ПОЛЕЗНО Опыт и советы по изготовлению плат

[CoverEnya]

Всем привет, хочу поделиться в этой теме своим опытом по созданию ПП на станке. За декабрь + конец января успел наделать около 10 плат, каждая по площади более 100*100 мм.
Расскажу, какими фрезами пользовался, как организовывал процесс, об ошибках и поломках, давайте начнем.
В начале декабря потребовалось создать 5 плат для своего проекта, станок в принципе для этого и покупался (еще в июле 2017). До этого успел сделать несколько небольших плат, но с ними получилось все нормально только потому, что они маленькие.

Покупаем на али: фрезы кукурузы 0.5, 1,5 и набор сверл (0,2-1,2), и ждем. У меня вот так. Заранее - лучше найти 0.5-е фрезы с маленькой рабочей частью, чтоб не ломались, у меня такие (тык). (И только сейчас, кажется, понял, что это больше похоже на сверла). Вот такие (тык) неплохо выглядят, можно взять, попробовать.

тема

А давайте тему создадим с алишными фрезами, чтоб новичкам/не-новичкам знать, что купить под свою задачу

Коротко о моем станке: обычный CNC3018, из модификаций кулер на деревянных шпажках, обдувающий дравйверы и концевики. Шпиндель шаговики каретка стандартные. Прошивка 1.1f, софт опишу в следующих статьях.

Начнем со столика. Кладем любой нормально сверлящийся материал, типо фанеры или оргстекла/акрила. (У меня ПВХ сэндвич-панель, ее я не советую, расклеивается.) И прикрепляем любым удобным способом. У меня это двухсторонний скотч + термосопли сбоку. Рекомендую взять маркер, прилепить к каретке и сверху-снизу, в любых удобных местах проехать по оси Х, чтоб получились горизонтальные наметки (для удобства выравнивания текстолита).

База готова, далее расскажу о подготовке файлов.

 

[s1292oia]

Интересная тема. Правда пока вопросов больше, чем ответов. Ждем продолжения.

 

[CoverEnya]

Теперь про софт. Рисуем плату, где душе угодно, у меня это DipTrace, он бесплатный, и я считаю его удобнее всех, про него и расскажу
Пока рисуем печатку, земли дорожками не соединяем, соединяем связями (DT это позволяет), получается одна "земляная" сеть, я ее так и называю, для удобства - GND.
Я делаю исключительно односторонние платы, не хочу пока париться с металлизацией между слоями, геморно очень. В DipTrace удобная функция - изменить сторону (см. вложения). Сам компонент становится синим (а не зеленым, как обычно), а назначение выходов корректно изменяется для удобной разводки по верхнему слою, и зеркалить ничего не надо . Особенно удобно, когда на одной плате и SMD, и DIP микрухи.

Далее - заливка. Выбираем инструмент, тыкаем рамочкой как попало, и жмем Enter. Во вкладке "Граница" делаем заливку по границам платы (до этого должны были сделать эту границу, удобнее всего по координатам). Соединяем с сетью GND, добавляем термобарьеры (для удобства пайки), и выставляем отступ шириной вашей фрезы, для меня это 0.5, жмем ОК.

Экспортируем. Нужно экспортировать в Gerber и N/C drill, параметры на фото. Рекомендую экспортировать в отдельную папку в корне диска, и искать будет удобно, и не будет конфликта с латиницей. Файлы называть тоже латиницей, это важно!

