项目14 雕刻机使用
14.3.2.3 指令传输
控制软件从PCB文件获取线路板加工信息，将其自动 转换、分解成线路板制作可以接受的一个个单独的动作指 令，而这一个个动作指令集合起来就形成了机器的加工路 径。在收到用户指令时，比如用户按“隔离”按钮，控制 软件将加工路径指令通过通讯接口传送给线路板雕刻机控 制系统，线路板雕刻机的中 央处理器根据运动控制原理， 控制三个步进电机的转速、方向协调工作，按加工动作指 令工作，完成所有工作以后，控制软件向机器传送停止信 息，机器停止工作。
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(10)禁止布线层(Keep Out Layer)，用于定义板框， 也就是限制布局、布线的合法区域。
(11)多层(MultiLayer)，是一个抽象的层，主要放置 焊盘、过孔等元件，通过焊盘和过孔可与各个导电层连接。
(12)钻孔板层(Drill)，有钻孔指引板层(DrillGride) 和钻孔图板层(Drill drawing) 两层。
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14.3.3.2 软件的安装
PC机推荐配置： P4 2．4以上 256M以上内存 至少一个可用的USB接口 操作系统winXP 附带CD—ROM驱动器
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14.3.3.2 软件的安装
将线路板雕刻机软件光盘插入到CD—ROM中，打开光盘， 首先选择。netframework文件夹，安装．net framework 2。0插件，运行．exe文件后，按默认设置，选择下一步到 结束即可。(．net framework 2．0是microsoft免费提供 的强大开发环境，用户可在微软的网站中随时更新下载最 新版本，对于机器中已经安装的用户，可跳过本步到下一 步)
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14.3.2.4 组合运动控制
在本机中，三条互相独立的直线运动导轨互相垂 直安装。Y轴滑车带动工作平台前后运动。X轴滑车带 动Z轨及安装在Z轨上的主轴电机左右运动。Z轴带动主 轴电机上下运动。三轴在CPU的协调控制下，使主轴带 动高速旋转的刀具相对工件做三维空间运动，从而把 工件(线路板)加工成符合用户要求的成品。例如，当Z 轴静止且刀尖略低于线路板表面时，Y轴静止，X轴移 动。
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14.3.4.2 焊盘(Pad)
焊盘用于固定元器件引脚或引出线、测试线等，有圆 形、长方形、八角形等多种形状。焊盘的尺寸有x方向尺 寸、Y方向尺寸、钻孔孔径尺寸等。
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14.3.4.3 过孔(Via)
过孔又称金属化孔，是在钻孔后的基材孔壁上淀积 金属层以实现不同导电层之间的电气连接。其参数主要有 孔的外径和钻孔尺寸，形状只有圆形。
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14.3.5 雕刻机的操作
加工文件生成后，我们就要调整机器，来加工我们 设计的电路板。
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14.3.5.1 固定电路板
确认雕刻机硬件与软件安装完成以后，选取一块比设 计图形略大的覆铜板（覆铜板的大小应保证使用卡具安装 后在线路板雕刻等过程中不妨碍机器工作），将待雕刻的 覆铜板一边紧靠雕刻机底面平台的底边放置，并均匀用力 压紧压平，使用卡具压住覆铜板的四边后上紧（注意覆铜 板的边沿一定要与底板边沿靠紧，并保证覆铜板边沿整齐， 这样才能确保电路板换边时能准确定位）。
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线路板雕刻机是一种机电、软硬件互相结合的高新科 技产品，它利用PCB线路设计软件(如PROTEL)生成的PCB文 件信息，转换为国际通用的G代码加工文件，直接输出给 雕刻机，来控制雕刻机自动完成雕刻、钻孔、切边等工作。 它利用物理雕刻方法，通过计算机控制，在空白的敷铜板 上把不必要的铜箔铣去，形成用户设计的线路板。使用简 单、精度高、省时、省料。
（1） 钻头的选择与安装； （2） 冲定位孔； （3） 试雕、过孔、隔离、镂空、割边； （4） 沉铜；
项目14 雕刻ห้องสมุดไป่ตู้使用
14.1.3 实训知识准备
（1）认真学习雕刻机的使用说明书，注意雕刻机使用 过程的注意事项； （2）回顾Protel 99的PCB图制作功能； （3）直流稳压源的正确使用及电解极的连接； （4）电解液的使用安全；
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(6) 内 部 电 源 ／ 接 地 层 (InternalPlanes) ， 最 多 可 有 16层，主要用来布置电源线和接地线。
(7)机械层(Mechanical Layers)，最多可有16层， 主要用来标注电路板在制造或组合时所需的标记，如尺寸 线、对齐标记、数据标记、螺丝孔、组合指示和其他电路 板实体标示。
现在，我们接着介绍机器的使用。
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雕刻机外型为方便操作雕刻机，最好将雕刻机放在与 计算机工作平台高度相同的工作台面上，水平放置并保证 底 座 稳 固 无 晃 动 。 然 后 将 附 带 的 USB 连 线 一 头 连 接 到 雕 刻机的接口，另一头连接到PC机的接口；再将雕刻机的主 轴电源线与变频器的输出接头连接好(注意不要缠绕机器 部件)；将冷却水箱盛满自来水，把小型 潜水泵放置 进去，主轴冷却水管一头接潜水泵，一头通过冷却水箱上 的小孔插入水中，潜水泵的进气口注意放置到水箱外面： 连接好雕刻机、变频器与冷却水 的电源连线后就完成 了雕刻机硬件的安装。
