Tradicionalmente, hay dos formas de que los aficionados hagan PCB personalizados:

1. Usar la transferencia de tóner y el grabador químico: puede ser difícil obtener los materiales correctos, y los químicos son desagradables y sucios

2. Pagar un servicio como BatchPCB u OshPark: bastante económico, pero generalmente tiene que esperar mucho tiempo, como dos o tres semanas.

Molerlos en un CNC es una manera rápida con un conjunto diferente de pros y contras:

El bueno:

* Respuesta rápida: no tiene que esperar días o semanas para que se envíe

* El molino hace la perforación.

* No hay ácido desordenado para tratar

* Una vez que tenga una buena configuración, el proceso es fácilmente repetible

* Las tablas de dos caras son posiblemente un poco más fáciles que con las tablas grabadas

* Económico: solo está pagando por tableros de circuitos en blanco que son un par de dólares cada uno

El no tan bueno:

* Los bits y los molinos de extremo pueden ser costosos y se desgastan.

* Los bits de fibra de vidrio revestida de cobre se extienden por todo el lugar.

* Moler una tabla puede tomar un tiempo

* La planicie de tablas y la planitud de la cama de molino presentarán un desafío

* El tamaño de aislamiento es una función del tamaño de bit y la precisión del molino. Revise su diseño cuidadosamente antes de planear el uso de piezas SMT de lujo con pasadores densamente empaquetados.

Cómo he hecho que las cosas funcionen:

Soy un CNC nuevo y un desastre de ingeniería eléctrica, por lo que mi proceso de fresado y el siguiente esquema usan lo que he determinado como las herramientas más comunes (aunque no necesariamente las mejores).

Esas herramientas son Eagle CAD, pcb-gcode, pcb-sonda, Mach 3 CNC, broca de grabado en forma de V de 30 Toolg de Zen Toolworks, brocas de PCB de carburo sobrantes al azar y, por supuesto, Guido para hacer el fresado. Si desea obtener esas herramientas, consulte los enlaces a continuación.

La única parte difícil está relacionada con la broca en forma de V. Obviamente, querrá grabar la línea más pequeña y limpia que pueda para montar todos esos pequeños LED de montaje en superficie que ya compró. Desafortunadamente, la forma en V de la broca cambiará el ancho de su corte dependiendo de la profundidad del corte en el tablero. Debido a que su material revestido de cobre no es perfectamente plano, tiene el desafío de elegir una profundidad de fresado que corte las trazas limpias en toda la placa.

He tenido cierto éxito al aplanar mi revestimiento de cobre tanto como puedo utilizando un borde recto de metal para verificar la planitud y luego doblar el tablero con la mano para tratar de hacerlo más plano. Con el tablero tan cerca del plano como puedo hacerlo, luego probaría a qué profundidad puedo grabar una línea limpiamente en las cuatro áreas del tablero que rodean el área que planeo grabar. Los resultados siempre fueron utilizables, pero a veces me encontré reconstruyendo rastros faltantes con trozos de cable puente.

Una mejor manera parece ser utilizar algunos trucos de G-Code para probar la altura de la tabla en puntos clave de la superficie y luego perturbar la altura de los vértices mientras se muele. Suena a la vez asombroso y complicado, pero afortunadamente para ti ya existe un programa que hace todo el trabajo para que puedas lidiar con la parte asombrosa y seguir mis instrucciones.

Presentado por Ace Monster Toys Hackerspace en Oakland, CA para el Programa de patrocinio de Instructables.

Echa un vistazo a la versión original en nuestro wiki. Es algo específico para nuestra máquina en particular. He intentado escribir este instructivo para que sea más genérico y ampliamente aplicable.

Suministros:

Paso 1: Requisitos

El hardware

Estoy usando un molino CNC de Zen Toolworks, con Mach3 en Windows manejando la máquina. Debería ser fácil seguir estas instrucciones en cualquier laminador que sea similar, y en teoría, con un poco de trabajo, debería poder traducirlas a cualquier CNC.

Bits y End Mills

* Bit de grabado en forma de v de Zen Toolworks (amazon) (Zen Toolworks)

* Brocas de carburo ligeramente usadas (Electrónica Goldmine)

Placas de circuito en blanco

* Buscar tablas "revestidas de cobre". Radioshack vende una pequeña de doble cara por $ 4.50.

El software

* Eagle CAD: descargue la versión gratuita de Eagle CAD desde cadsoft.

* pcb-gcode: descargue el complemento CAD de pcb-gcode Eagle (Local Mirror)

* pcb-probe (con soporte para mach3): obtenga el código fuente de github (Local Mirror) (precompilado para Windows)

* OPCIONAL: pcb2gcode - Nunca he usado esto. Hace G-Code desde archivos gerber en lugar de desde Eagle CAD. Echa un vistazo a Sourceforge.net y Github

Paso 2: Diseñar una tabla con Eagle

El diseño de la placa está fuera del alcance de este documento, pero Sparkfun.com ha proporcionado amablemente estos tutoriales para usar Eagle CAD para hacer diseños de la placa de circuito.

