31
Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotter door Y. Verbelen In wat volgt wordt een introductie gegeven tot het gebruik van de LPKF Protomat 95S/II en het aansturen van deze machine op basis van een PCB-design in Altium Designer. Benodigde software voor deze introductie is Altium Designer (in deze handleiding wordt v10.6 gedemonstreerd); LPKF CircuitCAM (in deze handleiding wordt v4.0 gedemonstreerd); LPKF Boardmaster (in deze handleiding wordt v4.0 gedemonstreerd); Het ontwerp van PCB’s met Altium Designer valt buiten het bestek van deze handleiding; hiervoor wordt verwezen naar de syllabus Elektronisch CAD 2D, consulteerbaar in de IWT-bibliotheek. 1 Exporteren van productiebestanden uit Altium Designer Altium Designer ondersteunt rechtstreekse export van productiebestanden naar het Gerber-formaat, dat benodigd is voor het aansturen van de freesboorplotter. Er moeten 2 sets productiebestanden ge¨ exporteerd worden: Gerber-informatie voor de verschillende lagen van de PCB (koper, tekstopdruk, soldeermasker en stencil; Boorinfomatie voor het boren van gaten door pads van thru hole componenten, voor het boren van via’s, en voor het uitsnijden van de contour van de PCB. In de volgende introductie wordt een enkelzijdige PCB voorgesteld met zowel thru hole als surface mount componenten, een tekstopdruk langs de bovenzijde en een onregelmatige vorm met een cutout in het midden (zie figuur 1). Om fabricage op de Protomat 95S/II freesboorplotter toe te laten, moet het PCB- design aan de volgende vereisten voldoen: minimale track-breedte van 8 mil; minimale clearance van 10 mil; minimale boordiameter van 0.5 mm. Het is aanbevolen deze vereisten op te nemen in de Design Rules van Altium Designer en hier via de DRC (Design Rule Check) op te controleren (Menu Tools ! Design Rule Check). Wanneer een kleinere trackbreedte of clearance gewenst is, levert een nauwkeurig getimed etsproces betere resultaten. [email protected] 1

Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterdoor Y. Verbelen

In wat volgt wordt een introductie gegeven tot het gebruik van de LPKF Protomat 95S/II en het aansturenvan deze machine op basis van een PCB-design in Altium Designer. Benodigde software voor dezeintroductie is

• Altium Designer (in deze handleiding wordt v10.6 gedemonstreerd);

• LPKF CircuitCAM (in deze handleiding wordt v4.0 gedemonstreerd);

• LPKF Boardmaster (in deze handleiding wordt v4.0 gedemonstreerd);

Het ontwerp van PCB’s met Altium Designer valt buiten het bestek van dezehandleiding; hiervoor wordt verwezen naar de syllabus Elektronisch CAD 2D,consulteerbaar in de IWT-bibliotheek.

1 Exporteren van productiebestanden uit Altium Designer

Altium Designer ondersteunt rechtstreekse export van productiebestanden naar het Gerber-formaat, datbenodigd is voor het aansturen van de freesboorplotter. Er moeten 2 sets productiebestanden geexporteerdworden:

• Gerber-informatie voor de verschillende lagen van de PCB (koper, tekstopdruk, soldeermasker enstencil;

• Boorinfomatie voor het boren van gaten door pads van thru hole componenten, voor het boren vanvia’s, en voor het uitsnijden van de contour van de PCB.

In de volgende introductie wordt een enkelzijdige PCB voorgesteld met zowel thru hole als surfacemount componenten, een tekstopdruk langs de bovenzijde en een onregelmatige vorm met een cutout inhet midden (zie figuur 1).

Om fabricage op de Protomat 95S/II freesboorplotter toe te laten, moet het PCB-design aan de volgende vereisten voldoen:

• minimale track-breedte van 8 mil;• minimale clearance van 10 mil;• minimale boordiameter van 0.5 mm.

Het is aanbevolen deze vereisten op te nemen in de Design Rules van AltiumDesigner en hier via de DRC (Design Rule Check) op te controleren (Menu Tools! Design Rule Check). Wanneer een kleinere trackbreedte of clearance gewenstis, levert een nauwkeurig getimed etsproces betere resultaten.

[email protected] 1

Page 2: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 1: Een afgewerkte PCB in Altium Designer, weergegeven in 3D inclusief componentmodellen.

