CNC レーザー加工機

PCB基板試作を自動化できないか試行錯誤した結果　Arduinoで動作するCNC加工機が導入しやすいという判断に至りました。

一般的に基板試作は、

1) 回路図作成
2) PCBパターン図作成
3) 焼き付け
4) エッチング　または　ミリング
5) ドリリング
6) PCB外形加工
7) 部品実装
大まかに上記の手順を踏むことになりますが
3)～6)の工程のほとんどをCNCによる加工で再現性の良い基板が試作できます。

ただし難点はCNC加工時のヘッドがレーザー光による場合とモータ・スピンドルによる切削や穴開けなど場合により加工ヘッドが異なります。

今回は試しにモーターヘッドにレーザー加工ヘッドを同時搭載可能なアタッチメントを3Dプリンタで試作してみました。
はてさてどうなることか..

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。