Utilice Eagle CAD DRC para imponer limitaciones de diseño

1. En Eagle CAD, seleccione 'Herramientas-> DRC-> Despeje'

2. Establezca todas las distancias de 'Señales diferentes' en un valor mayor que su herramienta de grabado (12mil parece funcionar para un V-Bit de 30deg de Zen Toolworks)

3. Si ya tiene un tablero diseñado, seleccione 'Verificar' para ver qué partes de su tablero pueden estar demasiado juntas para aislarlas.

Paso 3: Hacer G-Code para un tablero

Use pcb-gcode para generar G-Code desde Eagle CAD

1. Abre tu diseño de tablero en Eagle CAD

2. Desde la ventana del Panel de control Eagle CAD, haga clic con el botón derecho en Programas de idioma del usuario-> pcb-gcode-> pcb-gcode-setup.ulp y seleccione 'Ejecutar en la placa'

3. Aparecerá el cuadro de diálogo pcb-gcode.

4. En la pestaña 'Opciones de generación', seleccione 'Generar contornos inferiores', 'Generar ejercicios de fondo' y 'Mostrar vista previa'.

5. Para 'Tamaño de herramienta de grabado' ingrese 0.254mm

6. En la pestaña 'Máquina', configure 'Tiempo de rotación del husillo' en 3 y configure las velocidades de alimentación a 300 mm / min

7. Ajuste 'Z alto' a 12 mm, 'Z arriba' a 3 mm, 'Z abajo' a -0.08 mm

8. Use calibradores para determinar el grosor de su tablero e ingrese ese valor más.1mm o más para 'Profundidad de perforación'

9. En la pestaña 'Estilo de GCode', seleccione 'Mach3 - EMC para Windows'

10. En la pestaña 'Opciones de GCode', seleccione todas las opciones de 'Comentarios de archivos NC' así como 'Cambiar la herramienta con el paso cero'

11. Haga clic en 'Aceptar y hacer mi tablero'

12. Aparecerá una ventana de vista de imagen que mostrará lo que se grabará. pcb-gcode unirá las señales que están demasiado cerca, así que mire la imagen con cuidado para asegurarse de que todas las señales estén correctamente aisladas.

Use pcb-probe para generar un código G de nivelación para su código G de la placa

13. Desde su shell de comandos favorito, navegue hasta el directorio donde se guardan los archivos de su placa Eagle CAD.

14. Busque algunos archivos que terminen con '.tap'. Esos son los archivos de código G que generaste con pcb-gcode

15. Encuentra un archivo llamado (algo).etch.tap. Ese es el código G para grabar tu diseño.

16. Ejecute pcb-probe en ese archivo escribiendo 'pcb-probe (algo).etch.tap (algo).probe.tap

17. Deberías ver algo como esto:

Procesando el archivo de entrada … pov_driver.bot.etch.tap

Tamaño del tablero (mm): 47.5488x32.3088

Generando salida Mach3 GCode en pov_driver.bot.probe.tap

Hecho.

18. Copie su archivo (algo).probe.tap en un disco USB para cargar el archivo en la máquina Mach3 que controla su CNC

Paso 4: Mantenga presionado el stock de cobre revestido en el tablero Spoil de CNC

1. Perfore un orificio de 1/8 "cerca de un borde de su culata revestida de cobre

2. Limpie su culata revestida de cobre con un abrasivo suave como una almohadilla de scotchbrite (también conocida como scrubby verde)

3. Coloque el pasador en el tablero de desperdicio a través del orificio de su revestimiento de cobre

4. Si está haciendo una tabla de dos caras, tenga cuidado de alinear el borde de su revestimiento de cobre para que quede paralelo con el borde de la tabla de desperdicios.

5. Pegue los bordes del revestimiento de cobre. (La cinta de pintor azul funciona muy bien. Por favor, no use cinta adhesiva, se ensucia).

Paso 5: Prepárese para sondear la altura de la superficie

1. Chuck el molino final con el que planea grabar en el husillo

2. Encuentre los cables negro y rojo que cuelgan de la placa IO

3. Tan firmemente como sea posible, pegue el cable negro a su tablero revestido de cobre

4. Use un clip de cocodrilo para conectar el cable rojo al eje

5. Dentro de Mach3, seleccione la pestaña 'Diagnóstico'.

6. Haga clic en el botón 'Restablecer' intermitente para que los motores estén habilitados.

7. Use las teclas de flecha y la página arriba / página abajo para mover el eje de modo que la fresa final toque la superficie del revestimiento de cobre.

8. Cuando la fresa final toca la superficie, debe observar que el indicador de entrada verde junto a la palabra "Digitalizar" se ilumina en la pantalla de Diagnóstico.

9. Si el indicador no se ilumina, verifique todas sus conexiones y asegúrese de que la placa con revestimiento de cobre esté limpia.

Paso 6: Cargue el código G y ponga a cero el molino y la sonda

1. Seleccione la pestaña 'Program Run' en Mach3

2. Conecte su unidad USB a la PC Mach3 y use 'Archivo-> Cargar GCode' dentro de Mach3 para cargar su archivo.

3. Use las teclas de flecha para mover el eje hacia lo que será la esquina inferior derecha de su grabado. Deja un poco más de espacio para evitar desastres.

