Workflow von der Schaltung bis zur Platine mit open source Produkten

Irgendwann ging mir die Lizenzpolitik von Eagle© (nach dem Wechsel zu Autodesk) etwas weit und besonders ins Portomanaie. Gezwungen, eine weiteres Autocad Produkt mitzuerwerben, und für 3 Jahre für ein verbindliches Abo tief in die Tasche zu greifen, sorgten für die Suche nach einer Alternative.
Also musste ein neuer workflow her!

Meine Frage an einen befreundeten Profi-Elektroniker brachte dann neben einigen Produkten auch KiCad© ins Gespräch.

Heute frage ich mich, warum ich da nicht eher drauf gekommen bin……
Ein vollkommen logischer und schlüssiger Ablauf beim Erstellen der Schaltung, riesige Bibliotheken, die den Namen verdienen und alle denkbaren und undenkbaren footprints….
An der Entwicklung und Weiterentwicklung dieses mächtigen Programms arbeitet unter anderem CERN in der Schweiz mit!!!

Vielleicht war es das Wissen, dass KiCad© nicht direkt CAM Dateien erzeugt, sondern “nur” Gerberdateien, was mich anfangs zögern liess. Bei eagle war das alles im Paket…….
Diese Gerberdateien unter KiCAD werden aber präzisen, dem Standard entsprechend und universell verwendbar erstellt, und können weiter verarbeitet und genutzt werden.

Als “Wandler” von Gerber zu CAM setze ich FlatCAM© ein, ein mächtiges Werkzeug.
Aus Gerberdateien werden unter individueller Einstellung der Fräsmittel und Spindelparameter nc oder tap Dateien gefertigt, die auf der Fräse einwandfreie Ergebnisse liefern.

Einzig in der Drilldatei muss händisch nachgeholfen werden.
Es bezieht sich auf den Werkzeugwechsel.
Dieser wird standardmässig über das M6 Makro abgearbeitet, aber meine Fräse erwartet unter Eding CNC ein erweitertes Makro, damit die automatische Werkzeuglängenmessung aktiviert wird.
Es lautet: M6 T02 ; 1,3mm (wobei jederzeit der notwendige Bohrdurchmesser angegeben werden kann). Das Editieren kann und soll in flatCAM vor dem Speichern erfolgen…..

Wenn alle Daten vorliegen, werden diese mit dem NC-Korrektor© geprüft, und anschliessend auf der Fräse verarbeitet.

Dazu wird die Platine in den Aufnahmeadapter gelegt, und zuerst die Pass-Bohrungen bei 5/5mm, 5/155mm, 95/5 und 95/155 mm angefertigt.
Mit diesen Passbohrungen wird die Platine mittels alter gebrochener Fräser in die Passbohrung des Aufnahmeadapters justiert.

Es erfolgt dann unter Vakuumansaugung das Fräsen der Bottom-Daten und Bohrungen;
Dann wird nach links um 180 Grad gewendet und wieder passgenau fixiert und die Front-Seite gefräst.
Fertig ist die doppelseitige Platine!
Sehr gut ist es hier beschrieben…..

Und hier noch ein paar praktische Tips:

KiCAD:

bereits beim Anlegen des Stromlaufplanes erzeugen von 4 “holes”, um im PCBnew die Hilfsbohrungen anzulegen (mittels Durchkontaktierung)
um die Platinen immer im gleichen Format vorliegen zu haben, importiere ich VOR derm Import der netlist ein DXF file mit Umriss und Hilfsbohrung, dass ich mit frontdesigner© zuvor angelegt habe
vor dem Plotten der Gerberdateien in den Einstellungen auf Hilfslinien

….dritter Punkt von unten
setzen und im PCBnew Layout den Nullpunkt festlegen (anderenfalls wird statt des relativen das absolute Koordinatensystem verwendet

Nullpunkt festgelegt
Und vor dem Plotten die Hilfslinie aktivieren
vor dem endgültigen erzeugen der Gerberdateien Kontrolle mit einem unabhängigen Gerberviewer (z.B. Cuprum© unter Mac-OS)

FlatCAM:

für jeden Fräsvorgang (Isolationsfräsen mit 30Grad Stichel) und Freifräsen(0,8mm Platinenfräser) eine eigene Fräsdatei erstellen
einmal getätigte Voreinstellungen (z.B. Mehrfachfräsen mit 0,8er Planfräser) können bequem als config file gespeichert werden
bei der Erstellung der drilldatei aus Excellondaten muss händisch für eding-CNC nachgearbeitet werden(s.o)
die erzeugten Daten PRÜFEN (nccorrektor oder Jview)

Fazit:
es geht auch mit opensource – und einmal umgelernt manches erheblich besser als mit lizenzpflichtigen Produkten.
KiCAD und flatCAM arbeiten unter allen gängigen Betriebssystemen (auch MacOSX!!) die viewer für Gerber und NC Dateien gibt es ebenfalls für jedes erdenkliche Betriebssystem.
Damit ist ein betriebssystemübergreifendes Arbeiten möglich!!

Mit diesem Leitfaden hoffe ich ein bisschen Anregung in diesem Bereich geliefert zu haben…..

Quellen: