Platine bohren mittels CNC auf Windows-System

[laplace]

Guten Tag,

ich hab‘ mal eine Frage bezüglich Leiterplatten bohren mittels CNC.

Meine Platinen erstelle ich mit Sprint-Layout und ätze sie anschließend selbst. Die Ätz-Vorlagen dafür erstelle ich über eine eigens geschriebene Software, die eine von Sprint-Layout erzeugte Bitmap ein wenig „nachbearbeitet“ (Masseflächenebenfalls schwarz macht).

Mit zunehmendem Alter fällt mir allerdings das Bohren immer schwerer, so dass ich das gerne automatisieren würde. Da ich eher kleine aber unterschiedliche Schaltungen mache, möchte ich mir keine fertigen Platinen herstellen lassen sondern mir lieber eine preiswerte CNC-Fräse/Bohrer zulegen.

Beim Durchforsten des Internet ist mir aufgefallen, dass diese Maschinen nicht gerade billig sind, wobei ich nur diese hier http://gocnc.de/product_info.php?cPath=33&products_id=134&osCsid=568da4564a12cb012371bc0424610ea8 unter 1000 € gefunden habe, die allerdings meinen Anforderungen vollauf genügen würde (z.B. Europlatinengröße). Die Fräse hat die Hardware zur Ansteuerung der Schrittmotoren selbst (Schrittmotorkarte) implementiert. Nachteilig wäre allerdings, dass die zum einen über eine parallele Schnittstelle (kostenlos unter einer Linux-Software) angesteuert wird.
Kurz gesagt, ich würde die Löcher gerne über einen Laptop unter Windows7 ausgeben bzw. bohren. Ein Programm, das mir die Koordinaten der Bohrlöcher aus der von Sprint-Layout erzeugten Datei extrahiert, habe ich auch schon selbst geschrieben. Hier geht es mir hauptsächlich um „die Masse“ der Löcher (0,8 mm) – ein paar Löcher auf 1 mm aufbohren kann ich dann von Hand. Im Prinzip hab‘ ich also auf PC-Seite schon alles.

Wenn ich die Installationsanleitung der Linux-Software (siehe hier http://lavalu.de/EMC_Wizard.html) richtig verstanden habe, bräuchte ich also nur ein Stück Hardware, das über eine genormte PC-Schnittstelle (COM/USB-seriell Wandler) die Rechtecksignale zur Ansteuerung der Schrittmotorkarte auf einen parallelen Port emuliert.
Da hab‘ ich gleich an ein kleines AVR-Projekt gedacht, mit dem sich das erledigen ließe: Per PC-Software schicke ich die Bohrlochkoordinaten über die serielle Schnittstelle, die AVR-Software wandelt sie in die richtige Anzahl an Rechteckimpulsen (in X- und Y-Richtung) um (das könnte auch die PC-Software machen) und gibt sie auf die „Parallel-Portpins“ aus. Danach fährt die AVR-software (in Z-Richtung) die Spindel runter/hoch und schickt zum Schluss ein Signal an den PC, dass das erledigt ist. Danach wird die Position des nächsten Lochs gesendet ...
Ein paar Kleinigkeiten kämen da sicher noch hinzu (Minimal-/Maximalposition der Platine justieren ...), das erscheint mir aber alles machbar.

Jetzt zur Frage: Wenn ich die Anleitung richtig verstanden habe, müsste ich ja nur die Pins 2/3 (X-Richtung Richtung/Rechtecksignal) sowie 4/5 (Y) und 6/7 (Z) ansteuern. Da die Ansteuerung (besonders der Rechtecksignale) ja asynchron über den AVR erfolgen würde, käme es ja zu keinen Störungen bezüglich Taktung, was ja ein Problem unter Windows sein könnte. Zum Platinen bohren müsste das doch erst einmal vollkommen genügen.

Vielen Dank schon einmal für’s Lesen – vielleicht hat aber jemand schon einmal das gleiche ausprobiert?
Werner

 

[dino03]

Hi Werner,

also als erstes möchte ich dir für Fragen im CNC-Bereich das Forum "Peters CNC-Ecke" wärmstens an Herz legen. Da gibt es viele hundert Beiträge zu dem Thema. Da wirst du auch viele Infos zu GoCNC finden und ob das dafür das richtige ist oder doch eher "Klappertechnik" mit der du nicht glücklich wirst. Der Ton ist dort allerdings ein wenig "rauher". Sind also ne Menge Metaller (aber auch andere) unter sich.

Grundsätzlich. Du benötigst für die Ansteuerung der Fräse ein Programm das die Schrittmotoren steuert. Es setzt den G-Code mit den Steuer-/Positionierbefehlen in die Signale für die Schrittmotorkarten um. Das kann entweder EMC2 sein (Linux) oder zB Mach3 (Windows). Mach3 kostet allerdings auch einiges wogegen EMC2 unter GPL steht. Diese Software erzeugt die Beschleunigungs- und Abbremsrampen für die Motoren, Die Schrittpulse, erkennt die Endtaster der Achsen, synchronisiert die Motorbewegungen und Nullt die Anfangsposition der Fräse.

Als Schnittstelle benötigst du entweder eine ECHTE Parallele Schnittstelle oder einen USB-Adapter der dir für das Steuerprogramm IO-Pins bereitstellt (KEIN USB-RS232-Dongle oder USB-Parallel-Dongle!) oder einen LAN-Adapter der dann über Ethernet die Steuerpulse vom PC zur Motorkarte weitergibt oder MESA-Karten (das sind extra Karten für sowas). Genaue Infos gibts dort auch darüber. Am günstigsten sind die Parallelport-Karten. Die sind aber auch am langsamsten. Du gibst also vom PC dann Steuersignale für Freigabe, Drehrichtung und Schrittimpulse an die Motorkarten der Fräse.

Dann benötigst du noch eine Software die dir die Excellon-Bohrdaten (oder was auch immer) in den G-Code für das Steuerprogramm umsetzt. Das ist die CAM-Software.

Und für die Zeichnung der Platine benötigst du die CAD-Software (SprintLayout, Eagle, Target, ...)

Soviel erstmal.

Gruß
Dino

EDIT: Hier ... http://www.cncecke.de/forum/showthread.php?t=65800 sucht auch jemand ne billige Hobby CNC-Fräse.
Als Reaktion ...

1.) Mist
2.) Mist
3.) Mist
4.) Mist
Reicht das als Bewertung?

soviel zum etwas "rauheren" Umgangston
Eine der Fräsen: carving-cnc.com - CNC3020 Series

3020:
Vorteil:
-Aus Alu
-Gute Befestigung der Werkstücke auf der Gundplatte
Nachteil:
-Schwacher Spindelmotor
-Wenig Erfahrungsberichte
....
Die 200W sollten kein problem sein - für das Gravieren haben sich auch 100W Dremel bewährt...
Die Micro sieht nicht sehr tauglich aus - warum nicht gleich die 3020 nehmen - die ist wenigtens ausbaufähig!
....
Ich denke auch, dass diese die bester der 4 genannten ist.
...
Hallo,
ich bin hier neu und auch sonst im fräsen ein Anfänger. Um mich überhaupt erst einmal reinzufinden habe ich eine CNC3020 gekauft. Darum schreibe ich auch hier, fals es noch interessiert.
Mein Zeil sind Leiterplatten und eventuell kleine Gehäuse (Alu).
Das Ding ist gar nicht so schlecht, Leiterplatten mit 0.15mm als minimalen Abstand macht sie sauber. Material der Fräse ist Stahl (alles). Schlecht ist der Spindelmotor und seine Ansteuerung. Es gibt keine Netzfilter in der Ansteuerung, was bei mir zu Fehlern in der Positionierung führte. Auch die Motorseite ist nicht gegen Störungen geschützt. Ich werde mir jetzt eine neue Spindel zulegen.
Als Dokumentation gibt es eine CD. Die stimmt aber nicht so ganz mit der Realität überein, eigentümlicherweise im positiven. Sie macht 16 Mikroschritte und nicht wie in der Beschreibung steht 8. Insgesamt bin ich mit der Maschine zu frieden, als Einstieg ist sie (für mich) gut.

Als Alternative zur GoCNC. Aber es gibt viele kleine Einsteigerfräsen. Das Problem ist dabei, sich eine brauchbare aus dem Sammelsurium rauszufischen.

Video: CNC GoCNC Hobby A4 Fräsmaschine Portalfräsmaschine Portalfräse Graviermaschine

Videos: CNC 3020 milling test / CNC 3020T