[email protected] 2

Page 3: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

1. Open in Altium Designer het project naar keuze en laadt de PCB in de editor (.PcbDoc). Schakelover naar 2D-weergave (zie figuur 2) en controleer dat de koperbanen blauw getekend zijn (wat overeen-komt met de bottom layer). In Altium Designer wordt koper op de bottom player weergegeven indonkerblauw en tekstopdruk in het geel . Gaten van zowel via’s als pads worden weergegeven incyaan . De zwarte achtergrond wijst op PCB-substraat.

Figuur 2: 2D-weergave van een PCB in altium designer.

[email protected] 3

Page 4: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

2. Kies Gerber Files uit het menu File ! Fabrication Outputs om de instellingen voor Gerber-export op te roepen (zie figuur 3). Selecteer de optie Inches bij Units en kies voor de maximale resolutie2.5 bij Format.

Figuur 3: Instelling van resolutie in de wizard Gerber Setup.

In lijn met internationale standaarden wordt in deze handleiding voor Gerber-bestanden de eenheid mil gehanteerd (1 inch = 103 mil = 25.4 mm) en voor boor-gaten mm (1 m = 103 mm).

Wanneer de eenheid (inches of millimeter) of de resolutie niet correct ingesteldwordt, dan zal dit ertoe leiden dat de schaal van de geproduceerde PCB afwijkt endus groter of kleiner is dan gewenst. Als de resolutie bijvoorbeeld op 2:4 wordtingesteld, zal de PCB een factor 10 (!) te groot zijn!

[email protected] 4

Page 5: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

3. Selecteer op het tabblad Layers alle layers die moeten geexporteerd worden als Gerber. In dit gevalhoudt dit dus de bottom layer en de top overlay in, respectievelijk de koperlaag en de tekstopdruk (ziefiguur 4). Geen van beide layers mag gespiegeld zijn. Wanneer een dubbelzijdige PCB wordt gemaakt,moet ook de top layer aangevinkt worden.De instellingen op het tabblad Drill Drawing zijn van geen belang voor in-house PCB-productie, maarop tabblad Apertures moet de optie Embedded apertures (RS274X) zeker aangevinkt staan.

Figuur 4: Selectie van de layers die moeten geexporteerd worden: koperlaag en tekstopdruk.

[email protected] 5

Page 6: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

4. Alvorens de Gerber-bestanden te exporteren, moeten nog enkele instellingen voor het Gerber-formaat zelf geconfigureerd worden. Selecteer op het tabblad Advanced bij de optie Leading/TrailingZeroes de instelling Keep leading and trailing zeroes. Bij de optie Position on Film dient Reference toabsolute origin geselecteerd te zijn. Deze instellingen laten toe om in de productiesoftware CircuitCAMlater de Gerber-informatie en de boorinformatie weer correct uit te lijnen (zie figuur 5).

Figuur 5: Configuratie van het Gerber-bestandsformaat.

Wanneer de instellingen op het tabblad Advanced foutief geconfigureerd zijn, zaldit ertoe leiden dat boorgaten niet op de juiste plaats worden gemaakt.

[email protected] 6

Page 7: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

5. Klik OK onderaan het venster om de Gerber-bestanden te genereren. De geselecteerde layers, in ditgeval de bottom layer en de tekstopdruk, worden weergegeven zoals ze geexporteerd werden (zie figuur6). Het is aanbevolen in dit stadium te controleren of er geen fouten in de Gerber-bestanden geslopenzijn vermits deze nu nog snel te verhelpen zijn door aanpassingen door te voeren in de PCB en opnieuwte exporteren.

Figuur 6: Overzicht van geexporteerde Gerber-bestanden weergegeven als layers in de CAM-Viewer vanAltium Designer.

[email protected] 7

Page 8: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Optie InstellingUnits ! Inches

Format ! 2:5Leading/Trailing Zeroes ! Keep leading and trailing zeroes

Coordinate Positions ! Reference to absolute origin

Tabel 1: Configuratie van NC Drill-informatie

6. Vervolgens moet ook de boorinformatie geexporteerd worden, dit gebeurt via NC Drill Files inhet menu File ! Fabrication Outputs. Deze functie is enkel beschikbaar wanneer het PCB-documentgeselecteerd is (.PcbDoc). Het venster NC Drill Setup verschijnt.

Net zoals bij het exporteren van Gerber-layers moeten ook hier dezelfde instellingen worden doorgevoerdzoals weergegeven in tabel 1 om ervoor te zorgen dat Gerber- en boorinformatie correct geschaald enuitgelijnd zijn.

Verder is het belangrijk dat de optie Generate Board Edge Rout Paths is aangevinkt en dat in het tekstvakRout Tool Dia een afstand van 1 mil wordt ingesteld.

Wanneer in het PCB-design de rand van de PCB op een afzonderlijke layer werdgedefinieerd in plaats van het canvas bij te snijden in Altium Designer, dan moetdeze layer met board outline informatie worden meegeexporteerd met Gerber-bestanden en mag de optie Generate Board Edge Rout Paths uitgeschakeld blijven.

Klik OK onderaan het venster om de boorinformatie uit het design te halen en op te slaan in NC Drill-formaat. Er zal twee maal om bevestiging gevraagd worden bij het importeren van de boorinformatie(Drill Data) en de freesdata (Mill/Route Data). Klik OK om te bevestigen. Altium Designer geeft nude boorinformatie weer in een afzonderlijk venster (figuur 8) waarin cyaankleurige cirkels boringenaangeven en cyaankleurige lijnen freescontouren. In dit geval gaat het om een cirkelvormige PCB waar-door de buitenste freescontour ook een cirkel is. In het midden van de PCB bevindt zich bovendien eenrechthoekige cutout die ook uitgefreesd moet worden.

[email protected] 8

Page 9: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 7: Instellingen voor NC Drill-informatie.

[email protected] 9

Page 10: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 8: Weergave van frees- en boorinformatie in de CAM-Viewer van Altium Designer.

[email protected] 10

Page 11: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

2 Berekenen van boor- en freespaden op basis van Gerber- en NCDrill-bestanden

De Gerber en NC Drill-informatie kan niet direct gebruikt worden om de freesboorplotter aan te sturenvermits het gaat om algemene informatie bruikbaar voor het aansturen van een grote verscheidenheidaan CNC-machines. De Gerber-informatie moet dus eerst omgezet worden naar freespaden vooraleer zenaar de freesboorplotter kan gestuurd worden. Dit gebeurt via de LPKF-software CircuitCAM.

De Gerber- en NC Drill-bestanden die CircuitCAM inleest, zijn niet beperkt totdiegene die Altium Designer exporteert. Hou er echter rekening mee dat andereCAD-software andere parameters kan hanteren dan Altium Designer wat kan leidentot beschadiging van de machine.

Consulteer steeds een laboverantwoordelijke vooraleer in CircuitCAM bestandente importeren die niet volgens de hierboven beschreven procedure vanuit AltiumDesigner geexporteerd werden.

1. Open CircuitCAM v4.0 en start een nieuw project voor de productie van een enkelzijdige PCB viaFile ! New ! SingleSidedBottom.cat. Een leeg canvas verschijnt zoals weergegeven in figuur 9.

2. Klik op de knop Import om de Gerber- en NC Drill-bestanden die eerder door AltiumDesigner werden geexporteerd te importeren in CircuitCAM. Er horen 3 bestanden geımporteerd teworden:

• de Gerber bottom layer (bestandsextensie .GBL);

• de NC Drill-informatie voor boorgaten (bestndsextensie .TXT);

• de NC Drill-contouren met de rand van de PCB en eventuele cutouts (bestandsextensie .TXT metde vermelding BoardEdgeRout.

Deze bestanden zijn allen terug te vinden in de projectmap van Altium Designer in de submap ProjectOutputs. Zoals aangegeven in figuur 10 moeten er 3 bestanden worden geımporteerd: de Gerber bottomlayer project.GBL, de NC Drill informatie voor boorgaten project.TXT en de NC Drill contour-informatie project-BoardEdgeRout.TXT.

Selecteer deze 3 bestanden door de Control-toets ingedrukt te houden, en klik vervolgens Openen om debestanden een voor een te importeren. De volgorde is willekeurig, maar aan de hand van de bestandsnaamin de titelbalk van het venster Import wordt duidelijk om welk bestand het precies gaat. Afhankelijk vanhet bestandstype horen andere instellingen geselecteerd te worden.

