Altium+ЧПУ - сверлим и выпиливаем платы

Автор: axill
Опубликовано 14.08.2013
Создано при помощи КотоРед.

Снова приветствую уважаемых форумчан, котов и кошечек!

Сегодня хочу поделиться опытом по использованию ЧПУ станка для целей сверловки и выпиливания плат.

Нам потребуются:

• Готовая разведенная плата в Altium Designer (я использую версию 13.1.2)
• Собственно сам Altium Designer – из него мы выгрузим файлы в форматах Gerber и NCdrills
• Программа Copercam – с ее помощью мы подготовим GCode для станка (использую версию 14/01/2009)
• Программа Mach3 или другая для управления станком, программа понимающая GCode
• ЧПУ станок

Любые последующие исправления разводки платы могут перечеркнуть нашу дальнейшую работу, так что внимательно проверяем нашу разводку еще раз.

Перед продолжением нужен последний штрих – отрисовка контура платы. Выбираем Multilayer и через меню Place->Line рисуем контур. на картинке он виден серым контуром вокруг платы:

Далее нам нужно подготовить выгрузку Gerber файлов и файлов сверловки из Altium Designer. Самый удобный инструмент для этого – так называемый «Output Job File» (здесь и далее ссылки будут на анголоязычные версии программного обеспечения).

Добавляем в проект Output job file:

После чего добавляем генерацию Gerber файлов:

Нас устроют все параметры по умолчанию, единственное, что нужно сделать – включить экспорт всех слоев, внизу на кнопке «Plot Layers» выбираем «All On». Сначала выбираем «Configure» по правой клавише мышки:

Следующим шагом добавляем генерацию файлов сверловки – NC drills:

Для удобства организации генерации файлов в нужные папочки нужно связать созданные экспорты с Folder Structure в правой части экрана:

В настройках Folder structure можно выбрать удобное для себя расположение и структуру папок если выбрать «Properties»:

Вместо Output Job File можно использовать пункт меню File->Fabrication Outputs->Gerber files и NC drill files. Но при каждом изменении на плате нужно будет эту процедуру проделать снова выбрав все настройки заново. В случае с Job достаточно нажать кнопочку «Generate content» справа от Folder structure.

Теперь у нас есть Gerber файлы и файлы сверловки. Переходим к программе CoperCam. Программа должна быть лицензирована (смотрим Help->Licence) в противном случае в выходном файле будут только 10 отверстий. Предварительно один раз ее нужно настроить под свои потребности. Основное, что требуется настроить – набор используемых инструментов (в нашем случае в основном сверла). Сначала открываем Parameters->Tool library и настраиваем наши инструменты (столько, сколько нужно, number будет номером инструмента как его понимает mach3 или любая другая программа управления ЧПУ):

Следующим шагом Parameters->Selected tools:

На картинке рекомендованные мной настройки, глубина сверловки указана снизу справа «Drilling depth», 2мм гарантируют нам сверление несмотря на неровности как самой платы так и подложки под ней (для FR4-1.6мм). Можно выбрать 8 основных сверл. Отверстия большие рекомендуется сверлить использую настройку «Allow circular boring» , при моих настройках отверстия больше 2мм будут делаться меньшим сверлом за счет фрезеровки по кругу. Сверлом 1.5мм это получается отлично, меньшим легко сломать. Обратите также внимание на настройки скорости вращения и скорости движения при настройки самих инструментов. Кроме правой части еще стоит обратить внимание на левую часть там, где находится CUTTING TOOL. Это настройка вырезания по контуру.

Последнее что требуется настроить – формат выходного файла:

По моему опыту фрезеровка больших отверстий меньшим сверлом адекватно работает только если отключить «Use circular interpoltion».
Остальное можно оставить по умолчанию или настроить под себя: tool clearens это высота подьема сверла над платой при перемещении, Cleared tool rapid speed - скорость перемещения поднятого сверла.
В Create file можно задать папку и название файла для сохранения.

Теперь наш Copercam готов для работы.

Возвращаемся к нашей плате. Начинаем с File->Open->New circuit:

Выбираем папку куда Altium сгенерировал наши Gerber файлы. По умолчанию нужно искать внутри папки проекта Altium в подпапке ProjectOutputs. Выбираем файл нижнего слоя с расширением GBL:

Если мы правильно подготовили контур платы в Altium Designer  то у нас выскочит кнопка подтверждения правильности контура (красным):



Загрузка верхнего слоя не обязательна, но желательная для визуального контроля ошибок. Делаем ее через File->Open->Additional layer и выбираем файл с расширением GTL. Снова подтверждаем правильность контура платы и контролируем совпадение слоев. Если мы все правильно сделали, слои совпадут совершенно точно. Последнее – загрузка файла сверловки через File->Open->Drills. Убеждаемся, что отверстия легли верно и нажимаем подтверждение:

Следующим этапом еще раз себя проверяем – выбираем Machine->List of drills и нажимая последовательно по списку (отверстия высвечиваются красным) проверяем правильный выбор диаметра:


Важно проверить так же правильность подбора сверла, если что не так – исправляем. В случае, если мы в Altium где-то выбрали не тот диаметр (во встроенных библиотеках диаметры часто совсем не оптимальные, например под DIP корпуса лучше подходит 0,6мм, а не 0,762мм) есть два варианта – отредактировать в  Сopercam или исправить в Altium. По своему опыту рекомендую исправлять в Altium. C Output Job пройти все шаги снова не составит труда. При редактировании в Copercam во первых все потеряется если по какой-то причине мы загрузим новую версию из Altium, а во вторых замечены глюки в Copercam если пытаться в нем делать редактирование – результат может вдруг оказаться не тот, который ожидали.

Перед завершением стоит обратить внимание на нулевую точку. По умолчанию она удалена от края платы на 2.54мм (серый крестик в самом низу зеленого фона):

При желании ее можно сместить через меню File->Orogin например в угол платы:

На этом этапе у нас все готово для выгрузки файлов для станка – жмем заветную кнопочку:

Для тренировки лучше делать сверловку выгружая по одному инструменту и контролируя процесс. Когда набьете руку – выгружать можно сразу все, завершая выгрузку обрезкой (последовательность обработки на ЧПУ будет совпадать с выбранной ниже):

После нажатия ОК откроется Notepad с GCode – можем его скопировать или сохранить туда, откуда удобно загрузить в Mach3 или другую программу управления ЧПУ.

В результате получаем просверленную и выпиленную по контуру плату которая готова к продолжению любимым вами способом – ЛУТ, фоторезист и т.д.

Файлы:
Изображение
Изображение

Все вопросы в Форум.