基于Masercam的PCB板雕刻加工在數控銑床上的實現

PCB板的制作加工和DIY有多種方法，常見的有熱轉印、感光膜顯影、雕刻機雕刻等多種。熱轉印、感光膜顯影都是先通過某種方式將繪制好的PCB“轉印”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板是雕刻方法實現自動加工。

PCB板的制作mastercam數控編程ProtelDXPAtrium DesignerGerber光刻文件文件轉換在研發的工作中，我們經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機構都有數控銑床，PCB電路板雕刻可用輪廓銑削或區域銑削（挖槽）功能完成。基于上述因素，可以考慮用CNC數控銑床做雕刻電路板。

數控銑床加工要求用G代碼來實現。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PCB板的數控加工。

CAM350、Copper Cam等電路板專業加工軟件可以通過轉換由ProtelDXP、Atrium Designer等PCB設計軟件生成的Gerber文件（光刻文件）生成G代碼。數控機床從業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數控編程方法和數控銑床的加工實現。

一、編程圖紙的獲得

PCB板用于數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（網絡圖片）甚至手繪的PCB板照片通過第三方矢量轉化軟件*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檔生成。

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

Master cam軟件通過file（文件）——converters（轉換）——Autodesk（AUTOCAD文件）——read files（讀?。﹣碜x取上述轉換的DXF文件。轉換后保存為*.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（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，主軸轉速1000r/min。

輪廓銑削參數（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

工藝參數僅供參考，可以根據自己的機床設定。圖四是數控銑床加工過程圖。

這種采用數控銑床雕刻加工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，設計加工周期短，制作成本底，可以就近生產，無需操作者掌握專用軟件和專用設備在數控設備普及的現有條件下不失為一種PCB板的“便捷”制造方式。

【】內容為Mastercam V9軟件設定參數；

*矢量轉化軟件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.數字通訊世界，2016，（05）.