• Contourinformatie (project-BoardEdgeRout.TXT): standaardinstellingen voor NC Drillzoals gegeven in tabel 2 (zie figuur 11).

• Boorinformatie (project.TXT): standaardinstellingen voor NC Drill zoals gegeven in tabel 2(zie figuur 12).

[email protected] 11

Page 12: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 9: Leeg canvas van CircuitCAM bij een enkelzijdig PCB.

[email protected] 12

Page 13: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 10: Importeren van Gerber bottom layer en NC Drill-bestanden in CicuitCAM.

[email protected] 13

Page 14: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

• Layerinformatie (project.GBL): standaardinstellingen voor Gerber copper layers zoals gegevenin tabel 2 (zie figuur 13).

Klik na het selecteren van de instellingen voor elk bestand op Import om de informatie te laden in Cir-cuitCAM.

CircuitCAM berekent in real time de x en y afmetingen van de informatie zoalsze wordt geımporteerd, in het geval van dit voorbeeld ongeveer 50 mm x 50 mm.Komen deze afmetingen niet overeen met je ontwerp in Altium Designer, dan hebje de optie Digits m.n. waarschijnlijk verkeerd ingesteld.

Figuur 11: Instellingen voor het importeren van NC Drill-contourinformatie in CircuitCAM.

Na het importeren van de 3 bestanden volgens bestandspecifieke instellingen wordt het resultaat weergegevenin de editor (zie figuur 14). Merk op dat de kleurcodering die CircuitCAM hanteert verschilt van die vanAltium Designer, en de bottom layer hier weergeeft in het groen in plaats van in het blauw .

[email protected] 14

Page 15: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Optie InstellingFile-Type ! NC-Drill

Layer ! DrillUnplatedTool List ! NcDrillDefault

Values ! AbsoluteUnit ! inch

Decimal Position ! Trailing and Leading Zeros presentDigits m.n. ! 2:5

Tabel 2: Configuratie van NC Drill-informatie bij het importeren van contouren.

Figuur 12: Instellingen voor het importeren van NC Drill-boorinformatie in CircuitCAM.

Optie InstellingFile-Type ! GerberX

Layer ! BottomLayerTool List ! GerberDefault1

Values ! AbsoluteUnit ! inch

Decimal Position ! Trailing and Leading Zeros presentDigits m.n. ! 2:5

Tabel 3: Configuratie van Gerber-informatie bij het importeren van de bottom layer.

[email protected] 15

Page 16: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 13: Instellingen voor het importeren van de Gerber bottom layer in CircuitCAM.

[email protected] 16

Page 17: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 14: CircuitCAM editor na het importeren van de Gerber en NC Drill data.

[email protected] 17

Page 18: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

3. Vooraleer met het uitfrezen van de tracks te starten, moet een contourfrees (Contour Router)toegewezen worden om de PCB uit de plaat te snijden en om eventuele cutouts te maken. De standaard-frees heeft een diameter van 2 mm. Selecteer de cyaan lijn (een cirkel in dit geval) die de buitenomtrek

van de PCB aangeeft, en klik vervolgens op de knop Contour Routing om het dialoogvensterContour Routing op te roepen. De frees moet langs de buitenzijde lopen om te vermijden een deel van dePCB zelf mee weg te frezen, waarvoor de optie Outside moet geselecteerd worden. In de Tool comboboxwordt dan de frees geselecteerd, in dit geval een Contour Router met een diameter van 2.0 mm (zie figuur15).

Figuur 15: Instellen van de Contour Router voor het uitfrezen van de PCB uit de plaat.

Klik OK om het pad van de contourfrees toe te voegen aan het design, dat zich vertaalt in een lichtgrijzelijn (in dit geval, een cirkel) rond de PCB.

4. Om een contourfrees toe te wijzen aan cutouts in het design, moet stap 3 herhaald worden met hetverschil dat de contour van de cutout moet geselecteerd worden, en dat de optie Inside moet geactiveerdworden in het dialoogvenster Contour Routing.

Voor cutouts smaller dan 2 mm is niet niet mogelijk om een Contour Router vandeze diameter te gebruiken. Voor deze toepassingen zijn ook smallere ContourRouters beschikbaar, maar deze lopen een groter risico te breken. Consulteer eenlabverantwoordelijke als je dunnere contourfrezen wil gebruiken.