Ваши сообщения автоматически объединены: 28.01.2019

Качаем и открываем FlatCAM - прога тоже бесплатная, немного кривая, но для наших целей подойдет.
Импортируем. .gbr-Gerber, .drl-Excellon. Видим красные точки в углу - это отверстия. Присутствует такой баг - если выводить .drl в миллиметрах, то масштаб сползает. Они либо забьются в угол, либо миллиметры станут метрами. Решения 2 - выводить в дюймах, и поправить инструментом "Scale". Выбираем слой сверловки и увеличиваем в 10 раз, у меня почти всегда так, после операции все должно встать на место.
Теперь выбираем Gerber и генерируем геометрию для фрезы. Заходим в геометрию, она обычно выглядит как "***_iso", ставим подачу 10-15, заглубление, соответствующее толщине вашей медной фольги на текстолите и генерируем.
Заходим в сверловку, и тыкая на каждый инструмент генерируем перемещения для него. Если отверстие слишком большое, генерируем его фрезеровку подходящим сверлом. Настройки геометрии фрезеровки отверстий см. в прикрепленных изображениях.
Созданные из геометрии слои называются CNC Job, в них ничего не меняем, (plot это визуальное отображение, его можно не трогать) жмем только экспорт. Желательно нумеровать файлы и указывать на них диаметр инструмента, это для удобства. Расширение обязательно .nc, оно ни на что не влияет, просто чтоб Candle не выпендривался.

 

[CoverEnya]

Вырезка платы - не руками же пилить будем, это неудобно и не точно, зачем же еще у нас ЧПУ?
Все как и раньше, только глубина другая, и нужно делать много проходов с небольшим заглублением, ну это как минимум логично.
Генерируем, экспортируем и открываем файл с G-кодом, удобным редактором. Здесь нам немного потребуется поработать с G-кодом, но все просто.
Суть в том, что первый проход нужно сделать неглубоко и с небольшой подачей, потому, что фреза в меди попросту "вязнет", каретка трескается. (Потом про нее напишу)
Перед первым заглублением нужно поставить подачу 10 мм/мин (F10.0), а дальше, в чистом текстолите можно хоть все 60 ехать, поэтому подачу ускоряем, чтоб вырез не превратился в тягомотину на 4 часа. У нас должны остаться хвостики, которые будут держать плату, если она вдруг уедет, поэтому вырез происходит в 2 этапа, это тоже нужно учесть, уменьшить и потом увеличить подачу.

 

[Onixguru]

По программам практически также все использую + еще карту высот снимаю на 50 -100 точек в зависимости от размера платы , а вот по фрезам могу сказать что такие фрезы (до Тюмени почтой дошли за 5 дней) очень неплохие уже плат 7 отличного качества нашли своих хозяев, все довольны.
ЗЫ как будет что-то сделаю фото (ну еще и доработка самого станка идет)

 

[CoverEnya]

По программам практически также все использую + еще карту высот снимаю на 50 -100 точек в зависимости от размера платы , а вот по фрезам могу сказать что такие фрезы (до Тюмени почтой дошли за 5 дней) очень неплохие уже плат 7 отличного качества нашли своих хозяев, все довольны.
ЗЫ как будет что-то сделаю фото (ну еще и доработка самого станка идет)

Ну у них же хвостовик 4 мм, надо еще цангу менять

 

[CoverEnya]

Перейдем к фрезировке, качаем Candle, скачать последнюю версию можно отсюда. Обратите внимание на совместимость версии программы и прошивки станка

Но сначала уберем чертову рамочку, которую генерирует FlatCam. Если вы не извращенец, и выпиливаете ПП руками, то рамочку для ориентировки можно оставить, я считаю, что она нафиг не нужна, только лишнее время занимает (иногда на 30-45 минут удавалось время работы сократить) Откройте ваш G-code в Candle и посмотрите, есть ли она, если делали печатку без заливки (забыл упомянуть, если делаете плату без соединения сети через заливку, ее можно не делать, FlatCam сделает заливку сам).
*Для справки - G00 - холостая подача, G01 - рабочая*
Листаем в нижней части окна программы G-code, программа синей точкой показывает текущее виртуальное положение фрезы. Нам нужно переместиться на место, где начинается обводка, и запомнить номер строки. Листать удобнее всего стрелочками и PgUp/Dn. Мне повезло, обводка оказалась в начале задания, открываем g-code, выбираем строки, удаляем. Таким образом можно и подчищать лишние движения, например, где фреза будет проходить по 2 раза, анализируйте свой G-код и оптимизируйте, так можно сократить еще больше времени.
!!!ВАЖНО!!! Если где-то обрываете G-код для перемещения далее, ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно следить за тем, что перед G00X**Y** у вас стояло G00Zx.000, где x - безопасная высота перемещения, выбранная вами во FlatCam, иначе фреза нафиг ушатается. А еще следите за тем, что перед погружением в медь координата после холостого хода должна соответствовать координате по рабочей подаче, иначе есть риск пропилить там, где не надо.

