CNCミニルーターの購入（その４） [CNC]
今回は CNC で少し大きめのプリント基板の作成してみたいと思い、 PIC16F88 を使った赤外線コントローラの回路をあまり推敲せずに作ってみました。
「PIC24FJで４足ロボットの製作（その９）」で書いたように４足ロボット制作が赤外線コントローラの準備段階で止まっているからということもあります。
IrLED のドライブは NchMOS FETを使いたかったのですが手持ちになかった（買っておいたはずなのに・・）のでとりあえずトランジスタを使っています（後で変更する予定）。
DesignSparkPCB で作成した回路図が下図です。文字が小さくて見えないと思いますが、電池２本（２．４Ｖ）を電源として、HT7750A で PIC と LCD 用の５Ｖ電源を作っています。
外部接続するものは 赤外線ＬＥＤと amazon で買った JoyStick です。
ＲＡ５とＲＢ１が同じスイッチに接続されていますが、ＲＡ５は入力にしかできないため使用しない場合でもオープンにするのは危険なのでＲＢ１と接続しＲＢ１のチップ内プルアップを利用するためです（ＲＡ５は単独で入力として使う場合でもプルアップが必要）。ＲＡ５をグランドに落としておいてもいいのですがＶＰＰ端子として使う場合に困ってしまう。
パターン図の作成で片面基板では自動ルーティングではジャンパの数が多いのでマニュアルで最適化すべきところですが、早く CNC を動かしたいので両面基板にして自動ルーティングでパターン作成しました（やはり両面はパターン作成が手軽でいい）。
厚さ 1.2mm と 0.4mm（マルツで買ったものが手持ちであった）の片面基板を貼り合わせて両面にしようかと思っています。
今回は時間が惜しいので自動生成されたものをそのまま使いますｗ（ピン間に配線も通していません）
できたパターンが下図です。赤色のパターンが Top面で水色が Buttom面になります。
最初に Buttom 面のパターンから作成してみることにします。裏面のデータとしてパターン、ドリル、基板カットの3つ作りますがいずれもミラー設定にして DesignSparkPCB で出力します。
後は今までと同様に FlatCAM で G-code を作り、grblControl で読込みます。
今回はスピンドルの回転数を約 800 rpm （前回は 500 rpm）にあげています（これ以上上げるとうるさいので・・）
また、Ｚ軸のゼロ点調整をＶカッターの固定ネジを緩めて基板近くで基板まで降ろし固定することでゼロ点とする方式に変更しました（コットン方式と命名ｗ）
パターンカットが完了した状態が下の写真です。
左右のパターンがカットしきれていません orz
基板を取り出して撮ったアップ写真が次の写真です。
今回も前回同様、カットの深さは 0.04 mm にしていますが、前回はＺ軸のゼロ調整は音で判断方式？でやっています。推測ですが音判断方式は実際（コットン方式）よりも若干マイナス方向にずれてしまうのではないかと思います。
また、上の「パターンカット完了時の状態」の写真で判るように捨て板のMDF合板を左右で固定しているために、左右の端が若干歪んだため、パターンをカットしきれなかったのではないかと思います。
念のため、ＭＤＦ合板の厚さを４辺でノギスで測ったところほほ 6.1 mm だったのでＭＤＦ合板の製造精度が悪いわけではないようです。
パターンの拡大写真で前回と比較してみると
明らかに前回よりも切削状態が悪い・・・
前回との主な違いは
原因としてはＺ軸のゼロ調整方式の違いにより今回の方がカット深度が浅かったためではないかと考えています。
銅層をカットできず、銅層に乗り上げた時は音が変わるのでわかりますが、ギリギリ銅層を切るような状態では銅層の切削状態が悪くなるように思います（上の「今回」側の写真を見ても切ったというよりは剥がしたという状態に見える）
次回は
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「PIC24FJで４足ロボットの製作（その９）」で書いたように４足ロボット制作が赤外線コントローラの準備段階で止まっているからということもあります。
IrLED のドライブは NchMOS FETを使いたかったのですが手持ちになかった（買っておいたはずなのに・・）のでとりあえずトランジスタを使っています（後で変更する予定）。
DesignSparkPCB で作成した回路図が下図です。文字が小さくて見えないと思いますが、電池２本（２．４Ｖ）を電源として、HT7750A で PIC と LCD 用の５Ｖ電源を作っています。