[email protected] 18

Page 19: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Optie InstellingSmall : Universal Cutter 0.2 mm (8 mil)

Standard : Universal Cutter 0.2 mm (8 mil)Big : End Mill 1.0 mm (39 mil)

Bigger : End Mill 3.0 mm (118 mil)

Tabel 4: Configuratie van de verschillende frezen per taak.

5. Wanneer de PCB uit de plaat gesneden wordt, dan ligt die los waardoor het risico ontstaat dat dezedoor de sneldraaiende frees wordt weggekatapulteerd met alle gevolgen van dien. Dit leidt niet zeldentot het breken van de (dure) contourfrees. Daarom is het noodzakelijk om breakout tabs toe te voegenaan de contour. Dit zijn kleine stukjes contour die niet helemaal doorgefreesd worden en waar de PCBdus nog vast hangt in de plaat. Na het afwerken van het proces kan de PCB dan door wenteling uit deplaat geduwd worden.

Selecteer het lichtgrijze pad van de contour router en klik op een van de vierkantjes om een locatie voor

een breakout tab te selecteren. Klik nu op de knop Breakout Tab om een breakout tab te plaat-sen op de gekozen locatie. In de editor wordt het lichtgrijze pad van de contourfrees daar nu onderbroken.

Hoeveel breakout tabs nodig zijn hangt af van de grootte en de vorm van de PCB. Onregelmatige vormenvereisen meestal meer tabs, maar er geldt steeds een minimum van 2, aan elke zijde van de PCB bijvoor-beeld. Figuur 16 toont de CircuitCAM editor met toegevoegde contourpaden en breakout tabs.

Als de PCB met te weinig breakout tabs vasthangt, dan kan de hoge rotatiesnelheidvan de contourfrees ertoe leiden dat de PCB alsnog wegspringt. Consulteer bijtwijfel de labverantwoordelijke.

Bij grote cutouts is het noodzakelijk dat ook deze worden bevestigd met breakouttabs, maar in dit voorbeeld blijft er zo weinig materiaal over dat dit meteen kanopgezogen worden door de ingebouwde stofzuiger en dus geen gevaar oplevert voorde machine of de contourfrees.

6. Nu de buitengrenzen van de PCB bekend zijn, kan berekend worden waar overbodig koper moet

weggefreesd worden. Klik op de knop Rubout All Layers en sleep vervolgens een geel vierkantrond de PCB waarbij het belangrijk is erop te letten dat het volledige design inclusief paden van decontourfrees omsloten worden, zoals weergegeven in figuur 17.

7. Open het dialoogvenster Insulate vanuit het menu Edit zoals weergegeven in figuur 18. Selecteerde Bottom (Solder Side) onder Job om alle koper die niet tot de groene vlakken behoort, weg tefrezen. Voor verschillende opdrachten taken is het noodzakelijk verschillende frezen toe te wijzen, zoalsUniversal Cutters voor het isoleren van tracks en End Mills voor het wegfrezen van grote kopervlakken.Tabel 2 geeft een overzicht van de instellingen. Klik op Run om de freesbanen te berekenen. Dit leverthet resultaat in figuur 19.

[email protected] 19

Page 20: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 16: Design met toegevoegde paden voor contourfrezen en bijhorende breakout tabs.

[email protected] 20

Page 21: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 17: Markeren van de PCB-grenzen via de functie Rubout All Layer.

[email protected] 21

Page 22: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 18: Instelling van frezen voor verschillende breedte voorafgaande het uitfrezen van het koper opde bottom layer.

[email protected] 22

Page 23: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 19: CircuitCAM editor na het berekenen van de freespaden voor verschillende diameters.

[email protected] 23

Page 24: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

De donkerrode kleur vertegenwoordigt de Universal Cutter van 0.2 mm, de paarse kleur wijst op de Endmill van 1.0 mm en de lichtgrijze kleur verwijst naar de grootste frees, de End Mill van 3.0 mm.

8. Klik op de knop Export om dit design te exporteren naar een formaat dat door de stuur-software van de Protomat 95S/II kan ingelezen worden. Er wordt eerste gevraagd om het project op teslaan (.CAM), en het geexporteerde productiebestand krijgt dezelfde naam als dit project maar met deextensie .LMD.

Soms geeft CircuitCAM na het exporteren aan dat er zich fouten in het design bevin-den, maar als het design voldoet aan de DRC van Altium Designer, dan hebben dezefouten geen invloed op het design.