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14.3.4.1 板层(Layers)
板层就是在Protel PCB中可分层显示的电路板层结构图。 (1)顶层(Top Layer)，也称元件层，主要用来放置元器件， 对于双层板和多层板可以用来布线。 (2)中间层(Mid Layer)，最多可有30层，在多层板中用于 布信号线。
(13) 显 示 用 的 板 层 ， 包 括 以 下 几 种 ： 连 接 板 层 (Connect)，主要用于显示飞线；错误板层(DRC Errors)， 主要用于显示电路板上违反DRC的检查标记；焊盘板层(Pad Holes)，主要用于显示焊盘通孔；过孔板层(Via Holes)， 主要用于显示过孔通孔；可视栅格点板层(VisibleGridl)， 主 要 用 于 显 示 可 视 栅 格 点 ； 可 视 栅 格 线 板 层 (Visible Grid2)，主要用于显示可视栅格线。
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14.3.2.4 组合运动控制
此时主刀具将在线路板上铣出一条X方向的直线， 宽度相当于刀具的刀尖宽度。X轴静止，Y轴移动时， 主刀具将在Y方向上刻出一条直线，当X、Y同时运动 且速度相同时，刀具将在线路板上刻一条4 5度的斜 线。控制X、Y分别处于不同的运动速度，可在平面 上刻出不同角度的直线，控制运动距离，通过各种 组合可以在平面上刻出不同的形状。当Z轴静止且刀 尖高于线路板表面时，刀具将通过X、Y的运动移动 到需要雕刻的点。当XY静止，2轴向下移动线路板的 厚度时，主轴电机带动钻头在线路板当前位置上钻 孔。
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14.3实训原理
14.3.1 雕刻机的简单工作原理 PCB线路板雕刻机可根据PCB线路设计软件(如PROTEL)
设计生成的线路文件，自动、精确地制作单、双面印制电 路板。用户只需在计算机上完成PCB文件设计并据其生成 加工文件后，通过USB通讯接口传送给雕刻机的控制系统， 雕刻机就能快速的自动完成雕刻、钻孔、隔边的全部功能， 制作出一块精美的线路板来，真正实现了低成本、高效率 的自动化制板。该设备操作简单，可靠性高，是高校电子、 机电、计算机、控制、仪器仪表等相关专业实验室、电子 产品研发企业及科研院所、军工单位等的理想工具。
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14.3.3 雕刻机软硬件安装
线路板雕刻机的安装包括硬件和软件的安装，其中 硬件的安装需要完成线路板雕刻机与PC机之间USB数据 线的连接、主轴电机与变频器的连接、冷却水的连接及 各电源线的连接：软件安装请对应机器型号安装相应版 本的操作软件。
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14.3.3.1硬件的安装
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14.1 实训概要
通过本次实训，加深对Protel 99的PCB图制作功能理 解，正确理解元件封装在印刷板雕刻工作中的作用；掌握 生成加工文件、固定空白电路板、选择和安装钻头的准备 工作技能，掌握雕刻机的冲定位孔、试雕、过孔、隔离、 镂空、割边等技能，以及后期的过孔沉铜技能。为后期的 综合性实训奠定基础。
打开SDCarve文件夹，运行setup程序，选择下一步直 到结束，将雕刻机控制软件SDCarve安装到默认目录中即可。
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14.3.4 PCB板的认知（印制电路板的基本概念）
顶层铜膜
盲过孔
SMD零件 接脚焊点
SMD零件
针脚式零件
中间层 铜膜
底层铜膜
隐藏过孔 穿透式过孔
引脚焊点
绝缘层
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使用时，首先打开冷却水泵，确认冷却水开始正常流 动后，再打开雕刻机开关，连接电脑使用。主轴电机变频 器开关可在开始工作前再打开，机器内部已设定最大输出 400Hz(24000rpm)，将变频器频率旋钮顺时针旋转到头即 可。
备注：本机各参数出厂前已设置到最佳状态，并不开 放给用户设置，如用户确有需要调整，请联系厂家说明后 由厂家设置，请勿私自调设。
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14.3.4.1 板层(Layers)
(3)底层(BottomLayer)，也称焊接层，主要用于布线 及焊接，有时也可放置元器件。
(4)顶部丝印层(TopOverlayer)，用于标注元器件的 投影轮廓、元器件的标号、标称值或型号及各种注释字符。
(5)底部丝印层(Bottom Overlayer)，与顶部丝印层 作用相同，如果各种标注在顶部丝印层都含有，那么在底 部丝印层就不需要。
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14.3.2 雕刻机的相关说明
14.3.2.1 关于空白线路板
空白线路板是在绝缘基体上粘贴覆盖一层导电的铜。从原 理上看，制作一张线路板的过程，就是利用铣刻的原理，把 线路板上多余的不必要覆铜部分铣去。这一过程跟传统的雕 刻过程相似，区别在于传统雕刻利用手工，本机则利用数控 原理让机器自动完成。