sábado, junio 12, 2021
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¿Cómo hacer una PCB con la CNC 3018?

En este tutorial te enseñaré a como debes hacer una placa PCB con la cnc 3018.

Antes de continuar con el tutorial, primero debemos conocer que es una máquina cnc.

Una máquina CNC es una computadora que controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la máquina, ésta ejecuta todas las operaciones por sí sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola.

Debemos poner atención en los siguientes puntos antes de seguir:

  • Para la ejecución de las operaciones es necesario un lenguaje de programación.
  • Para realizar cortes, desbaste y relieves es necesario de cortadores especializados, es decir no se puede utilizar el mismo cortador para realizar un corte o relieve.  
  • Debemos verificar que la cama de la cnc se encuentre nivelada.
  • Realizar un diagnóstico del firmware para verificar si en nuestra cnc los steps/mm estén correctos. Para más información Aquí!!

Material:

La fabricación de una PCB conlleva ciertos detalles que se deben considerar al momento de realizar una. Los pasos que debemos seguir son los siguientes:

Software:

  1. Tener listo el diseño del circuito electrónico
  2. Exportar los archivos Gerber
  3. Generar los G-Code para el Drill, Engraver y CUT
  4. Importar los G-Code al programa de control de la cnc

Hardware:

  1. Verificar que la cama se encuentre calibrada
  2. Fijar la PCB
  3. Configurar los puntos ceros en los planos XY e Z
  4. Ejecutar los G-Code

Software

1.- Tener listo el diseño del circuito electrónico

Si aún no sabes hacer el diseño de un circuito y apenas estas aprendiendo. Te proporcionare una lista de algunos softwares de diseño electrónico.

Programas:

El diseño que utilizaremos proviene de Altium Designer.

2.- Exportar los archivos Gerber

Dependiendo el tipo de programa que se esté utilizando se deberá exportar los archivos Gerber.

Los archivos Gerber son archivos que contienen toda la información necesaria para la fabricación de la placa de circuito impreso o PCB.   

Al momento de realizar la exportación, en el caso de Altium Designer los aparecerá dos carpetas, una llamada GerberX2 y la otra NC Drill.

Son necesarios para la fabricación en maquinado cnc.

3.- Generar los G-Code para el Drill, Engraver y CUT

FlatCAM es un programa para preparar diseños de circuitos impresos para ser fabricados en una fresa o cnc router.

Se busca con FlatCAM generar los códigos G para los Drill, Engraver y CUT.

Antes de continuar se debe tomar en cuenta los siguientes parámetros:

Parámetros para la CNC 3018
PasosFunciónDiámetro HerramientaProfundidad (mm)Velocidad CorteCorteTT
1Drill0.3 a 1.2 mm-2.0060Corte FinalC1
2Engraver0.1 mm-0.01 a -0.18100Corte FinalC1
3CUT3 mm-0.40120Corte InicialC1
   -2.00 Corte Final 

Cortadores para la cnc 3018:

  • Drill: se utilizan brocas de carburo de tungsteno de 0.3 mm a 1.2 mm.  Dependerá de tu diseño.
  • Engraver: se utilizan cortadores en V con un ángulo de elevación de 30 grados.
  • CUT: se utiliza una broca recta de 3 mm de diámetro.

En los siguientes videos te mostrare como: importar los Gerber a Flat CAM, configurar la profundidad y la velocidad de corte para los drill, engraver y cut. Así mismo también veremos como generar las trayectorias y el G-Code.

4.- Importar los G-Code al programa de control de la cnc 3018

El orden en que se deben ir importando los archivos G-Code es la siguiente:

  1. Drill 1
  2. Drill 2
  3. Engraver
  4. CUT

Hardware cnc 3018

1.- Verificar que la cama se encuentre calibrada

La cama de la máquina de control numérico no está nivelada. Para ello le recomiendo hacer una base rectificada.

Utilice pvc espumado para realizar la cama rectificada, corte el material con forma de rectángulo de 30×18 cm. Luego utilice cinta doble cara para pegarla a la cama de la CNC.

Asegúrate qué la cinta no sea gruesa, que esta sea delgada.

Ingrese al enlace para visualizar el video de cómo debe quedar la cama rectifica terminada, se anexa el código G que se utilizó para el ejemplo.

El beneficio de la cama rectificada es mantener los cortes y grabados uniformes.

2.- Fijar la PCB

Después de finalizar la rectificación de la cama, pega la placa fenólica de la siguiente manera.

3.- Configuración de los puntos ceros en los planos XY e Z

Antes de ejecutar los G-Code se tiene que ajustar los puntos cero en los planos XY y en el eje Z.

El plano XY es la superficie de trabajo y el eje z es la altura. Es decir el router se podrá mover libremente en toda el área de trabajo (plano xy) y con el eje z conseguirás ajustar la altura.

¿Por que es importante? Si nosotros enviáramos cualquier G-Code a la máquina sin antes ajustar el cero en el plano XY la cnc no entendería por donde debe iniciar. Sucede lo mismo con el eje Z.

Área de trabajo

Apóyate del joystick virtual del programa candle para posicionar el punto de arranque en el plano XY.

Ajuste del plano XY

Coloca la herramienta de la siguiente manera:

Punto de arranque

Ajuste de la altura – eje Z

Utiliza un pedazo de papel “Amarillo” para realizar el ajuste en el eje z. Ve bajando lentamente hasta que toque el papel. La punta de la herramienta no debe atravesar el papel.

Utiliza la siguiente configuración:

StepFeed
0.0150

El programa Candle viene incluido en la compra de la cnc 3018.

La sección Jog le permite controlar manualmente los 3 ejes de su máquina. Los 4 botones de dirección de la izquierda controlan los ejes X e Y y las dos flechas sólidas de la derecha controlan el eje Z.

Joystick virtual

Después de ajustar los planos presiona los siguientes botones. Estos dos botones son el Zero XY y Zero Z, al presionarlos se establecerán las coordenadas de trabajo. Es decir es el lugar donde es encuentra actualmente el cabezal.

4.- Ejecutar los G-Code

Antes de continuar hay que tener presente que vamos a utilizar 3 herramientas distintas. Para los barrenos utilizamos brocas con distintos diámetros (0.3 a 1.2 mm). Utiliza la que mejor se adapte a tu diseño.

Para realizar el grabado de las pistas, hay que utilizar un cortador de 0.1 mm con ángulo de 30 grados.

Por ultimo el corte se usa un cortador de 3 mm recto.

1.- Primero: Coloca de manera manual la broca a utilizar y apóyate de las dos llaves métricas para apretar. Carga el G-Code de los Drill a Candle y envía el archivo.

2.- Segundo: Después de terminar con los Drill sigue el grabado de las pistas. Antes de enviar el segundo G-Code limpia el área de grabado y cambia la herramienta.

Nota: Ajusta la altura de la herramienta “Zeta cero” nuevamente.

3.- Por ultimo se realizara el corte de la PCB. Debemos cambiar la herramienta al cortador de 3 mm y volver a realizar el ajuste de la altura “Zeta cero”.

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