[email protected] 24

Page 25: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

3 Voorbereiden van de machine

De LPKF Protomat 95S/II freesboorplotter is een precisie-instrument dat enkel werk van hoogstaandekwaliteit kan afleveren als het ook met de grootste zorgvuldigheid wordt gehanteerd. Daarom is hetvan essentieel belang de machine correct voor te bereiden alvorens een PCB-design naar de machine testuren.

De freesboorplotter wordt beschermd door een kunststof behuizing om hem te vrijwaren van stof. Dekap vervult 3 functies:

• de fijne mechanische onderdelen van de freesboorplotter beschermen tegen stof en vuil;

• het reduceren van geluidshinder wanneer een frees- of booropdracht in uitvoering is;

• verhinderen dat omstaanders bewegende onderdelen kunnen aanraken en daarmee de plotter be-schadigen en/of zichzelf verwonden.

De beschermkap mag enkel geopend worden om een koperplaat toe te voegen of een afgewerkte PCB teverwijderen, maag mag in de Fablabomgeving nooit gedurende lange tijd open blijven staan.

De freesboorplotter is uitgerust met een afzuigsysteem dat automatisch wordt ge-start wanneer de freesboorplotter een frees- of booropdracht uitvoert. Mocht ditafzuigsysteem niet starten om een of andere reden, stop de opdracht dan onmiddel-lijk en verwittig een labverantwoordelijke.

Zet de compressor nooit uit en koppel de persluchtaansluiting nooit af zolang er eenfrees of boor in de kop van de freesboorplotter aanwezig is.

Elke opdracht start met de installatie van een geschikte koperplaat.

1. Open de kap van de freesboorplotter door deze via het handvat naar boven te schuiven. Let eropdat hierbij geen vingers gekneld geraken.

2. Schakel de machine aan via de POWER-knop aan de linkerzijde van de machine. Een groene statusLED licht op om aan te geven dat de stroom is ingeschakeld.

3. Sluit de kap van de freesboorplotter. De machine weigert te bewegen zolang de kap niet goedgesloten is.

4. Start Boardmaster v4.0 (figuur 21), de software voor het aansturen van de freesboorplotter. Desoftware zal vragen of er al een frees of boor in een van de koppen zit (zie figuur 20). Dit is in normaleomstandigheden niet het geval, dus klik OK zonder een optie te selecteren.

[email protected] 25

Page 26: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Wanneer de freesboorplotter een noodstop moest maken, is het mogelijk dat ernog een frees of boor in een van de koppen zit. Vraag hierbij hulp aan de lab-verantwoordelijke.

Als er niet voldoende druk op de persluchtleiding zit, dan zal Boardmaster datin dit stadium aangeven. Vraag de labverantwoordelijke om de compressor aan teschakelen of de druk te verhogen indien nodig.

Figuur 20: Verificatie van de machinestatus bij het opstarten van het softwarepakket Boardmaster.

5. Verplaats de kop van de machine naar de achterkant via het menu Goto ! Pause zodat het werkbedvrij komt om de koperplaat te installeren.

6. Open de kap van de machine en installeer een kartonnen bodemplaat door deze te aligneren met 2bevestigingspinnen die overlangs uit het werkbed van de machine steken.

7. Kies een geschikte koperplaat (enkelzijdig of dubbelzijdig, afhankelijk van de toepassing) enschuur deze glad met behulp van de voorziene schuurspons. Installeer deze vervolgens overlangs in demachine bovenop de kartonnen bodemplaat. Het is belangrijk dat de de bodemplaat de koperplaat overalondersteunt en dat ze minstens een centimeter onder de koperplaat uisteekt. De bevestigingspinnen zijnlang genoeg om een bodemplaat en een koperplaat te accomoderen.

Vraag de labverantwoordelijke om hulp wanneer stukken plaat moeten geınstalleerdworden die geen bevestigingsgaten bezitten of bij de intstallatie van specialevormen.

[email protected] 26

Page 27: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Figuur 21: Stuursoftware Boardmaster v4.0.

