— veilige scanhoogte. Hangt af van de kromming van uw systeem. Ik heb een spreiding van ongeveer een millimeter en daarom zet ik deze op 2. Over het algemeen is bij een waterpastafel 0,8 mm voldoende. Hoe lager, hoe sneller het scannen. Ga minder naar beneden! Sondediepte— de maximale diepte waarop de sonde zal gaan. Ik heb 0, omdat in dit geval bevindt de oorsprong zich in de laagste hoek van mijn tabel. Over het algemeen kun je het een beetje in de min duwen, bijvoorbeeld -0,5. Het zal niet erger zijn. Sondevoeding- snelheid verlagen. Minder is nauwkeuriger, maar de scan duurt langer en er is meer ruis. Ik heb 100 mm/min. X/U-punten Dit is het aantal verticale en horizontale punten dat moet worden genomen. Die witte kruisen daar. De afmetingen van het bord kiest hij zelf. Ik laat de Voor- en Postcodes leeg, omdat... Ik heb geen extra codes nodig voor of na het programma. Maar de gelukkige bezitters van de wisselaar kunnen bijvoorbeeld automatisch een speciaal sondeergereedschap tevoorschijn halen en vervolgens terugplaatsen. Ik heb een MACH3-controller en dat is eigenlijk alles.

Klik Alleen G-code-bestandsonde opslaan, we krijgen een bestand met een gcode, sturen het naar de machine en gaan het bord aanraken.

Hoe scant de machine het oppervlak? Hiervoor beschikt de machine over een sonde. Wanneer een massa de sonde raakt, voelt de machine dit. Ik heb de spil als massa genomen. Dat plastic ding dat de waaier omringt, is de borstelhouder. Die is gemaakt van een oude frees en zit in het midden van de as vast op een veerbelaste sluiting. Waarom heb ik niet gewoon aarde op het spillichaam aangebracht? Maar omdat het contact via de lagers behoorlijk slecht is. Afhankelijk van de rotatiehoek kan het verdwijnen. En dus zal het de spantang recht langs de as bereiken, en in de spantang zal een kleine veer het contact rechtstreeks naar het gereedschap brengen. En de sonde zelf is een plaat met een bekende dikte (ongeveer 0,5 mm) op de bedrading. Als ik het gereedschap precies op 0 moet instellen, plaats ik het erin Juiste plaats plaat, druk deze met mijn vinger op het oppervlak en geef het commando om naar nul te zoeken. De machine prikt met gereedschap in de plaat, houdt vervolgens rekening met de dikte en realiseert de huidige hoogte van de gereedschapspunt. Het gereedschap 2,5 mm omhoog brengen.

In het geval van PCB's hoef ik alleen maar het sondecontact op het koper te plaatsen, het vast te zetten met isolatietape zodat het niet wegloopt, en het oppervlak te doorzoeken. De coördinaat zal uiteraard verkeerd worden ingesteld. Omdat in dit geval is er geen dikte van de sonde zelf. Maar het is niet belangrijk. Het belangrijkste is nu handmatig mogelijk door het commando in te voeren G1 Z-2(waarom -2? Maar omdat, volgens mijn script, het gereedschap na het vinden van mijn gereedschap 2,5 mm zal springen, en 0,5 de dikte van de sondeplaat is, dat wil zeggen dat de coördinaat in feite 2 mm wordt), lager het gereedschap bijna tot op het niveau van de printplaat. Waarom bijna? En voor meer nauwkeurigheid zou het geen kwaad kunnen om het zachtste contact te vangen, maar het automatisch zoeken is behoorlijk ruw, omdat... de machine heeft enige traagheid en mist een beetje. Maar als je het gereedschap bijna op nul zet, en dan handmatig, met behulp van de G1 Z##-opdrachten, het honderd of twee omhoog of omlaag schuift, begint de indicatorknop te flikkeren (en voor mij verandert hij van kleur wanneer de sonde hem raakt) tegen de geringste trillingen binnenshuis. Laten we zeggen dat er iemand langs liep. Ja, natuurlijk, in dit geval stellen we de X- en Y-coördinaten in op de toekomstige coördinaat nul op basis van ons bord. Niet te verwarren met machinenulpunt (machinecoördinaten).

