電気電子・情報系の為のCAD・CAM 勉強会

平成 22 年 1 月 4 日(月)－6 日(水)於：鳥取大学工学部 技術部

山口大学 田内 康

1

内容
1

はじめに ........................................................................................................................ 41.1
製図の基本 .......................................................................................................................4
1.1.1
正投影 ............................................................................................................. 5
1.1.2
第３角法 .......................................................................................................... 51.1.3
線の種類 .......................................................................................................... 61.1.4
寸法 ................................................................................................................. 7
1.1.5
引出線 ............................................................................................................. 81.1.6
寸法に付記される記号 .................................................................................... 8
2 アクリル加工・アルミ加工............................................................................................ 9
2.1
Jw-CAD の一般的な使用方法 ..........................................................................................92.1.1
起動方法 .......................................................................................................... 9
2.1.2
メッセージバー ............................................................................................... 9
2.1.3
操作を戻す ...................................................................................................... 9
2.1.4
消去時の再表示について ................................................................................. 92.1.5
用紙の範囲の表示.......................................................................................... 10
2.1.6
クロックメニューについて ........................................................................... 10
2.1.7
ホイールボタン（マウスの RL 同時押し） ................................................... 10
2.1.8
レイヤについて ............................................................................................. 10
2.1.9
作図方法 ........................................................................................................ 11
2.1.10
用紙サイズ・縮尺・レイヤのステータスバー ........................................... 14
2.1.11 印刷：メインツールバー「印刷」クリック .................................................. 15
2.1.12 CNC で使用する場合の使用方法 .................................................................. 15
2.2
CAM の使用方法 ............................................................................................................162.2.1
切削条件の目安 ............................................................................................. 16
2.2.2
切削条件ファイル作成 .................................................................................. 16
2.2.3
切削条件設定（NC 生成オプションの設定・アクリルの場合） ................... 16
2.2.4
CAD データの読み込み ................................................................................. 18
2.2.5
G コードの作成（CAD で描いた線の上を刃物が通る場合） ....................... 19
2.2.6
G コードの作成（刃物の太さを考慮する場合） ........................................... 20
2.3
MiniCNC の使い方 ........................................................................................................222.3.1
材料の固定 .................................................................................................... 22
2.3.2
刃物の取り付け・電源 ON ............................................................................ 23
2.3.3
MACH3 の使用方法 ...................................................................................... 24
2.4
実習１(発振器)の作成 .....................................................................................................28
2.4.1
図面の作成 .................................................................................................... 29
2.4.2
MiniCNC による加工.................................................................................... 30
3 基板加工 ...................................................................................................................... 31
3.1【課題 1】 簡単な回路（LED を点灯させる回路）の設計 ......................................................31
3.2【課題 2】 複数 LED を用いた LED 点灯移動回路の設計 ...................................................43
3.3【課題 3】 JW-CAD による原点レイヤの作成..................................................................45
3.4【課題 4】 NCVC による NC(G)コードの作成...........................................................47
3.5
実習 1(発振器)の作成 .....................................................................................................53
3.5.1
準備 ............................................................................................................... 53
3.5.2
回路の作成(電源部分).................................................................................... 53
3.5.3
回路作成（メイン部分） ............................................................................... 55
3.6
実習 2 Gainer mini の作成 ..........................................................................................59

2

3

1

はじめに

電気電子系や情報系においては組込みコンピュータを利用した教育・研究支援が増えてきている。また、組込みコンピュータを使用すると、様々なサービスが行えることも多い。
しかしながら、いつも規格通りの物でなかったり、手で加工すればいびつになったり、またユニバーサル基板では困難な場合も多い。また、多数の加工になると時間もかかる。
そこで、三次元加工機を使用すれば、ケースや基板の加工が簡単に行え、様々な要求にこたえていくようになれる。三次元加工機はパソコンのソフトが使えれば、簡易に加工できる。しかしながら工作機械であるので、気をつけて使用する必要がある。
CNC(Computer Numerical Control)による工作機械のワークフローは図 1.1 のように行う。

図面を考える。

CAD（Computer Aided Design：コンピュータ支援設計）とは、コンピュータ利用して自動車や家屋、橋梁などの設計を行う。
長所として9 図面の修正・変更が容易
9 製造前にデザインの検証や物理特性の把握が可能

CAD による図面作成

CAM（Computer Aided Manufacturing：コンピュー
タ支援製造） とは、NC（Numerical Control：数値制御）工作機械を使って製造工程を自動化する。
長所
9 製造工程の自動化
9 品質の安定化回路の試作。

CAM による刃物等の制御分作成(G コード作成)
CNC による加工

図 1.1 CNC のワークフロー
アクリル加工等は CAD として JW-CAD、CAM として
NCVC を、基板加工は CAD として Eagle、CAM として NCVC を使用する。

1.1 製図の基本
投影
立体的な対象物の形を合理的な方法で平面上の図形によって示そうと考えられたもの。
透視投影、等角・負等角投影、正投影などがある。ここでは、正投影を中心に説明を行う。

図 1.2 投影の説明

4

1.1.1 正投影
正投影は、正射投影画法とも呼ばれ、二つ以上（このうち少なくとも二つは互いに直角に交わっている）の投影面に投影して対象物の形を表すもの。
この画法は形と寸法を正確に表すことができる唯一の方法で、工業用製図
における図形表示の基礎となっている。
対象物を見る方向は図中の二方向以外に、左、右、後ろおよび下の四方向から見ることができ、投影面は全部で六個となり六図を得ることができる。

図 1.3 投影面と角（象限）

1.1.2 第３角法
第３角法はアメリカで発達し、アメリカ式画法と呼ばれた。ＪＩＳ製図通則では「投影法は第１角法または第３角法による」、ＪＩＳ機械製図では「投影法は第３角法による。ただし、必要な場合には第１角法によることができる」としている。
第３角法が第１角法と比較して有利とされている点① 第３角法で描かれた図形は対象物の展開図に等しく実物の理解が容易② 第３角法で描かれた図形のうち、隣り合わせのものは互いに近い部分を表しているため比較対照し易い③ 上記の理由により、寸法記入個所を両投影図の中間に配することで合理化できる

第３角法
第１角法
図 1.4 第３角法と第１角法の違い

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下面図

E

G

H

E
D

B
A

A

F
E

D

(a) 対象物

E

H

下面図

E

C

E

G

D
H

C

(b) 第1角法による投影図の展開

C

B

B

F

F

C

C

G

G

背面図

E

H

右側
面図

A

正面図

左側
面図

H

A

F

A

B

A
D

D

B
上面図

H

B

背面図

D

G

上面図

C

A

左側
面図

F

C

正面 図

右側
面図

B

F

D
H

F
G

(c) 第３角法による投影図の展開

図 1.5 第１角法と第３角法の相違

1.1.3 線の種類
製図で用いられる線には、目的に適合する性質が与えられているため、線の形や太さは用途によって選択しなければならない。線の形は四種類
実線① 外形線
対象物の見える部分の形状を表す線。図形の主体をなす重要な線であるため、太い実線を用いる。
② 破断線
対象物の一部を切り取った箇所を示す線で、細い実線を使う。ただし、この線に限り、フリーハンドで不規則にかく。
③ 寸法線、寸法補助線、引出線
図形に寸法を記入する場合に用いる。図形をはっきりさせるため、なるべく細い（しかし）薄くない実線。
④ ハッチング（斜線）
図形が複雑で分かりにくい場合には、断面となっている部分にハッチングを施す
この場合には、細い実線で水平線に対して 45°の線（右上がりまたは左上がり）を 2～3mm の等間隔で引く

6

一点鎖線
① 切断線
断面を描く場合、その切断位置を示す線。また、切断線の両端に投影方向を示す
矢印を付ける。
② 中心線
対象物の中立軸、対象の中心、機構上の中心、運動の中心、すべての穴の中心、すべての放射軸、刻み線など図形の中心を図示する。
③ ピッチ線歯車などのピッチ線やピッチ円には、中心線と同様に細い一点鎖線を用いる。
④ 想像線
想像線は図示上の便法として、すべて仮想的に表す場合に使用する。想像線は外形線や隠れ線と同様に対象物の形状を表す。

