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ニキシー管もどきの製作(その5)LED基板の製作 [CNC]

 前回の記事で書いたように回路図CAD(DesighSparkPCB)のガーバーデータをFlatCAMへ読込むことができるようになったので(今回は両者をVerUpしたので問題が発生^^;)CNCを使ってLED基板を作ってみました。

 DesignSparkPCBで設計したパターンを下図に示します。

DesignSparkPCBで設計したパターン


 DesignSparkPCBから出力したガーバーファイル(パターン、ドリル、アウトライン)をFlatCAMで読込みNCファイルを生成します。
 今回は片面基板を使うのでガーバーデータは反転(Bottom面をCNCで切削するので)して出力しています。

FlatCAMでNCファイル生成後の表示例


 今回はFlatCAMを最新版(8.908 BETA(2019/02/9))にVerUpしたのでNCファイル生成する際の設定パラメータについてのメモを備忘録として記載しておきます。
 設定するパラメータ値はCNCの仕様や使用するエンドミルなどに依存しますので参考値としてください。

<<FlatCAMの設定>>
Edit -> Preference
 Units : mm

■プリントパターン
・Isolation
  Tool dia     : 0.2
  Passes       : 1
  Pass overlap : 0.15 (15%)
  Milling type : Climb
  Combine      : not checked
  Follow Geo   : not checked
 push [FULL Geo]

・Geometry
  Cut Z        :-0.06
  Travel Z     : 2.5
  End Move Z   : 3.0
  Feed Rate X-Y: 45
  Feed Rate Z  : 45
  Feed Rate Z(R):60

・CNC Job
  Plot optionm : All

■Drill
  CutZ         :-1.8
  TravelZ      : 2.5
  Start move Z : 3.0
  End move Z   : 3.0
  Feed Rate Z  : 45
  Feed Rate Z(R):60

■Board Cut
Name項がOutLiner.gbrであることを確認して
  push [Cut Tool]
  Tool Dia     : 1.0
  Passes       : 1
  Pass overlap : 0.15 (15%)
  Gaps FF      : 4
  push [FreeForm]
  geometory objextが生成される
  Name項が
  ObjectがOutLine.gbrであることを確認し、
  CutZ         :-1.6
  Multi-Depth  : checked 0.4
  Travel Z     : 2.5
 End Move Z   :  3.0
  Feed Rate X-Y: 45
  Feed Rate Z  : 45
  Feed Rate Z(R):60
 push [Genelate]
  Plot kind    : All
  push [Save CNC Code]


 FlatCAMで作ったNCファイルをCNCのコントローラであるgrblControlに読込んだ画面を貼っておきます。

プリントパターン


ドリル


アウトライン


 CNCで切削後の状態が下の写真です。エポキシ片面基板なのでガラエポ両面基板よりは難易度が低いですが、綺麗に切削できました^^
 ジャンパー用のホールはΦ0.6mmの方が良かったのですが、ドリル交換が面倒なのでホールサイズはΦ0.8mmで統一しました。

CNCで切削後の状態


 ソルダーレジスト処理後の状態が下の写真です。

ソルダーレジスト塗布後


 最後に部品実装後の状態が下の写真です。
 今回は手抜きをしてホールを開けた後、レジストを塗布したのでホールにレジストが残り(一応爪楊枝で取り除いてはいたのですが)、ヒートガンでLEDを半田付けする際に残っていたレジストがホールからにじみ出てきました。やはり、ソルダーレジスト塗布後に穴あけをした方が綺麗に仕上がります(この場合、一旦CNCから基板を取り外し、レジスト塗布後CNCに再設定する必要があるので位置合せ作業が必要になります)
 使用したチップLEDのサイズは0805(JIS表記では2012)です。数が足りなかったので一番上の2個のみ1608サイズのLEDを使用しています。

部品実装後


★2019/02/28 追記
 疑似ニキシーの表示サンプルのツイートを貼っておきます。


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skyriver

 ネット上の情報を辿っていくとキャノンが1964年に発売した世界で初めてテンキー方式を採用した電卓であるキャノーラ130でアクリルを使用した光点式表示器(数字をドッドの集合で表現した疑似ニキシー)が採用されていたようです。

http://www.dentaku-museum.com/calc/calc/3-canon/1-canond/canond.html
by skyriver (2019-03-04 21:57) 

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