0.00000,0.00000,0.00500
7.05500,0.00000,0.03000
14.11500,0.00000,0.03000
21.17000,0.00000,0.06500
28.22500,0.00000,0.07000
35.28500,0.00000,0.11500
42.34000,0.00000,0.12000
49.39500,0.00000,0.16000
56.45500,0.00000,0.14000
63.51000,0.00000,0.14000
0.00000,8.65500,0.00000
7.05500,8.65500,0.00000

Alles is hier duidelijk: dit zijn slechts coördinaten langs de assen waar het gereedschap het oppervlak raakte. Dat is precies wat we nodig hebben.

We keren terug naar onze Gcode-Ripper en lezen daar het sondegegevensbestand en onze kruisen worden zwart:

Klaar. Nu hoeft u alleen nog maar voor de zekerheid op de knop Opnieuw berekenen te klikken en het aangepaste bestand op te slaan. G-codebestand aangepast opslaan. Als je ze nu in een NC-Corrector vergelijkt, zie je in het zijaanzicht dat het nieuwe bestand een bodemreliëf heeft :)

oud:

nieuw:

We gebruiken ook dezelfde methode om langs de contour te trimmen, anders loop je het risico dat je niet tot het einde doorsnijdt of, integendeel, de tafel optilt. Hij is natuurlijk een opoffering, maar het is beter om het zonder offers te doen.

De isolatie werd gestript. Het pakte slecht uit, want de 0,2-snijder is ook stom. En hier zou het 0,1 en scherper zijn. Lochs worden gevormd omdat de contour in twee richtingen moet worden omzeild Als de snijder langs de folie gaat, snijdt de snede aan de ene kant netjes, maar is aan de andere kant ruw. En je moet een omgekeerde pas maken, de bramen verwijderen. Maar flatcam doet het niet of ik heb het nog niet geleerd. Daarom verwijder ik ze meestal met fijn schuurpapier in een paar bewegingen. Je kunt ook de snijvoeding verminderen, dit zal veel schoner zijn. Of, als de spil het toelaat, verhoog de snelheid. Daar frituurt de LPKF Protomat op 100.000 tpm en daar is alles soepel.

En dit is een bijna klaar bord. Vier enorme gaten op de plaats van de knop - ik heb het goed verpest tijdens de aflevering van het wisselen van gereedschap tijdens het boren. Als ik de video daar plaats, zul je het zelf zien. Het was nodig om een ​​boor van 1 mm na de boor van 0,8 mm te plaatsen (of klik gewoon op "volgende" om met dezelfde 0,8 mm te boren), maar ik heb niet gelezen wat de machine mij aanbood om te installeren, ik vergat dat er nog millimeters waren gaten daar en meteen 3 mm geplakt en het gaf me veel plezier om ze te boren :) CNC vergeeft geen fouten.

Zoiets. Ja, op dubbelzijdig papier moet je, na het omdraaien van de print, er nogmaals met een sonde op tikken.

Naast de beloofde video, waarvan ik niet weet wanneer ik hem zal monteren (ik haat dit ding), zullen er nog een of twee artikelen over flatcam zijn, en een vriend stelde mij een alternatieve methode voor. Ik zal het samenvoegen en binnenkort posten. Ik zal waarschijnlijk het onderwerp hierover sluiten. Omdat Tja, waar valt er nog meer over te praten? ;)

Een CNC-machine is erg handig om te gebruiken in een thuisamateurradiowerkplaats voor productie printplaten zowel productmodellen als kleine batches producten. Beschikbaarheid van graveren - CNC-frezen in een thuiswerkplaats of kleine onderneming kunt u hiermee zowel de tijd die nodig is om een ​​printplaat te vervaardigen bij het maken van breadboards, prototypes van kleine batches producten, verminderen als de kwaliteit van de vervaardigde printplaten verbeteren in vergelijking met andere productiemethoden. Door een machine met numerieke besturing te gebruiken, kunt u een volledig scala aan bewerkingen uitvoeren voor het vervaardigen van een printplaat: het frezen van een geleidend patroon (sporen), het boren van gaten voor zowel het installeren van componenten als voor tussenlaagse via's, het afsnijden en contouren van de plaat.

