Para aquellos que no estén acostumbrados al termino GCode, es el lenguaje de programación que se utiliza con las máquinas de control numérico, comúnmente conocidas como CNC. Una CNC es una maquina o herramienta controlada por computadora.
Hoy, en Diwo, vamos a aprender como obtener GCode para fresar PCBs (Printed Circuit Board) en Cyclone. Existen diferentes métodos para generar PCBs, en el caso de Cyclone se utiliza el método de aislamiento de rutas, o Isolation routing.
Para convertir los archivos Gerber, el formato de archivo que contiene toda la información necesaria para generar una pcb, necesitamos una plataforma. En este caso vamos a utilizar FlatCam [1]. En primer lugar necesitamos un archivo con el que poder trabajar. Si queréis seguir el proceso con el mismo archivo que se ha utilizado para generar ésta página, es posible descargar los archivos al final de la entrada.
Instalación
Podéis acceder al repositorio en Bitbucket.org, donde encontraréis siempre las últimas versiones.
Windows
Usa el instalador para Windows:
Descargar: FlatCAM-Win32-8.3-Install.exe
Linux
Descargar el paquete para Linux:
Descargar: FlatCAM
También es posible instalar FlatCAM desde terminal, para ello tenemos que introducir:
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sudo git clone https://bitbucket.org/jpcgt/flatcam.git |
FlatCAM necesita ciertas dependencias para su correcto funcionamiento. Es posible ejecutar un script incluido con el paquete que comprobará e instalará las dependencias necesarias. Para ejecutar dicho script, en una ventana de terminal, nos desplazamos, con el comando cd, hasta la carpeta que contenga FlatCAM y en primer lugar damos permisos de ejecución al script:
1 |
chmod +x setup_ubuntu.sh |
Y ejecutamos el script:
1 |
sudo ./setup_ubuntu.sh |
Generación de G-codes para PCB
Una vez que tenemos abierto FlatCam, en primer lugar hemos de configurar las opciones generales del programa.
Configuración de los parametros de fresado.
En la pestaña de options:
Introducimos los siguientes valores, que servirán como punto de partida, puesto que tendremos que modificar los parámetros para que se adecuen lo mejor posible a nuestro proyecto, herramienta y configuración de Cyclone.
Importar Archivos
En general trabajaremos con placas de una cara, por lo que tendremos un archivo de capa de taladros y otro con la información sobre las pistas. En primer lugar vamos a importar el archivo de taladros. Para ello, dirígete a File>Open Excellon y seleccionamos el archivo *.drl. En la ventana de representación gráfica deberás observar los taladros de la pcb.
Después, importaremos la capa que contiene la información sobre las pistas. Dirígete a File> Open Gerber y selecciona el archivo con extensión *.gbl. Sobre los taladros aparecerá la capa con la disposición de las pistas.
Si el proyecto contara con más capas, las cargaríamos como Gerber y se añadiría a la representación de las anteriores.
Rutado de capas
Rutado de la capa de taladros
Para rutar la capa de taladros, seleccionamos en la ventana de la izquierda el archivo de extensión *.drl y abrimos la pestaña Selected o hacemos doble click sobre el nombre.
Una vez que hemos modificado la posición de la capa de taladros, hemos de configurar los parámetros con los que se generará el archivo de rutas.
En este caso vamos a realizar todos los taladros con la misma broca y el mismo rutado. Seleccionamos todos los taladros y modificamos los parámetros de Create CNC Job como se muestra en la imagen. Nota: La profundidad del taladro debe ser superior al grosor de la plancha de cobre.
Generar las geometrías de la capa de pistas
Selecciona la capa de pistas .gbl (si trabajas con la capa inferior) o .gtl (si trabajas con la capa superior) y abre la pestaña Selected.
Al igual que con la capa de taladros, es necesario trasladar la capa de pistas. Para ello se aplica el mismo vector, (-230,140), que se ha usado en la capa de taladros. De esta manera, ambas capas se superponen exactamente en la misma posición.
Generar geometría del contorno de pistas
Este apartado genera la geometría de la ruta que seguirá la fresa para definir las pistas.
La fresa recomendada para generar el aislamiento de rutas (Isolation Routing) es la fresa en V de 60º. Si utilizas esta fresa, configura los parámetros de geometría como se muestra en la imagen.
Geometría del contorno de la PCB:
En este ejemplo la placa no fue diseñada con borde, por ello es necesario delimitar un marco para la PCB. Configura los parámetros de la geometría como se muestra en la imagen.
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Geometría de las zonas libres de cobre
Este apartado genera la geometría que seguirá la fresa para limpiar de cobre las áreas libres. Configura los parámetros de la geometría como se muestra en la imagen.
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Una vez se han generado todas las geometrías, en la pestaña Project se habrán creado los archivos correspondientes a cada una de ellas.
Generar rutado a partir de las geometrías
Una vez se ha creado la geometría de la ruta hay que generar los g-code para utilizar con Cyclone. Para crearlos selecciona cada una de las geometrías y dentro de la pestaña Selected comprueba que todos los parámetros son correctos y haz click en Generate. Automáticamente se generarán el código CNC y en la visualización gráfica se marcará en color azul.
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Para realizar el aislamiento de las pistas de una PCB, es recomendable configurar el valor Cut Z ligeramente superior a la capa de cobre de las planchas que utilicemos. Por ejemplo, la placa tiene un espesor de 1.5mm con 35 µm (0.035 mm) de espesor de capa de cobre, por lo que Cut Z = -0.036, aunque distancias tan pequeñas suelen dar problemas por lo que es recomendable utilizar una distancia de Cut Z de al menos 0.15 mm. En caso de que el trabajo corresponda con taladrado, igualaremos Cut Z a un valor mayor que el espesor de la placa, en el caso del ejemplo anterior, Cut Z será menor o igual a -1.5 (-1.6,-1.7).
Para la distancia Travel Z hay que encontrar un equilibrio entre menor altura (Disminuye el tiempo que tarda en realizarse el trabajo) y mayor altura (aumenta la seguridad). Si la distancia Travel Z es muy pequeña, la broca chocará contra los marcos u otros elementos y podría romperse o romper dichos elementos. En cambio, si la distancia Travel Z es demasiado grande, la broca se elevaría una distancia innecesariamente grande, aumentando el tiempo de trabajo sin ningún motivo. La distancia recomendada es mayor o igual a 1 mm.
Exportar a G-Code
Para crear el G-code de cada uno de las rutados se debe seleccionar cada uno de ellos y abrir la pestaña Selected. Haz click en el botón Export G-code
Es recomendable añadir al final del nombre de archivo la extensión .gcode, ya que puede causar problemas de compatibilidad con ciertos programas o servicios.
Repite este proceso con todos los archivos de rutado y ya tendrás los G-Code listos para fresar.
Para cargar los archivos que acabamos de generar, utilizaremos CNC Gcode Controller. Podéis encontrar un tutorial de como utilizarlo aquí. Además, podréis ver en el vídeo todo el proceso que se ha explicado para un proyecto concreto.
Referencias
- FlatCam: flatcam.org
- Manual de usuario: http://flatcam.org/manual/index.html