基于Masercam的PCB板雕刻加工在數(shù)控銑床上的實現(xiàn)

PCB板的制作加工和DIY有多種方法，常見的有熱轉(zhuǎn)印、感光膜顯影、雕刻機雕刻等多種。熱轉(zhuǎn)印、感光膜顯影都是先通過某種方式將繪制好的PCB“轉(zhuǎn)印”到覆銅板上，通過油墨等將電路走線部分的銅箔保護起來，然后通過蝕刻方式腐蝕掉不需要的部分從而保留電路走線。熱轉(zhuǎn)印以及感光膜顯影因為價格低廉、制作周期短而且制作精度相對較高，已經(jīng)廣泛的被廣大的電子愛好者們使用。雕刻機雕刻PCB板是雕刻方法實現(xiàn)自動加工。

PCB板的制作mastercam數(shù)控編程ProtelDXPAtrium DesignerGerber光刻文件文件轉(zhuǎn)換在研發(fā)的工作中，我們經(jīng)常會遇見需要制作測試用電路板的情況。測試用電路板用量小，制作周期段，經(jīng)常需要更改設計，不適合委托制作商制作印刷電路板。當然，多個短周期的印刷電路板制作費用成本也不低。一般科研院所和學校等研發(fā)機構都有數(shù)控銑床，PCB電路板雕刻可用輪廓銑削或區(qū)域銑削（挖槽）功能完成?；谏鲜鲆蛩?，可以考慮用CNC數(shù)控銑床做雕刻電路板。

數(shù)控銑床加工要求用G代碼來實現(xiàn)。G代碼由通過圖紙自動編程來生成。所以，只需解決圖紙或者獲得G代碼就可以實現(xiàn)PCB板的數(shù)控加工。

CAM350、Copper Cam等電路板專業(yè)加工軟件可以通過轉(zhuǎn)換由ProtelDXP、Atrium Designer等PCB設計軟件生成的Gerber文件（光刻文件）生成G代碼。數(shù)控機床從業(yè)者不一定會掌握這些專用軟件。這里不做詳細探討。

本文探討基于Master cam數(shù)控編程方法和數(shù)控銑床的加工實現(xiàn)。

一、編程圖紙的獲得

PCB板用于數(shù)控編程的圖紙可以由打印好的PDF文件（由Protel、DXP、Altium Designer等PCB設計軟件生成）、BMP文件（網(wǎng)絡圖片）甚至手繪的PCB板照片通過第三方矢量轉(zhuǎn)化軟件*Algolab Photo Vector獲得DXF文件。當然也可以是CAXA，CAD等軟件直接設計繪圖獲得或轉(zhuǎn)檔生成。

ProtelDXP、Altium Designer等PCB設計軟件在PCB編輯狀態(tài)下另存文件為DXF檔（AUTOCAD文件）就是可行方法。

Master cam軟件通過file（文件）——converters（轉(zhuǎn)換）——Autodesk（AUTOCAD文件）——read files（讀?。﹣碜x取上述轉(zhuǎn)換的DXF文件。轉(zhuǎn)換后保存為*.mc9等Master cam格式文件。

二、Master cam刀具路徑的生成

Master cam軟件中，通過Tool paths（刀具路徑）設定——Contour（輪廓銑削）來生成刀具路徑，通過后置處理生成G代碼。銑削后獲得走線路徑和敷銅隔離的電路板（效果圖見圖1）。

如果刀具路徑不復雜，電路板面積較小可以生成pocket（挖槽）來生成G代碼。銑削后獲得去除敷銅的走線路徑電路板（效果圖見圖2）。

三、刀具的選用與加工參數(shù)設定

刀具選用刀尖半徑0.2的圓錐雕銑刀如圖3所示。具工藝參數(shù)（tool parameters）設定如下：

【Feed rate】100，走刀進給率100mm//min【plunge arte】80，垂直下刀進給率80mm//min；

【Retractrate】300，快速抬刀300mm//min【tool dia】0.2，刀具直徑0.2mm；

【spindle】1000，主軸轉(zhuǎn)速1000r/min。

輪廓銑削參數(shù)（contour parameters）設定如下：

【Compensation type：】computer；刀具半徑補償類型：電腦

【Retrac…】10；快速下刀距離10mm，【Feed plane…】3；安全高度3mm；

【top of stock…】0；工件表面高度0，【Depth…】-0.2銑削深度-0.2mm；

【Compensation direction：】left；刀具半徑補償方向：左刀補

工藝參數(shù)僅供參考，可以根據(jù)自己的機床設定。圖四是數(shù)控銑床加工過程圖。

這種采用數(shù)控銑床雕刻加工PCB板的方法適合電子DIY愛好者，院校、科研單位單件小批生產(chǎn)，設計加工周期短，制作成本底，可以就近生產(chǎn)，無需操作者掌握專用軟件和專用設備在數(shù)控設備普及的現(xiàn)有條件下不失為一種PCB板的“便捷”制造方式。

【】內(nèi)容為Mastercam V9軟件設定參數(shù)；

*矢量轉(zhuǎn)化軟件Algolab Photo Vector用法見拙作《基于Mastercam和CAXA版線切割的快走絲線切割自動編程》。

參考文獻：

＼[1＼]王正勇.Protel實用教程DXP.高等教育出版社.

＼[2＼]曹軍.基于Mastercam和CAXA版線切割的快走絲線切割自動編程.數(shù)字通訊世界，2016，（05）.