Eerst moet u een PCB-ontwerp maken. Om dit te doen, is het erg handig om het programma Sprint Layout 6 te gebruiken, dat erg populair is onder radioamateurs. Bij het ontwikkelen moet je er rekening mee houden technologische kenmerken verwerking van met folie beklede PCB's op een CNC-machine, dat wil zeggen traceren met voldoende brede paden, waarbij de nodige gaten overblijft voor de doorgang van een graveur/snijder, enz. Het startpunt voor de coördinaten moet de LINKER ONDERHOEK zijn, Figuur 1.

Op laag O tekenen we de omtrek (randen) van de printplaat waarlangs de afgewerkte plaat wordt bijgesneden. We geven de dikte van de lijnen aan, afhankelijk van de diameter van de frees waarmee de plank is gezaagd. We controleren de opening tussen de rand van het bord en de sporen zodat de omtrek de sporen niet kruist. Om ervoor te zorgen dat de plank na het zagen niet uit het werkstuk wordt geslingerd en niet door de frees wordt beschadigd, laten we jumpers achter die de plank in het werkstuk houden. Ze kunnen later gemakkelijk worden gesneden met een zijsnijder bij het verwijderen van de afgewerkte plank. Schakel de extra lagen uit en inspecteer eerst het bord, figuur 2.

Figuur 2

Open het venster voor het instellen van freesstrategieën, figuren 3 en 4.

figuur 3

figuur 4

In het venster “spoorbreedte” (Figuur 4) geven we de dikte van ons snijgereedschap aan. Bijvoorbeeld een graveur met een snijpunt van 0,6 mm. Voor het gemak van verdere verwerking vinkt u het selectievakje “gaten markeren” aan. Klik OK". We bewaren figuur 5 op een voor ons geschikte plaats.

figuur 5

Na het berekenen van het verwerkingspad ziet het bord er uit op de volgende manier, Figuur 6:

Figuur 6

U kunt duidelijk het pad van de snijder volgen en de hoeveelheid koper die hij zal verwijderen. Om het pad van de snijplotter gemakkelijk als een dunne lijn weer te geven, kunt u op de speciale knop drukken, Afbeelding 7:

Figuur 7

Op in dit stadium het is noodzakelijk om het traject van de snijder zorgvuldig te volgen - om te controleren of er geen kortsluiting is tussen geleidende paden die niet tot hetzelfde circuit behoren. Als er een fout wordt gedetecteerd, corrigeer dan het bestand en sla het opnieuw op.
Vervolgens moet u een besturingsprogramma voor de machine voorbereiden. Met behulp van het hulpprogramma Step Cam 1.79 (u kunt het downloaden op internet) openen we ons freesbestand, passen we de werkvoeding en snijdiepte aan (afhankelijk van de gebruikte machine, gereedschap en materiaal) en converteren deze naar G-code door op de knop te drukken Maak een G-codesleutel. Het programma genereert een verwerkings-G-code op basis van het freesbestand. U kunt het resultaat van het genereren van G-code zien via het tabblad Actie -> G-code tekenen. Als er niets wordt weergegeven, klikt u met de muis in het venster, Figuur 8.
We passen de freesdiepte experimenteel aan, waarbij we proberen de machine zo af te stellen dat de frees/graveur alleen de koperlaag verwijdert, met een lichte snede. Deze parameter is afhankelijk van de dikte van de koperfolie van de gebruikte printplaat.