[email protected] 27

Page 28: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

8. Druk de koperplaat op de bodemplaat en kleef deze langs alle zijden stevig vast op het machinebedmet eenvoudig verwijderbare tape, bv. TESA-tape. Het is hierbij belangrijk dat de gebruikte tape geenlijmsporen achterlaat op de machine. Met de kwaliteit van de bevestiging staat of valt de kwaliteit vande hele PCB, dus besteed de nodige zorg aan het bevestigen van de koperplaat zodanig dat deze zo vlakmogelijk ligt.

9. Controleer of alle boren en frezen nog goed op hun plaats zitten in het magazijn vooraan demachine en sluit de afschermkap. De Protomat 95S/II is nu klaar voor gebruik.

[email protected] 28

Page 29: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

4 Productie van het design

Nadat de freesbanen voor de machinesturing zijn aangemaakt en de machine zelf is uitgerust met eenkoperplaat, kan de opdracht gestart worden.

1. Importeer het bestand met freesbanen en boorinformatie in Boardmaster via File ! Import !LMD/LPR. Het ontwerp wordt in de editor geladen (zie figuur 22). Zoom uit zodanig dat het volledigewerkbed van de machine zichtbaar wordt via View ! Machine.

Figuur 22: Boardmaster na het importeren van het LMD-bestand met de freesbanen en boorinformatie.

[email protected] 29

Page 30: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

2. Maak gebruik van de knop Move Instance in de bovenste werkbalk om het design te verplaat-sen op het werkbed van de machine door het design te verslepen. Verplaats het design op deze manier

naar de geschatte locatie op de koperplaat. Gebruik vervolgens de knop Move Machine Head omde kop van de machine te verplaatsen naar de 4 hoeken van het design. Controleer visueel dat de kop vande machine wel degelijk volledig boven de koperplaat hangt (zie figuur 23).

Figuur 23: Positionering van het design op het werkblad van de freesboorplotter.

3. Selecteer 4. MillingBottom uit de combobox met productiefasen in het

midden van de werkbalk, en klik vervolgens op de knop All+ om automatisch zowel te boren als tefrezen. Het design in de editor kleurt nu lichtgroen om aan te geven dat deze taken nog moeten gedaanworden.

[email protected] 30

Page 31: Handleiding Protomat 95S/II freesboorplotterfablab.hylas.be/fablab/wp-content/uploads/2014/05/Fablab... · 2014. 5. 27. · Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

Fablab Erasmushogeschool Brussel Protomat 95S/II PCB-freesboorplotter

4. Klik op de knop Start om de freesboorplotter te starten. De plotter zal nu automatisch eenfrees of boor nemen, afhankelijk van de gevraagde acties, en wisselen van gereedschap wanneer nodig.

Laat de machine nooit alleen tijdens bedrijf!

Stop de machine onmiddellijk via de knop Stop wanneer een boor of frees afbreekttijdens een opdracht! Vraag de labverantwoordelijke voor hulp bij het vervangenvan gebroken boren of frezen.

5. Na afloop van alle taken zal Boardmaster met een audiosignaal aangeven dat de productie van

de PCB is voltooid. Selecteer 1. <unknown> in de tool box links bovenaan dewerkbalk om het laatst gebruikte gereedschap weer op de juiste locatie in het magazijn op te bergen.

6. Beweeg de machinekop naar achter via menu Go to ! Pause en open de kap van de machine nietvoordat de kop volledig tot stilstand is gekomen. Trek nu voorzichtig de plakband los om de koperplaatmet PCB vrij te maken. Breng de plaat met de PCB er nog in naar een wasbak en maak alles schoon meteen zachte borstel. Droog de plaat af en duw de PCB eruit door de breakout tabs door te knippen of dePCB in het frame te roteren.

Let erop dat eventuele stofresten zich niet door het lab verspreiden, aangezien ditstof kankerverwekkend is!

7. Verwijder de kartonnen bodemplaat uit de machine (let erop de aligneringspinnen er niet per on-geluk mee uit te trekken) en deponeer alle bevestigingstape in de daartoe bestemde vuilnisbak. Eventueleoverblijvende lijmresten kunnen verwijderd worden met methanol.

Methanol is een giftig en uiterst brandbaar oplosmiddel, laat dit niet in contactkomen met je huid en adem de dampen niet in!

8. Sluit de kap van de machine en breng de kop terug naar startpositie via menu Go to ! Exchange.Sluit Boardmaster af en schakel vervolgens de freesboorplotter zelf uit via de POWER-schakelaar aande zijkant.

[email protected] 31