概要

• KiCAD からの出力
• pcb2gcode の設定
• machinekit (LinuxCNC) での操作

KiCAD でのデザインルール

0.25mm 幅で削るので、これが限界。0.05mm でもトレランスをとれれば安定しやすい。

• 最小配線幅は 0.25mm が限界。できれば 0.3mm のほうが安定。
• クリアランスも 0.25mm が限界。できれば 0.3mm ぐらいにしたい。

KiCAD からのエクスポート

- 切削する銅箔層 (F.Cu or B.Cu) と Edge.Cut をガーバーに出力する
- ドリルファイルを出力する

pcb2gcode

以下のような前提で gcode 化する

• 30° 先端0.1mm のVカッターを掘る用に使う
• φ0.8mm のエンドミルを全ての穴開けに使う
• φ1.5mm のエンドミルかφ1mmで2枚刃を外形カットに使う
• 基板の厚さは 0.8mm か 1.6mm を使う。基板の歪みを矯正できるぶん、0.8mm のほうが細かいパターンは削りやすく感じる。

先端0.1mmのエンドミルといっても、実際買ってみると綺麗に 0.1mm になっていることはすくない。というかすぐ先端が折れる。計算するときは 0.15〜0.20mm として扱う。

切削速度を落とせばφ0.8mmで穴開け〜外形カットまで可能で、ツール取り替えの手間が減らせるはずだけど、0.8mm のミルは高価であんまり折りたくないので、別途φ1.5mmのミルを使っている。これは今後 0.8mm にするかも。あんまり太いミルで外形カットすると切削抵抗が大きくなり、両面テープが剥れてずれる可能性もあるので注意。

# Use standard mm
metric=true
metricoutput=1

front=tachometer-B_Cu.gbr
#back=
outline=tachometer-Edge_Cuts.gbr
drill=tachometer.drl

front-output=front.gcode
back-output=back.gcode
outline-output=outline.gcode
drill-output=drill.gcode
milldrill-output=milldrill.gcode

# https://github.com/chrysn-pull-requests/pcb2gcode/blob/graphical-documentation/man/options.svg
zwork=-0.1
zsafe=1
mill-feed=220
mill-speed=10000
mill-vertfeed=150
mill-diameters=0.22
milling-overlap=25%
isolation-width=0.5

zdrill=-1.7
zmilldrill=-1.7
zchange=20
drill-feed=100
drill-speed=10000
min-milldrill-hole-diameter=0
milldrill-diameter=0.8

# 外形カット時のミル直径
cutter-diameter=1
# PCB板厚+0.1mm
zcut=-1.7
cut-feed=500
cut-speed=10000
cut-infeed=1
cut-side=front
# mirror-axis=51.575mm

optimise=true
zero-start=true

pcb2gcode して生成 gcode をデスクトップとリモートの Machinekit に転送する。デスクトップにコピーしているのは CAMotics で読みこませて確認するときに便利なので。

• mirror-axis を基板サイズの半分に設定すること
  • これやらないと back 面がマイナスからはじまってしまう
  • 一度実行して表示される width を元に書きかえる必要がある

~/ghq/github.com/pcb2gcode/pcb2gcode/pcb2gcode && cp *.gcode ~/Desktop/ && scp *.gcode machinekit@192.168.0.240:gcode

確認

• CAMotics を起動して、すべてのファイルを読みこむ。
• Workpiece を以下のように設定して再描画
  • X: xxx/0
  • Y: xxx/0
  • Z: 1.6/-1.6

段取り

• 事前に捨て板の面出しをする (φ6mm ぐらいのミルで加工面全てを 0.2mm ほどさらう)
  • AutoLeveller 使うなら毎回やる必要はない。
• ニチバン ナイスタック 透明タイプ (材質がセロハンのもの) を使って切削基板を捨て板に固定する
• このときしっかり全面を押さえつけて捨て板に接着する (加工時の圧力で高さが変わらないように)

AutoLeveller

• AutoLeveller に切削対象 gcode を読みこませる
• Probe Clearance は 0.5〜1、Z Safe Height は 1、Z feed は 50 にする
• create probe file only にチェックを入れて、Create Levelled Gcode ボタンを押すと、ALProbeback.ngc ができる
• ALProbeback.ngc を machinekit に読みこませる
• 一旦 Probe を行い、Z を Touch Off する (原点を設定する)
• 実行して基板全体を Probe する。
• .ini と同じディレクトリに RawProbeLog.txt ができているので、ローカルに転送する
  • gcode 用のディレクトリに RawProbeLog.txt への symlink を貼っておくと便利
• RawProbeLog.txt を AutoLeveller に読みこませる
• create probe file only にチェックをはずして Create Levelled Gcode を押す
• ALback.ngc ができるので転送する

drill や外形カットなどは面倒なので AutoLeveller はかけず、0.1mm 余計に掘る。

https://lowreal.net/2016/10/19/1

AutoLeveller の起動

java -cp ~/ghq/bitbucket.org/daedelus1982/autoleveller/out/artifacts/autoleveller_jar/autoleveller.jar  com.cncsoftwaretools.autoleveller.Autoleveller

生成 gcode の転送

scp ~/Desktop/*.ngc machinekit@192.168.0.240:gcode 

プローブログを手元に転送

scp machinekit@192.168.0.240:gcode/RawProbeLog.txt ~/Desktop/

切削手順

基板パターン

• ALback.ngc を machinekit に読みこませる
• 実行すると Probe をつけろと言われるので、つけて Resume
• Probe後、Probe をはずせと言われるので、はずして Resume
• 切削がはじまる

ドリル

• エンドミルをφ0.8mmに交換
• Probe を行い、Z Touch Off
• Feed Override を 10% ぐらいに下げる (折れ対策。pcb2gcode が mill 時と milldrill 時でフィードレートが変えられないので)
• drill.gcode を読みこんで実行

外形

• エンドミルをφ1.5mmに交換
• Probe を行い、Z Touch Off
• outline.gcode を読みこんで実行

備考