figuur 8

Klik op G-code opslaan. Het bestand is klaar.
We laden het bestand in Mach3 en voeren een visuele inspectie van het gedownloade bestand uit. We zetten nullen op de machine en beginnen met verwerken.
Voor het boren van gaten in de plaat en het zagen langs de contour is het opzetten en voorbereiden van bestanden vergelijkbaar. Voorbeeldinstellingen worden getoond in afbeeldingen 9 en 10.
Boren Figuur 9:

figuur 9

De plaat langs de contour frezen, afbeelding 10:

figuur 10

De instellingen voor het boren en frezen van de contour slaan wij apart op. Uploaden naar Step Cam. De bewerkingsdiepte geven wij, afhankelijk van de dikte van de gebruikte printplaat, aan met lichte insnijding. Bij een textolietdikte van 1,5 mm stellen we het boorbereik bijvoorbeeld in op 1,6-1,7 mm. Het is raadzaam om het contourfrezen in 2 - 4 gangen uit te voeren, afhankelijk van de eigenschappen van het snijgereedschap. Om dit te doen, stellen we de dompeldiepte bij het frezen in Step Cam in op 0,5 mm, en vervolgens laten we na elke passage op de machine het gereedschap handmatig langs de "Z"-as zakken en resetten we het naar nul.

Enkele nuances van het werken aan een machine bij het maken van een printplaat:
1. Het oppervlak van het bureaublad moet zo vlak en gelijkmatig mogelijk zijn. Eén manier om dit te bereiken is door van multiplex een ‘offertafel’ te maken en deze in te korten. Om dit te doen, wordt een stuk multiplex aan de hoofdwerktafel van de machine bevestigd en vervolgens wordt met behulp van een grote frees het "bed" voor het bord tot een kleine diepte (1-2 mm) gefreesd.
2. Glasvezel is niet altijd ideaal glad materiaal, en de dikte ervan kan ook variëren. Daarom is het noodzakelijk om met een lichte oversnijding te snijden. Sommige ervaren mensen stellen speciaal hoogtekaarten samen voor een nauwkeurigere verwerking. De mate van snijden wordt experimenteel bepaald.
3. Voor het frezen kunt u een piramidevormige graveur gebruiken met een punt van 0,4 tot 1 mm. Voor het boren zijn er boren van 0,8-1,5 mm met een schacht voor een standaard spantang van 3,175 mm. Het is het beste om langs de contour te snijden met een maïssnijder van 2-3 mm.
4. Het gereedschap wordt elke keer handmatig gewijzigd. Om dit te doen, stoppen we na het voltooien van bijvoorbeeld het frezen van sporen de spil en laten we de machine in de wachtmodus staan. Wij verhogen snijgereedschap naar een hoogte die geschikt is voor vervanging, verander deze. Hierna stellen we de nul in langs de “Z”-as. En zo verder bij elke gereedschapswissel. De X- en Y-coördinaten kunnen niet op nul worden gezet.
5. Vergeet niet dat glasvezel niet het meest is nuttig materiaal voor het lichaam. Textolietstof is vooral schadelijk voor luchtwegen. Daarom is het raadzaam om een ​​afzuigkap te plaatsen of op een andere manier overtollig stof uit het snijgebied te verwijderen. U kunt de printplaat bijvoorbeeld periodiek bevochtigen met water of een andere geschikte vloeistof met behulp van een medische spuit. Een nat verband op de neus/mond of een gasmasker zal de luchtwegen goed beschermen.

Het artikel is uitsluitend bedoeld ter informatie en is gebaseerd op persoonlijke ervaring auteur en is niet de enige juiste en mogelijke oplossing.

De optimale en populaire methode van vandaag is het CNC-frezen van een printplaat.

Traditioneel zijn er drie manieren om amateur-PCB's te maken:

1. CNC-frezen van printplaten.
2. Met behulp van toneroverdracht en chemisch etsen ijzerchloride, maar in deze methode kan moeilijk te verkrijgen zijn benodigde materialen Bovendien zijn chemicaliën gevaarlijke stoffen.
3. Met behulp van betaalde diensten van bedrijven die dit doen, zijn de diensten vrij goedkoop, de prijs is afhankelijk van de arbeidsintensiteit van de bestelling, de complexiteit en het volume. Maar dit is geen erg snel proces, dus u zult enige tijd moeten wachten.