Лепим текстолит на столик, я, обычно залепляю его с обратной стороны двухсторонним скотчем по всей площади, получается норм. (показывать не буду, извините, фото не осталось) Иначе он немножко выгибается, и когда на него надавливаешь, он прогибается. Этим и более предпочтителен какой-то пластик в качестве жертвенника, к нему тупо лучше липнет скотч. Лепим на стол, соответствуясь нанесенными нами линиями (так меньше текстолита в помойку уходит), и закрепляем струбцинами.

 

[zelvov]

Листаем в нижней части окна программы G-code, программа синей точкой показывает текущее виртуальное положение фрезы. Нам нужно переместиться на место, где начинается обводка, и запомнить номер строки. Листать удобнее всего стрелочками и PgUp/Dn. Мне повезло, обводка оказалась в начале задания, открываем g-code, выбираем строки, удаляем. Таким образом можно и подчищать лишние движения, например, где фреза будет проходить по 2 раза, анализируйте свой G-код и оптимизируйте, так можно сократить еще больше времени.

Одна из причин почему стал пользоваться bCNC там это можно делать сразу и быстрее

отключать ненужный блок , резать только выбранные блоки, и выбрать внутри блока нужный кусок и резать только его, правка кода.

 

[CoverEnya]

G-код подготовлен, теперь нужно построить карту высот. Текстолит у всех кривой, даже если у вас идеально юстированный жертвенник, все равно, неровности есть, и при нашем заглублении (35 мкм) это очень критично. Делается это просто, вешаем на порт А5 один крокодильчик, на GND - второй. Лучше подтянуть A5 к земле (если не к земле, поправьте, пожалуйста, я не помню, куда у меня), резистором 10К, иначе есть риск спалить ножку микроконтроллера, что у меня и случилось, пришлось править исходники, теперь Z-щуп у меня на порту А4 ) Берем фрезу, желательно обломанную, тонкую. Тонкую потому, что если взять толще и она хоть немного крутанется в патроне, карта немного собьется.

Открываем редактирование карты высот в правой части окна программы, сетку ставим 20*20 (вообще, чем больше, тем лучше, по опыту), жмем кнопку авто, сетка автоматически встает по размеру. Еще, если текстолит прям ну соовсем кривой, лучше его переклеить, или изменить параметр "Zв" на 1,5-2 мм, карта так будет строиться дольше, зато меньше шансов цепануть текстолит.
С помощью Z-щупа (в панели "Управление" стрелочка вниз в лупе) опускаемся в 0 текстолита, отключаем-подключаем передергиваем USB-кабель, так обнуляются машинные координаты, и меньше шанс того, что из-за них пойдет что-то не так. Запускаем. Процесс обычно занимает чуть меньше времени, чем написано в проге, впрочем, все индивидуально. У нас строится карта, по ней видим, что даже идеально отъюстированный столик не дает гарантии ровности текстолита.
Жмем файл->сохранить, должен сохраниться файл с расширением .map, выходим из режима редактирования карты по кнопке "Редактировать". ОБЯЗАТЕЛЬНО ставим галку "Использовать карту высот", иначе построение было бессмысленым, я, забыв это сделать сломал так пару фрез.

