RaspberryPiのFabmodulesからMDX-15で基盤切削

Created Date: 2017-10-10/ updated date: 2017-10-29
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    Summary
    こちらはファブラボ関内のMDX-15機材講習会の資料です。
    ラズパイにFabmodulesを入れ、MDX-15に直接出力して基盤切削をする方法です。
    Fabmodules が対応するものなら、MDX-15以外にも使えるはずです。

    Materials

      Tools

        Blueprints

          Making


            • ラズパイに繋ぐもの
              ・電源
              ・USB - RS232C DB9シリアル変換ケーブル(純正ケーブルでMDX-15に繋ぐ※)
              ・HDMIケーブル、USBキーボード、マウス(VNC接続する場合は不要)
              ・WiFi接続または有線LANケーブル(VNC接続する場合)

              MDX-15に繋ぐもの
              ・電源
              ・ラズパイからのケーブル(※)
              1. MDX-15の作業板に、すて板(MDF)を両面テープで固定する
              2. カット基盤を、すて板の上に両面テープで固定する
                その際、両面テープが少し内側になるように貼ると、剥がす時にヘラを差し込やすくなる


          • Eagle、KiCad等で作成した基板パターン(.png)をラズパイで読める用意をする
            • USBメモリー経由 (刺すだけなので設定不要)
            • VNC接続のファイルトランスファー機能を使う
            • NASは現在は不対応

            • 使用しているRaspbian Stretch (2017-09-07-raspbian-stretch)にはRealVNCサーバーが含まれている。

              VNC Viewerをダウンロードして、ラズパイにVNC接続すれば、モニター、キーボード、マウスの接続は不要となり、自身のPCで操作できる。
              1. ラズパイとPCは同じローカルネットワーク内に接続する
              2. VNC Viewerを起動
              3. File -> New connection
              4. General -> VNC Server >> raspimdx15.local::5900
              5. OK
              6. 出来たアイコンをクリック
              7. Username >> pi
              8. Password >> k●●●●●●●7
              9. OK
              1. 「RasPiロゴ」-> Preference -> Raspberry Pi Configuration
              2. System -> Resolution -> Set Resolution >>解像度を選ぶ
              1. 画面上部中央のアイコン「File transfer」
              2. VNC Viewer - File Transfer
              3. Send Files... >>PCから送るデータを選ぶ
              4. Open>>デスクトップに保存される
              5. 出来ない場合 -> USBメモリー経由でデータをラズパイに移す(NAS経由では出来ません)
            • ラズパイのデスクトップにある Firefox ESR を立ち上げる
               =>Fabmodulesが自動で立ち上がる
              1. input format -> image(.png) >> 基板データを選択する
              2. output format -> Roland mill (.rml) 
              3. PCB traces (1/64) (回路面切削の場合)
              4. PCB traces (1/32) (アウトライン、ホールの場合)
              5. output machine -> 「MDX-15」 を選択
            • Fabmodulesを初めて使うセットアップ時のみ
              ラズパイの出力するポートが/dev/ttyUSB0 9600なので、
              send command: -> mod_pront.py /dev/ttyUSB0’;’ に設定する
              使用後に確認すると、mod_serial.py /dev/ttyUSB0 9600 rtscts になっている
              1. process -> calculate >> パスが生成される
              2. 設計通りにパスが生成されているか画面上で確認する
               ・配線間がビット径0.4mmより狭く設計されている場合はパスへ生成されません(削られません)
               ・設計を変えられない場合は、Fabmodules上でTool diameter(ビット径)を実際より細く(0.4 -> 0.37など)するとパス生成が出来る場合がありますが、実際は0.4mmで削れますので注意して下さい。
            • ※このプロセスは現在ラズパイ起動時に自動化しています

              $ cd fabmodules /
              $ npm start  
              > fabmodules-html5@1.0.0 start /home/pi/fabmodules  
              > PATH=./mod_server/:$PATH node ./mod_server/mod_server.js  
              listening for connections from 127.0.0.1 on 12345 
            • MDX-15の電源を入れ、「VIEW」を押す >> 機械原点(x0,y0)にスピンドルが移動する

              x0 (mm):10
              y0 (mm):10
              z0 (mm):0   (※)

              数値を入力 -> move to xyz0 >> カット基盤上の削りたい位置(x,y)までスピンドルを動かす。
              ※z0は「0」のままにして、MDX-15本体のボタンでZ軸は調整する
              1. MDX-15本体の「UP」を押し、スピンドルユニットのZ軸を上に動かす
              2. 六角レンチ(1.5)で、スピンドルユニット先端のイモネジを緩める
              3. エンドミルがなるべく短くなるようにスピンドルユニットに刺して、イモネジを締め固定する
              4. MDX-15本体の「DOWN」を押し、基盤に当たらないように注意しながら、慎重に下ろしていく。(カット基盤に当たるとエンドミルが折れます)
              5. 十分近くまで下ろしたら、イモネジを緩めてエンドミルを下ろし、カット基盤に接触する位置でイモネジを締め固定する。
            • process -> send >>MDX-15が動き始めます。
            • 1/64ビットで回路面切削が終わったら、ホールやアウトラインを切削する為に1/32ビットに交換します。

              1. MDX-15の「VIEW」を押す >> スピンドルユニットが初期位置に戻る
              2. ハケで切削面から切削クズを払い落とす
              3. エンドミルを一旦外す(次のエンドミルはまだセットしない)
              4. 「VIEW」を押し(VIEWモード解除)、切削位置(1/64と同じx,y)まで移動する
              5. MDX-15の「UP」を押してスピンドルユニットを十分に上げたら1/32ビットを装着し、基盤面まで1/64ビットの時と同様に下ろしZ軸のゼロ点をセットする
              (回路面切削とx,yは同じ位置にしないとズレた位置で次の切削が始まるので注意)

              1. MDX-15の作業板のネジを緩めて取り外す。
              2. ハケで基盤付近の削りカスを落とす。
              3. 切削した基盤のアウトラインやホールの隙間にソルベントを流し込み、ヘラを使って丁寧には両面テープから剥がし、取り外す。
              1. スチールウールで軽く擦って(撫でる程度、金属光沢が出るくらい)基盤表面のバリをとる。
              2. カットした基盤の端は鋭利なので、ヤスリやカッター刃の背などで軽くこする。
              3. 半田づけをするとブリッジしそうな不要な銅箔があればカッターで削り取っておく。細すぎる銅箔も外れてショートの原因になるので取り除く。
              4. 食器用洗剤で洗い脂分を落とし、乾燥させる。
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