外部接続するものは 赤外線ＬＥＤと amazon で買った JoyStick です。
ＲＡ５とＲＢ１が同じスイッチに接続されていますが、ＲＡ５は入力にしかできないため使用しない場合でもオープンにするのは危険なのでＲＢ１と接続しＲＢ１のチップ内プルアップを利用するためです（ＲＡ５は単独で入力として使う場合でもプルアップが必要）。ＲＡ５をグランドに落としておいてもいいのですがＶＰＰ端子として使う場合に困ってしまう。
| テスト用回路図 |
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パターン図の作成で片面基板では自動ルーティングではジャンパの数が多いのでマニュアルで最適化すべきところですが、早く CNC を動かしたいので両面基板にして自動ルーティングでパターン作成しました（やはり両面はパターン作成が手軽でいい）。
厚さ 1.2mm と 0.4mm（マルツで買ったものが手持ちであった）の片面基板を貼り合わせて両面にしようかと思っています。
今回は時間が惜しいので自動生成されたものをそのまま使いますｗ（ピン間に配線も通していません）
できたパターンが下図です。赤色のパターンが Top面で水色が Buttom面になります。
| テスト用パターン |
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最初に Buttom 面のパターンから作成してみることにします。裏面のデータとしてパターン、ドリル、基板カットの3つ作りますがいずれもミラー設定にして DesignSparkPCB で出力します。
後は今までと同様に FlatCAM で G-code を作り、grblControl で読込みます。
| grblControl 画面 |
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今回はスピンドルの回転数を約 800 rpm （前回は 500 rpm）にあげています（これ以上上げるとうるさいので・・）
また、Ｚ軸のゼロ点調整をＶカッターの固定ネジを緩めて基板近くで基板まで降ろし固定することでゼロ点とする方式に変更しました（コットン方式と命名ｗ）
パターンカットが完了した状態が下の写真です。
| パターンカット完了時の状態 |
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左右のパターンがカットしきれていません orz
基板を取り出して撮ったアップ写真が次の写真です。
| パターンカット後の基板 |
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今回も前回同様、カットの深さは 0.04 mm にしていますが、前回はＺ軸のゼロ調整は音で判断方式？でやっています。推測ですが音判断方式は実際（コットン方式）よりも若干マイナス方向にずれてしまうのではないかと思います。
また、上の「パターンカット完了時の状態」の写真で判るように捨て板のMDF合板を左右で固定しているために、左右の端が若干歪んだため、パターンをカットしきれなかったのではないかと思います。
念のため、ＭＤＦ合板の厚さを４辺でノギスで測ったところほほ 6.1 mm だったのでＭＤＦ合板の製造精度が悪いわけではないようです。
パターンの拡大写真で前回と比較してみると
| 前回 | 今回 |
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明らかに前回よりも切削状態が悪い・・・
前回との主な違いは
- スピンドル回転数 前回：500rpm 今回：800 rpm
- Ｚ軸ゼロ調整方法 前回：音判断 今回：コットン方式
- カット範囲 前回：狭い 今回：広い
原因としてはＺ軸のゼロ調整方式の違いにより今回の方がカット深度が浅かったためではないかと考えています。
銅層をカットできず、銅層に乗り上げた時は音が変わるのでわかりますが、ギリギリ銅層を切るような状態では銅層の切削状態が悪くなるように思います（上の「今回」側の写真を見ても切ったというよりは剥がしたという状態に見える）
次回は
- Ｚ軸のゼロ調整はコットン方式で深度は 0.05mm以上
- MDF合板がそってしまう問題の対策として MDF合板は必要以上にきつく固定しない
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