In dit artikel zullen we bekijken of het de moeite waard is om dit soort werk te doen, wat hiervoor nodig is en welke inspanningen er moeten worden gedaan om een ​​kwalitatief hoogstaand outputproduct te krijgen.

Voor- en nadelen van CNC-frezen van printplaten

Deze methode is vrij snel, maar heeft zowel voor- als nadelen.

• minimale menselijke arbeidskosten, bijna al het werk wordt door de machine gedaan;
• milieuvriendelijk proces, geen interactie met gevaarlijke stoffen;
• gemak van herproductie. Het enige dat u hoeft te doen, is het één keer installeren. juiste instellingen– en het proces kan gemakkelijk worden herhaald;
• massaproductie, omdat het mogelijk is om voldoende te produceren een groot aantal van noodzakelijke producten;
• kosteneffectiviteit, de enige kosten zijn de aanschaf van folieglasvezellaminaat, dat ongeveer $ 2 per vel kost met afmetingen van 200x150 mm;
• hoogwaardige afwerking.

• Snijgereedschappen en vingerfrezen kunnen duur zijn en hebben de neiging te verslijten;
• er is geen mogelijkheid tot vervaardiging dit type product met overal cutters;
• Het frezen kan enige tijd duren;
• bij het in één keer verwijderen van een grote hoeveelheid koper raken de snijgroeven verstopt, wat het werk bemoeilijkt en de kwaliteit van de verwerking verslechtert;
• De grootte van de snede is afhankelijk van de diameter van de frees en de nauwkeurigheid van het frezen. Als u van plan bent SMD-onderdelen te gebruiken, moet u het freesprogramma zorgvuldig controleren.

PCB-productieproces

De gehele productie van dit product is verdeeld in de volgende stappen:

1. Zoek of ontwikkel zelfstandig een diagram en leg sporen uit.
2. Het gereedmaken van de benodigde bestanden voor verdere productie.
3. Directe productie.

Voor fase 1 kun je op internet een grote hoeveelheid software vinden, zoals Sprint Layout, PCad, OrCad, Altium Designer, Proteus en vele andere. Deze programma's zijn geschikt voor het ontwikkelen van circuits en het aanleggen van sporen. Het meest populair is nu het CNC-frezen van printplaten met behulp van het Sprint Layout-programma. Op onze website vind je er een filmpje over.

De reikwijdte van de tweede fase hangt af van de complexiteit van het bord dat je wilt hebben. Voor het meest eenvoudige ontwerpen Er is een klein aantal bestanden vereist. De belangrijkste zijn de topologie, de vijl voor het boren van gaten en de vijlen voor het toekomstige zagen van het werkstuk en, natuurlijk, de afgewerkte plaat.

De derde stap omvat het boren van gaten voor de pinnen om het bord op de werkbank van de machine te plaatsen, en het plaatsen van de pinnen zelf. Vervolgens moet u het bord erop plaatsen en langs de contour snijden.

Software

De grootste moeilijkheid bij het frezen van printplaten is de beschikbaarheid noodzakelijke programma's, waarmee u het bordontwerp naar G-Code kunt converteren. Een belangrijk aspect op dit moment is de software waarin u vanaf het begin de topologie ontwikkelt.

Laten we eens kijken naar de werkingsprincipes van de machine bij het frezen van textoliet. Laten we voor een beter begrip eens kijken naar een voorbeeld van het programma dat wordt gebruikt om een ​​plank te frezen:

1. Het werkstuk op het bed bevestigen, bevestigen speciaal mondstuk in de spil om het oppervlak te scannen om onregelmatigheden te zien en te identificeren.
2. Het installeren van de frees voor de sporen in de spil en het starten van het freesprogramma zelf.
3. De boor instellen om gaten te maken en het boorprogramma starten.
4. De laatste stap is het snijden van de PP langs de contour met behulp van een cutter. Vervolgens kan de plaat vrij van de printplaat worden verwijderd en is het productieproces voltooid.

