PCB板的制作加工和DIY有多種方法,常見的有熱轉(zhuǎn)印、感光膜顯影、雕刻機雕刻等多種。熱轉(zhuǎn)印、感光膜顯影都是先通過某種方式將繪制好的PCB“轉(zhuǎn)印”到覆銅板上,通過油墨等將電路走線部分的銅箔保護起來,然后通過蝕刻方式腐蝕掉不需要的部分從而保留電路走線。熱轉(zhuǎn)印以及感光膜顯影因為價格低廉、制作周期短而且制作精度相對較高,已經(jīng)廣泛的被廣大的電子愛好者們使用。雕刻機雕刻PCB板是雕刻方法實現(xiàn)自動加工。
PCB板的制作mastercam數(shù)控編程ProtelDXPAtrium DesignerGerber光刻文件文件轉(zhuǎn)換在研發(fā)的工作中,我們經(jīng)常會遇見需要制作測試用電路板的情況。測試用電路板用量小,制作周期段,經(jīng)常需要更改設計,不適合委托制作商制作印刷電路板。當然,多個短周期的印刷電路板制作費用成本也不低。一般科研院所和學校等研發(fā)機構都有數(shù)控銑床,PCB電路板雕刻可用輪廓銑削或區(qū)域銑削(挖槽)功能完成?;谏鲜鲆蛩?,可以考慮用CNC數(shù)控銑床做雕刻電路板。
數(shù)控銑床加工要求用G代碼來實現(xiàn)。G代碼由通過圖紙自動編程來生成。所以,只需解決圖紙或者獲得G代碼就可以實現(xiàn)PCB板的數(shù)控加工。
CAM350、Copper Cam等電路板專業(yè)加工軟件可以通過轉(zhuǎn)換由ProtelDXP、Atrium Designer等PCB設計軟件生成的Gerber文件(光刻文件)生成G代碼。數(shù)控機床從業(yè)者不一定會掌握這些專用軟件。這里不做詳細探討。
本文探討基于Master cam數(shù)控編程方法和數(shù)控銑床的加工實現(xiàn)。
一、編程圖紙的獲得
PCB板用于數(shù)控編程的圖紙可以由打印好的PDF文件(由Protel、DXP、Altium Designer等PCB設計軟件生成)、BMP文件(網(wǎng)絡圖片)甚至手繪的PCB板照片通過第三方矢量轉(zhuǎn)化軟件*Algolab Photo Vector獲得DXF文件。當然也可以是CAXA,CAD等軟件直接設計繪圖獲得或轉(zhuǎn)檔生成。
ProtelDXP、Altium Designer等PCB設計軟件在PCB編輯狀態(tài)下另存文件為DXF檔(AUTOCAD文件)就是可行方法。
Master cam軟件通過file(文件)——converters(轉(zhuǎn)換)——Autodesk(AUTOCAD文件)——read files(讀?。﹣碜x取上述轉(zhuǎn)換的DXF文件。轉(zhuǎn)換后保存為*.mc9等Master cam格式文件。
二、Master cam刀具路徑的生成
Master cam軟件中,通過Tool paths(刀具路徑)設定——Contour(輪廓銑削)來生成刀具路徑,通過后置處理生成G代碼。銑削后獲得走線路徑和敷銅隔離的電路板(效果圖見圖1)。
如果刀具路徑不復雜,電路板面積較小可以生成pocket(挖槽)來生成G代碼。銑削后獲得去除敷銅的走線路徑電路板(效果圖見圖2)。
三、刀具的選用與加工參數(shù)設定
刀具選用刀尖半徑0.2的圓錐雕銑刀如圖3所示。具工藝參數(shù)(tool parameters)設定如下:
【Feed rate】100,走刀進給率100mm//min【plunge arte】80,垂直下刀進給率80mm//min;
【Retractrate】300,快速抬刀300mm//min【tool dia】0.2,刀具直徑0.2mm;
【spindle】1000,主軸轉(zhuǎn)速1000r/min。
輪廓銑削參數(shù)(contour parameters)設定如下:
【Compensation type:】computer;刀具半徑補償類型:電腦
【Retrac…】10;快速下刀距離10mm,【Feed plane…】3;安全高度3mm;
【top of stock…】0;工件表面高度0,【Depth…】-0.2銑削深度-0.2mm;
【Compensation direction:】left;刀具半徑補償方向:左刀補
工藝參數(shù)僅供參考,可以根據(jù)自己的機床設定。圖四是數(shù)控銑床加工過程圖。
這種采用數(shù)控銑床雕刻加工PCB板的方法適合電子DIY愛好者,院校、科研單位單件小批生產(chǎn),設計加工周期短,制作成本底,可以就近生產(chǎn),無需操作者掌握專用軟件和專用設備在數(shù)控設備普及的現(xiàn)有條件下不失為一種PCB板的“便捷”制造方式。
【】內(nèi)容為Mastercam V9軟件設定參數(shù);
*矢量轉(zhuǎn)化軟件Algolab Photo Vector用法見拙作《基于Mastercam和CAXA版線切割的快走絲線切割自動編程》。
參考文獻:
\[1\]王正勇.Protel實用教程DXP.高等教育出版社.
\[2\]曹軍.基于Mastercam和CAXA版線切割的快走絲線切割自動編程.數(shù)字通訊世界,2016,(05).