Gravure Mécanique PCB

Mode d'emploi de la gravure d'un PCB simple couche avec la fraiseuse du laboratoire LAB6.

Présentation

Le modèle de CNC disponible au fablab est ???

Fix Me !

Vous pouvez ajouter les informations manquantes !!! modèle et photo

Niveau de difficulté

Installation

PCB2GCODE

Outil de conversion Gerber vers G-code

cf https://github.com/pcb2gcode/pcb2gcode

 sudo apt-get update
 sudo apt-get install build-essential automake autoconf autoconf-archive libtool libboost-program-options-dev libgtkmm-2.4-dev gerbv git
 git clone https://github.com/pcb2gcode/pcb2gcode.git
 cd pcb2gcode
 autoreconf -fvi
 ./configure
 make
 sudo make install

PCB2GCODEGUI

Interface graphique pour pcb2gcode

cf https://github.com/pcb2gcode/pcb2gcodeGUI

 sudo apt-get install build-essential git qt5-default libqt5svg5-dev
 git clone https://github.com/pcb2gcode/pcb2gcodeGUI.git
 cd pcb2gcodeGUI/
 qmake
 make
 sudo make install

g-commander

Logiciel de contrôle de la fraiseuse

 git clone https://gitlab.com/Pilatomic/g-commander.git
 sudo apt-get install libqt5serialport5-dev
 cd g-commander/
 qmake
 make

Utilisation

La CNC du fab fonctionne avec des fichiers G-code. Pour la réalisation de la gravure d'une carte simple face, trois fichiers sont nécessaires :

• Fichier de détourage des pistes (calque B.Cu)
• Fichier de contours de la carte (calque Edge Cuts)
• Fichier de perçage

Voici en résumé les étapes pour créer ses fichiers et utiliser la CNC :

1. Réalisation du schéma de la carte avec Kicad Pcbnew
2. Exporter le fichier PCB Kicad au format Gerber
3. Exporter le fichier de perçage Kicad au format Excellon
4. Transformer les Gerber et Excellon en fichiers G-code
5. Réaliser la carte

Réaliser sa carte avec Kicad Pcbnew

Reportez-vous à cette page pour prendre en main ce module de Kicad : Utilisation de Kicad Pcbnew

Avant de se lancer dans l'export, vérifier que votre projet de carte respecte les prérequis suivants :

Paramètres Kicad

Distance	Valeur minimale (mm)
Largeur de piste	1 mm
Ecart entre deux pads	0,5 mm
Ecart entre deux pistes	0,5 mm

• Le tracé des pistes aura été réalisé sur le calque B.Cu (coté cuivre de la plaque à graver)
• La carte dispose d'un plan de masse. La CNC va détourer uniquement les pistes dessinées sans enlever le cuivre du plan de masse
• Le projet dispose d'un contour dessiné dans le calque Edge.Cuts

Exporter le tracé des pistes au format Gerber

Depuis le module Pcbnew de Kicad, cliquer sur le bouton Plot dans la barre d'outil ou menu File puis Plot.

Dans la boîte de dialogue, vérifier que :

• Le format d'export est bien Gerber
• Sélectionner un répertoire où seront enregistrés les fichiers créés
• Les options cochées sont bien identiques à la capture suivante :

Cliquer sur le bouton Plot au bas de la fenêtre.

Kicad va créer autant de fichiers Gerber que de couches sélectionnées. Les couches à exporter impérativement sont :

• B.Cu : Cuivre arrière, là où sera gravé le circuit
• Edge.Cuts : Contour de la plaque

Exporter le fichier des perçages

Le fichier contenant les positions et les diamètres des perçages (drill file) est au format Excellon.

• Cliquer sur le bouton Generate Drill File de la boite de dialogue Plot précédente
• Sélectionner les répertoire où sera enregistré le fichier de perçage
• Vérifier que les options cochées soient identiques à la capture suivante :

• Cliquer sur le bouton Drill File

Kicad va générer un fichier portant l'extension .drl dans le répertoire de destination.