Фреза всегда оказывается не в точке 0 после построения карты, иногда так получается, что фреза оказывается в противоположном конце платы, тут уж как говорится либо я дурак, не нашел, где дописать возвращение в 0 после карты, либо лыжи не едут (разрабы специально так сделали). В общем, делаем все ручками, ставим подачу до 500, перемещаемся поближе к точке 0, после этого в консоль пишем "G00 X0Y0", и станок сам едет точно в 0.
Почему сначала двигаем вручную, да еще и на не очень высокой подаче? Да потому, что люфты и неточности никто не отменял, и на высокой подаче ноль на плате может немного уползти от того, куда приехал станок. Это заметно, если поставить вначале фрезой точку в нуле, а после выполнения программы, когда каретка сама вернется в 0 обнаружить, что конец фрезы немного уполз.
Снова опускаемся с помощью z-щупа в 0 по высоте, перетыкаем кабель, можно запускать задание.

Я ставлю всегда на ноуте, ибо мало ли что случится с питанием, хотя бы координаты останутся. Ухожу куда-то, иногда заглядывая, что да как, иначе от постоянного гула шпинделя просто начинает раскалываться голова.
Из замечаний - так как шпиндель легкий (если средства позволят, скоро буду переделывать станок, ждите темку), каретка считай невесомая, шпиндель элементарно может слишком не заглубляться, я в таком случае обычно ставлю задание на паузу (на правую ножку вынес физические кнопочки, назначение не помню, смотрите сами в распиновке GRBL), подсовываю бумажку под текстолит, и продолжаю. Если подсунуть слишком много или слишком глубоко, станок может начать слишком углубляться, вследствие чего гнется фреза, точность теряется, все ломается, короче подпихивание бумажек приходит с опытом.

Ваши сообщения автоматически объединены: 12.02.2019

Одна из причин почему стал пользоваться bCNC там это можно делать сразу и быстрее

отключать ненужный блок , резать только выбранные блоки, и выбрать внутри блока нужный кусок и резать только его, правка кода.

Ого, интересная прога, определенно попробую, спасибо за совет

 

[CoverEnya]

Забыл сказать, в последних на момент написания, версиях (раньше не видел), появилась коррекция. Если видим, что фреза идет, заламывается, выгибается, подачу нужно уменьшить, иначе фреза может сломаться.

Если вдруг так случится, что фреза все таки сломалась, нужно нажать кнопку "Прервать" внизу, координаты не теряются, нужно просто поднять фрезу по Z на 2-3 мм. Далее нужно найти в G-коде строку последней отправленной команды, возле них будет написано "ОК", убедиться по визуализатору, что все действительно ОК, и стираем лишние строки перед этой, и пишем так, чтоб фреза перемещалась в точку остановки и там уже заглублялась. В 0 при этом перемещаться не нужно, координаты у нас остались, поэтому станок дальше продолжит выполнение программы.

 

[Виталий]

Лучше подтянуть A5 к земле (если не к земле, поправьте, пожалуйста, я не помню, куда у меня)

Подтягивать к +5 вольт резистором 10кОм.

 

[Naladchik]

CoverEnya, А CopperCam_мом не пробовали пользоваться?
Я FlatCAM как то скачал, посмотрел и вернулся к CopperCam_у, к тому же уже его под себя и русифицировал (меню и диалоговые окна) и подлечил маленько. На мой взгляд довольно удобная программа как раз для вырезания плат.

 

[sobstvennii]

Всем добрый вечер ! нашел программу ScreenTranslator - экранный переводчик программ без русской локализации. Может кому пригодится.

 

[Витaлий]

а я степ камом оздаю G-код, очень просто и быстро!

CoverEnya, Дим да, скажу честно, не плохо, но блин, очень много буков,порой осилить все - сложно! сможешь сделать это видео что и как делал? я в свою очередь по своему методу постараюсь записать видео!)
у нас с тобой будет 2 кардинально разных метода, и считаю, что для этой темы будет супер! еще бы не плохо было бы чтоб zelvov, тоже дела бы инструкцию как работать в bCNC

 

[thisMikhail]

а я степ камом оздаю G-код, очень просто и быстро!

CoverEnya, ...еще бы не плохо было бы чтоб zelvov, тоже дела бы инструкцию как работать в bCNC

Присоединяюсь! Очень bCNC понравилась на первый взгляд, но интуитивно не понятен интерфейс. Хотя бы коротко про построение карты поверхности.