Drivers voor de stepper, de kerel heeft alles elegant gemaakt zonder een microcontroller te gebruiken. Ik las dit, bekeek mijn boormachine voor printplaten met een strakke handmatige voeding en besloot er een op-neer-voedingsbediening aan te bevestigen. Ik kocht een driver voor een stepper, een geschikte stepper van een printer werd uit de bakken gehaald, er werd een dure gekocht, die ik van een printer op de motoras monteerde, toen arriveerde de driver en begon de beweging.

Hier is de eerste versie van mijn plaatboor:

Mensen met een technische instelling zullen onmiddellijk de verslavende positie van de hendel ten opzichte van de geleiders opmerken (zeshonderd roebel voor een koperen buis, en hetzelfde bedrag voor een koperen staaf! Het zou beter zijn als ik lineaire lagers en twee geleiders in China zou kopen ), door deze oplossing beweegt de spil ongelijk en schokkerig en kun je een bepaald aantal boren breken als ze van hardmetaal zijn gemaakt. En het was voor hen dat alles begon.

Terwijl ik op de hardware wachtte, heb ik een krachtige achtergrondverlichting voor deze machine ingeschakeld



Het apparaat zegt dat het ZEER HELDER is. Maar het is comfortabel om mee te werken, ik besloot de achtergrondverlichting niet aan te passen

hier een foto op het werk

Ik begon met het zagen van de U-asaandrijving. Ik besloot om gewoon wat stukken hout aan de bestaande structuur toe te voegen

Let op de nanotech-verbinding tussen de as en de spindel

Voor dit doel kocht ik een remlichtsensor van een soort VAZ, en brak deze genadeloos kapot zodat er alleen een koperen buis overbleef

Nu is het de beurt aan de elektronica.
Ik speelde wat in Proteus en op een breadboard met het circuit en de code, en etste een bord voor de toekomstige controller


De Arduino nano zal fungeren als het brein van de machine, omdat ik niets serieuzers kan programmeren. Bediening via potentiometer en encoder met knop.
De driver zelf wordt op internet EASY DRIVER genoemd, wat lijkt te duiden op het gemak waarmee ermee kan worden gewerkt. Het is juist. Het heeft twee signalen nodig: STEP en DIR. We bewegen ons eerst met de motor, de tweede vertellen we welke kant we op moeten. Nadat ik er een ruwe bibliotheek voor had geprobeerd, besloot ik alles zelf te schrijven, en uiteindelijk kwam het goed uit.
Het wordt allemaal aangedreven door een 19 volt laptopvoeding. De bestuurder kan tot 30 volt door zichzelf doorgeven, en de motor met de cartridge is ontworpen voor 24 volt, als ik me niet vergis, is de snelheid nog steeds niet genoeg.

Video van de eerste test:

De encoder kan worden gebruikt om de spil langs de Y-as op en neer te bewegen, de variabele weerstand stelt de afstand in waarover de spil beweegt met één klik van de encoder, en stelt ook de voedingssnelheid in wanneer de “DRILL-knop!” ingedrukt. Het bleek erg handig om een ​​vooraf opgesteld algoritme voor het maken van gaten te gebruiken. Ik heb ook een display bevestigd dat rondslingerde om te pronken. Heb je hem hiermee aangesloten? om Arduino-benen te redden

Ik heb alle planken en handgrepen op hun plaats geschroefd en dit is wat er gebeurde:

Look

Nadat ik met de code had geworsteld, kreeg ik alles werkend zoals ik nodig had, en hier is het voltooide apparaat.

Nu hoef je alleen nog maar een nieuw gek project te bedenken om je product in gevechtsomstandigheden te testen, en een pedaal te bevestigen om je handen vrij te maken.
Als iemand geïnteresseerd is in iets in de recensie, vraag het, PM, commentaar, wat dan ook