4. Haga clic en 'Zero X', 'Zero Y' y 'Zero Z' en la pantalla de Mach3

5. Haga clic en 'Inicio del ciclo' en la pantalla de Mach3

6. Cuando se le solicite, mueva el eje hacia abajo hasta 5 mm del tablero y haga clic en 'Iniciar ciclo' nuevamente.

7. El CNC comenzará a sondear la pieza de trabajo. Si en algún punto parece que Guido está hundiendo la broca en el cobre, presione el botón rojo de parada de emergencia y verifique sus conexiones.

8.Si necesita arreglar una conexión y reiniciar el proceso, asegúrese de usar el botón 'Rebobinar' en Mach3 antes de hacer clic en 'Iniciar ciclo' nuevamente.

Paso 7: ¡Graba!

1. Cuando se le solicite, desconecte los cables de la sonda y muévalos a un lado.

2. Asegúrese de que está usando protección para los ojos

3. Habilitar el husillo.

4. Haga clic en 'Inicio del ciclo' en la pantalla de Mach3 para comenzar a grabar.

5. Use el control de velocidad del husillo para ajustar la velocidad del husillo a algo apropiado. Si la velocidad es demasiado baja, es posible que vea trozos de cobre desiguales. Si la velocidad es demasiado alta, puede ver que el cobre está finamente pulido en lugar de cortado.

Paso 8: ¡Taladro!

1. Cuando el grabado haya terminado, use las teclas de avance de página / avance de página para elevar el eje.

2. Haga clic en 'Ir a cero' en la pestaña Ejecución del programa Mach3

3. Utilice la tecla de subir página para volver a elevar el eje.

4. Retire la broca de grabado del husillo.

5. Chuck una broca con punta de carburo apropiadamente pequeña

6. Use 'Archivo-> Cargar GCode' en Mach3 para cargar su código G de perforación (llamado algo así como algo.bot.drill.tap)

7. Use la tecla de avance de página para bajar el eje hasta que apenas toque la pieza de trabajo

8. Haga clic en 'Zero Z' en Mach3

9. Haga clic en 'Inicio del ciclo' en Mach3 para comenzar la perforación

Paso 9: Fresado!

Después de que haya grabado su circuito, debe recortarlo de alguna manera del material revestido de cobre. Hasta ahora he hecho esto marcando y cerrando el revestimiento de cobre, cortando la tabla con una hoja de 40 ppp en una sierra de calar, utilizando un cortador de papel y utilizando el código G escrito a mano para que el CNC pueda fresar la tabla.

El uso del CNC y el rompecabezas son muy complicados, pero dado que nuestro CNC se puede conectar fácilmente a nuestro colector de polvo, me inclino a automatizar la creación de gcode y concentrarme en ese método. Hasta entonces, el uso de un cortador de papel funciona sorprendentemente bien si no te importa cortar todo el recorrido en todo momento y hacer que tus cortes sean imprecisos.

Paso 10: Cosas que irán mal

• Cuando la punta de su fresa en forma de V está desgastada o rota, el CNC cortará rutas de aislamiento más anchas de las que programó pcb-gcode.
• Cuando el molino de extremo en forma de V está desafilado, el CNC necesitará una altura de Z más baja para poder cortar.
• pcb-gcode conectará silenciosamente las señales si están demasiado cerca para aislarse con la herramienta que ha especificado.
• Siempre que sea posible, use trazas amplias en el diseño de su placa para que el fresado descuidado no sea un problema.
• En caso de duda, utilice un nuevo molino de extremo.
• Preste atención al DRC de Eagle para asegurarse de que sus señales puedan estar aisladas.

Paso 11: TLDR: Qué no hacer

• No dejes caer los bits. Ellos se romperán.
• No golpee la herramienta. Sé que vas a bloquear la herramienta porque no sabes lo que estás haciendo, así que recuerda no golpear la herramienta y te sentirás mal cuando choques la herramienta y probablemente no volverá a hacerlo. Simplemente levante el eje antes de que se vuelva loco y vuelva a cero. Si detiene un programa, no lo reinicie en ningún punto intermedio y espere que todo esté bien.
• No te olvides de llevar protección para los ojos. Guido es un robot que corta cosas y no es lo suficientemente sofisticado como para seguir las leyes de Asimov sobre no arrojar fragmentos de metal en tu ojo.
• No arranque y detenga la PC con el husillo encendido. Esa cosa simplemente está conectada a un pasador en el puerto paralelo y ese pasador se desplaza sin piedad por las ventanas heredadas hacia arriba y el sondeo, lo que puede sorprender y / o lastimar al ejecutar el eje. Sólo apágalo.
• No deje el molino funcionando sin supervisión. Necesitas estar allí para presionar el botón rojo de parada de emergencia cuando algo horrible sucede.
• No dejes un lío para la siguiente persona. Esa tienda de aspiración, escoba y recogedor está ahí para ti, no para tu mamá.