A ce niveau d'avancement, vous disposez de l'ensemble des fichiers nécessaires pour la gravure de la carte mais pas au format interprété par la CNC. L'étape suivante va permettre la conversion de ces fichiers au format G-code.

Du format Gerber et Excellon vers le format G-code

Pour cela, on utilise le programme pcb2gcodeGUI. A la première utilisation, il va falloir créer le fichier de configuration stockant les options nécessaires au bon fonctionnement du programme pour la CNC du fab.

Créer un fichier texte avec le contenu suivant : Fix Me !

Vous pouvez ajouter les informations manquantes !!! Paramètres de configuration de pcb2gcodeGUI

# Configuration file generated by pcb2gcodeGUI version 0.1 on ven. oct. 28 22:22:49 2016
  
# Common options
#@#dpi=1000
metric=true
metricoutput=true
mirror-absolute=false
nog64=true
optimise=true
tile-x=1
tile-y=1
tolerance=0.0100
vectorial=true
zchange=10.0000
zero-start=true
zsafe=5.0000

# Mill options
#@#extra-passes=0
mill-feed=600
mill-speed=10000
#@#offset=0.1500
voronoi=true
zwork=-0.0500

# Drill options
drill-feed=50
drill-side=auto
drill-speed=10000
milldrill=false
#@#milldrill-diameter=3.0000
nog81=true
nog91-1=true
onedrill=false
zdrill=-2.5000

# Outline options
bridges=0.5000
bridgesnum=2
cut-feed=600
cut-infeed=10.0000
cut-side=auto
cut-speed=10000
cutter-diameter=3.0000
fill-outline=true
#@#outline-width=0.2000
zbridges=-0.6000
zcut=-2.5000

# Autoleveller options
al-back=false
al-front=false
#@#al-probecode=G31
al-probefeed=100
#@#al-probevar=2002
#@#al-setzzero=G92Z0
al-x=15.0000
al-y=15.0000
software=LinuxCNC

Lancer pcb2gcodeGUI

 pcb2gcodeGUI

Puis cliquer sur File, load configuration file, et sélectionner le fichier précédemment créé.

Sur le premier onglet Input/output :

• Dans la zone Back, sélectionner le fichier Gerber contenant le calque B.Cu généré par Kicad

L'application peu afficher un message inquiétant : Il essaye de vous expliquer avec ces mots à lui que l'algorithme qui va convertir le tracé dessiné sous Kicad en zones délimitées en vue de la gravure a besoin d'avoir une bordure extérieure pour fonctionner. On va la lui fournir.

• Cliquer sur Ok pour acquitter le message
• Dans la zone Outline, sélectionner le fichier Gerber contenant le calque Edge.cuts
• Dans la zone Drill, sélectionner le fichier Excellon (.drl) contenant le détail des perçages
• Dans la dernière zone Output folder, choisir un répertoire où seront exportés les fichiers G-code

La prévisualisation à droite donne une idée du rendu.

• Cliquer sur le bouton Start au bas de la fenêtre pour démarrer la conversion en G-code.

Pcb2gcode va créer des fichiers d'extensions .ngc :

back.ngc	Tracé des pistes
outline.ngc	Contour extérieur de la carte
drill.ngc	Position des perçages

A la fin de cette étape, les fichiers sont prêts pour la gravure de la carte par la CNC.

Réalisation de la carte

Préparation de la CNC

Le soin apporté à cette étape de préparation va grandement conditionner la qualité de la réalisation de la carte !

• Débrancher électriquement la CNC
• S'assurer de la propreté du martyr (surface de gravure) de la machine ainsi que la plaque : un déchet d'une épaisseur infime peut crer une bosse ou relever légèrement un coin de la carte à graver et nuire à la qualité générale de la gravure.
• Coller la carte époxy au martyr avec de l'adhésif double-face,la face cuivrée visible

L'adhésif doit couvrir au moins les trois quarts de la surface de la carte

Astuce : Si vous recycler des plaques photosensibles, utiliser de l'acétone ou de l'alcool à brûler (moins nocif) pour retirer la couche superflue.

Fix Me !

Vous pouvez ajouter les informations manquantes !!!

Auteurs

Pila