2018年11月14日水曜日

PCB基板試作用卓上CNC アクセサリ その参 レーザーヘッドアダプタ

現在市販されているArduino ベースの卓上CNCには、エンドミルを使用した機械切削とレーザーヘッドを使用した熱による加工に二分されているようです。

今回はレーザー光による加工を行うための レーザーヘッドアダプタを作成しましたので紹介いたします。

今回はPCB基板のレーザーエッチングを可能にするため500-2000mWの出力を持つ赤色もしくは青色レーザなどレーザー加工を行える下限(しかし安価)のレーザーヘッドモジュールで、大手通販サイトでも取り扱いがあるようです。
仕様
1) レーザーモジュール径Φ12mm
2) 27x22x36mmのヒートシンク付き


また熱によるレーザーヘッドの寿命劣化対策として30mm角のFANを装着できます。
装着にはM3の樹脂スペーサを使用することを想定しています。

使用方法としてはCNC GRBLでは一般的な42Φのミリングモーターホルダに装着できます。モーター軸センターとレーザー軸センターは設計上は一致させていますが、3Dプリンタの造形精度に依存するのですが、0.2mm以内には収まっているはずです。

装着にあたっては、GRBL1.1の場合はモーター出力(PWM)と、レーザーヘッド出力はそれぞれの用途別のコネクタから出力されますから独立した配線が別途必要になります。




2018年11月12日月曜日

PCB基板試作用卓上CNC  その壱

CNCによる基板試作方法はすでに先駆者が残した沢山の情報がネット上にあり取捨選択に迷うほどですが、ここではそれらを土台にしていくつか改造を試みましたのでご紹介いたします。

そもそもPCB基板とは..

紙フェノール(ベークライト)やガラスエポキシ製の板に銅箔を貼り付けたものですが、回路の配線が基板上に配線することにより、組み立ての容易さ、品質の安定化、省スペース化などが現在でもその製造方法が日々進化しています。このようにPCB基板は量産化技術であるため、小ロット多品種生産には向かないのは現時点でも変わりません。
しかし現在では、卓上CNCの登場により、基板への銅箔配線の加工を再現性良く自動化することができるようになり小ロットの基板試作が容易になりました。


ということでE-CADに回路を入力すると、回路基板を<<安価に>>試作できる便利な世の中になったわけです。

..ということで一般的な組み立て使用方法に関してはすでに多数の良いサイトがありますからそちらを参照していただくとしてここでは基板CNC加工を行う上で必要になるArduino based CNCの改造ポイントを重点的に説明していきたいと思います。




ハード偏

CNCべースマシンは Grbl0.9-1.1 CNC-xxxxで ステージの広さにより 1610,2417,2418,3018,3020 バリエーションがありますが、どれも似たような構造で ミスミHFSアルミフレームと同形状のパイプを組み合わせて組み立てるタイプになります。

組み立て時の注意点としては、使用目的をPCBの銅パターン切削を行う場合を考慮するとはX-Y軸の水平面精度が0.1mm単位で必要ですので 定盤がベストですが一般家庭で定盤を所有しているのは稀でしょうから平らなテーブルできればガラス天板テーブルが必要になります。 また水平面に対するZ軸の平行精度も同様です。



フレームの直交、水平精度は重要ですから構造を良く確かめ精度を高める工夫が必要です。
特にアルミフレームの長さは両端面を突き当てて使用する部材などは長さを1/100mm程度まで追い込む追加工が必要になります。

キットの部品加工精度のバラツキはあるものとの前提で作業を進めます。
尚、金属製のL金尺 1/100mm ノギス マイクロメーター(シム制作に必要)はないと相当不便な思いをします。 シンワや世界のミツトヨ製が良いでしょう。




2018年11月9日金曜日

気象計測センサー 雨量計 その九センサー ノードコントローラ 「AMEWO-UART」回路 基板

気象センサー シリーズの 雨量計「雨ヲ君」対応の試作基板の設計が終わりました。

ミーリングまたはエッチングのあとパターンがくっつく(または切れる)とか穴が開け難いとか
れば若干パターン変更はあるかもしれませんが基本的にはこのままです。
汎用を狙いすぎて余計な端子名がありますが気にしないでください。

この基板では 雨量計「雨ヲ君」として動作させる場合は、T1,T7しか使用しません。

残りの端子は拡張性を持たせるため すべて端子として配線されていますが、保護回路も入っていませんので静電破壊やラッチアップ対策としてすべて5-10kΩ程度の抵抗で プルダウンかプルアップしてください。(プルアップ推奨) T(ターミナル端子)の部品穴を利用すると良いと思います。




発注している「生基板」さえ届けばすぐに制作に取り掛かります。

頒布予定の基板の情報は、

https://drive.google.com/open?id=1ZtVGZopA85Whbau-n7gfQ6bhVNiM7wpG

基板パターン

PCB基板試作用卓上CNC アクセサリ その参 レーザーヘッドアダプタ

現在市販されているArduino ベースの卓上CNCには、エンドミルを使用した機械切削とレーザーヘッドを使用した熱による加工に二分されているようです。 今回はレーザー光による加工を行うための レーザーヘッドアダプタを作成しましたので紹介いたします。 今回はPCB基板のレー...