SRM-20で基板をつくる方法

Created Date: 2015-05-06/ updated date: 2015-09-20
    • Medium dsc 0230
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    License
    By nc sa
    Summary
    ローランド社のSRM-20(小型CNC)を使って銅板を削り、電子基板をつくる方法

    Materials

      Tools

        Blueprints

          Making

          • 台座を作る

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            Thumb kura signThumb profile01
            SRM-20で銅板を削る場合、まずは銅板を置く台座をつくりましょう。
            • 高さが40mm以上の板を用意

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              基板作成用の銅板など薄い素材を扱うときは、台を作って底上げしないと刃が素材に届きません。素材は木材、アクリルなどを使います。
          • 面だし

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            Thumb kura signThumb profile01
            台の水平を出すために、面だし処理をしましょう。水平でないと、削りムラができてしまいます。この時点で、電子基盤を両面テープで土台に張り付けましょう。両面テープのおススメは、NITTO No.5000NSです。接着力は強力ながら、はくり紙をはがしやすいです。
            Small dsc 0186
            • 切削用のパスデータを作成(Fab Modules)

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              Thumb kura signThumb profile01
              切削用にデータを作成します。PNGのデータを利用します。
              • PNGファイルを用意

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                Thumb kura signThumb profile01
                基板設計用CAD(Eagle)などを使って、3つのPNGファイルを用意します。
                1. 回路パターンのデータ
                2. 穴(スルーホール、ドリル穴)のデータ
                3. 外形線のデータ

                Small data
              • PNGファイル(回路パターン)からパスデータを用意➀

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                オープンソースのCAMソフトウェア(Fab Modules)を使ってPNGファイルからRMLファイル(パスデータ)を生成します。ウェブサイトにアクセスした上で、以下の手順に従い設定を行いましょう。
                1. input formatよりimage(.png)を作成した回路パターンのファイルを選択します。
                2. output formatでRoland Mill(.rml)を使用機材として選択します。
                3. PCB traces(1/64)を選択します。これは彫刻用のエンドミルの太さに相当します。


                • Small srm 07
                • Small loadpng
              • PNGファイル(回路パターン)からパスデータを用意②

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                Thumb kura signThumb profile01
                1. out put machine >> 使用する機種としてSRM-20を選択します。
                2. xmin(mm):0 ymin(mm):0 zmin(mm):0
                と設定します。これがエンドミルの原点となります。(原点の設定は後のSRMをコントロールするソフトウェア「Vpanel」でも可能です。ここで設定した値がVpanelでの原点の設定値と足し算されるので、紛らわしくならないように0と入力しています。)
                Small calculatepattern ichi
              • PNGファイル(穴)からパスデータを用意③

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                Thumb kura signThumb profile01
                calculate >> エンドミルの軌道のデータに変換されます。
                save >> 出来上がった軌道のデータが本体にダウンロードされます。

                同様の手順で穴パターンのパスデータも作成します。このときPCB traces(1/64)から PCB outline(1/32)(切削用のエンドミル)へ変更しておきましょう。
                • Small cal sa
                • Small pcb outline132
              • PNGファイル(外形線)からパスデータを生成

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                Thumb kura signThumb profile01
                上記と同様の方法で外形線のパスデータを生成
                こちらもPCB traces(1/64)から PCB outline(1/32)へ変更しておきましょう。
                Small outputoutline
            • 原点を調整(VPanel)

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              Thumb kura signThumb profile01
              操作用のアプリケーション(VPanel)を使って原点調整を行います。SRM-20のカバーを閉じた状態でVPanelを起動し、座標系の設定をしましょう。これには機械座標系、ユーザー座標系と二つあります。機械座標系とはSRM-20に予め設定された設定値です。ユーザー座標系とは、ユーザーが指定した値で原点を設定することができます。今回は、ユーザー座標系を指定しましょう。
              Small vp zahyou
              • カーソルの移動量の設定

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                Thumb kura signThumb profile01
                エンドミルが一回の操作で移動する量を設定します。
                まず大まかな位置を決定するために「連続」を選択しましょう。
                「×100」、「×10」、「×1」はそれぞれの軸の微調整に使用します。
                Small vp idouryou
              • 原点をあわせる

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                Thumb kura signThumb profile01
                矢印のコマンドを操作し、原点の位置(切削を始めたい位置)を決定しましょう。先ほどのカーソル移動量が「連続」に設定してあれば押しっぱなしで移動します。x、y、z軸それぞれに大まかな当たりをつけましょう。
                Small vpanel idou
              • 原点を合わせる(注意)

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                Thumb profile01
                ※特にz軸方向についてエンドミルの先端と土台との距離は余裕をもって慎重に行いましょう。エンドミルを移動しすぎると土台とぶつかり、破損してしまうことがあります。カーソル移動量の「×100」、「×10」への切り替えを駆使しましょう。開始位置は左手前となります。
                Small dsc 0209
              • 原点設定➀

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                Thumb profile01
                エンドミルの開始位置を合わせたら、原点設定>>X/Y、Zをそれぞれ押すと、「[X/Y](または[Z])原点設定を変更します。(ユーザー座標系)よろしいですか?」と確認画面が表示されるので、「はい」を選択します。これで、現在のエンドミルの位置が開始位置として設定されました。
                • Small vpanel genntenkotei
                • Small vp gentenset
              • 原点設定②

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                Thumb profile01
                移動>>原点へ>>X/Y(またはZ)でエンドミルがどの座標にいても設定した位置に戻ることができます。
                Small vpanel gentenheidou
              • 原点設定③(Z軸の微調整➀)

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                Thumb profile01
                エンドミルが床面と接触するぎりぎりのところまで設定します。
                図のように指でエンドミルを挟み込みます。
                Small dsc 0206
              • 原点設定③(Z軸の微調整②)

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                Thumb profile01
                指で挟みながら、レンチを使い固定を緩めましょう。これはエンドミルが落下して壊れるのを防ぐためです。床面とぴったり接触した時点で、エンドミルを閉め直します。
                Small dsc 0207
            • 切削(VPanel)

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              Thumb kura sign
              切削を開始しましょう
              • 回路パターンを作成

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                Thumb kura signThumb profile01
                回路パターンを読み込みましょう。加工をクリック。
                Small vpanel kakou button
              • ファイルを追加

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                Thumb kura signThumb profile01
                加工ファイルを選びます。追加をクリックし、先ほど作成した回路パターンのrmlファイルを選択します。なお前回出力したファイルがあれば、出力ファイルリストに表示されるので、削除しておきます。
                • Small vp tuika
                • Small vp sakujo
              • 出力

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                Thumb kura signThumb profile01
                出力をクリックし、加工を始めましょう!
                Small kakou shuturyoku
              • 回路パターン完了

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                Thumb profile01
                回路パターンが削り出せたら、一旦掃除をしましょう。カバーを開き、掃除機で粉塵を取り除きます。
                • Small dsc 0214
                • Small dsc 0215
              • 穴をあける

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                Thumb profile01
                次に、回路に必要な穴をあけるため、エンドミルを交換します。今は彫刻用の径1/64のものを使用しているので、切削用の1/32のものへ交換しましょう。
                Small dsc 0217
              • XY軸を移動

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                Thumb profile01
                カバーを閉じ、x、y方向については移動>>原点へx/yで再び移動します。
                Small vpanel idouxy
              • Z軸を再び調整

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                Thumb profile01
                エンドミルを取り換えたのでz軸については、十字キーでカーソルを移動しつつ、もう一度原点設定を行いましょう。
                • Small zgenten
                • Small dsc 0218
              • 穴あけ完了

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                Thumb profile01
                回路パターン同様に加工>>追加>>出力で完了します。掃除も行い、穴の位置などが適切かチェックしておきましょう。
                Small dsc 0219
              • 外枠を切り出す

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                Thumb profile01
                穴あけ同様に、外枠も切削します。エンドミルは同じものを使用するので、VPanelでそのまま操作しましょう。
                • Small dsc 0221
                • Small dsc 0222
            • 取り外し

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              カバーを開け、取り付けている4つのネジを緩め、基盤をオレンジ色の土台ごと取り外します。
              Small dsc 0225
              • 基板を取り外す➀

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                スクレイバーと剥がし剤を使って基板を取り外しましょう。剥がし剤には「ミツワ・ペーパーセメントソルべント」を使用しています。
                Small dsc 0226
              • 基盤を取り外す②

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                Thumb kura signThumb profile01
                土台と基盤との間に、剥がし材を流しこみます。
                Small dsc 0228
              • 基盤を取り外す③

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                Thumb profile01
                スクレイバーを差し込みます。他の銅板部分が折れてしまわないように、気を付けましょう。
                Small dsc 0229
              • 完成

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                Thumb profile01
                粉塵を取り除き、完成です。
                Small dsc 0231
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