図 1.6 １点鎖線の例

破線
対象物の見えない部分の形（隠れた部分）を表す場合に用いる。隠れ線ともいう。見える部分との外形線と明確に区別するため中間の太さでかく。
二点鎖線
細い線だけでかかれ、想像線を示すのに一点鎖線の代わりに用いられる。実質上は使わなくてもよい。

1.1.4 寸法
形状表示
製図の目的は対象物の形を幾何学的に忠実に描き表すということでなく、図面によって実際に品物を作ることが真の目的である。そのため、品物を作る人に対象物の形が容易にかつ間違いなく理解できるように表示しなければならない。
寸法線
寸法線は図形に近い側に短い寸法の寸法線を置き、外側に長い寸法線を記入して寸法線と7

寸法補助線とが交差することをできるだけ避ける。また、寸法線が隣接してならぶ場合には、同一直線状にそろえ、階段状にならないようにする。

1.1.5 引出線
図形の一部に対して寸法、加工法、注記、部品番号などを記入する場合には引出線（細い実線）を使用する。このとき、引き出す方向は斜め方向とする。
引出線が形状を表す線または寸法線から引き出される場合には矢印を、形状を表す線の内側から引き出される場合には黒丸を引出線に付ける。

図 1.7 引出線の記入方法

1.1.6 寸法に付記される記号① 直径の記号（φ）
直径を示すために数字の前に φ（まると呼ぶ、ギリシャ文字のファイではない）を付ける。
② 正方形の記号（□）
正方形の形をしたものを正面図で表した場合、その寸法数字の前に□（かくと呼ぶ）の記号を付ける。
③ 半径の記号（Ｒ）
半径を表す寸法数字の前にＲ（アールと呼ぶ）の記号を付けて、半径寸法である
ことを明示する。
④ 球の記号（球 φ、球Ｒ）
球面を示す場合には球 φ または球Ｒと記入する。
⑤ 面取り記号（Ｃ）
面取りは原則として数字で表すようにするが、45°の面取りに限り面取り記号Ｃを使ってＣ１やＣ２のように示す。
⑥ 板の厚さの記号（ｔ）
板の厚さを示す記号はｔで、板の面にｔ6、ｔ10 などと記号を用いて示す。
⑦ ピッチを表す記号（ｐ）
ボルト穴等のピッチを表す場合は、ｐ＝100 などのように記入する。

8

2

アクリル加工・アルミ加工

ケース加工時は、CAD として JW－CAD を CAM として NCVC を使用します。CAD では、そのままの寸法で図面を描き、CAM で削る位置を、刃物の太さを考慮して決定します。

2.1 Jw-CAD の一般的な使用方法
2.1.1 起動方法
Jw-CAD の起動方法は以下の方法がある。図 2.1 に Jw-CAD の起動画面を示す。
①「全てのプログラム」から「Jw-CAD」を選択し実行②拡張子が「jww」のファイルをダブルクリック※「Jw-CAD」がインストールされている必要があります。

図 2.1 Jw-CAD の起動画面

2.1.2 メッセージバー
作図中は、メッセージバーに作図の次手順が表示される。
例えば、メッセージバーに、「始点を指示してください （L）free （R）Read」と表示された場合、 （L）=左クリック、（R）=右クリックの指示となる。
この例の場合、左クリックで任意の位置から、右クリックですでに書いている図の交点な
どのアンカー指定となります。
※以後、「（L）free」は左クリックで任意の位置指定、「（R）Read」は右クリックで交点などを指定とする。
2.1.3 操作を戻す「esc キー」「Ctrl+Z」

メニューバー「編集」→「戻る」

ツールバー「戻る」

2.1.4 消去時の再表示について
図などを消去した場合に、重なっていたものも一緒に見えなくなってしまう。

9メニューバー「設定」→「基本設定」の項目「一般（1）」の「表示部分を再表示する」をチェックする。
※なお、データ量が多い場合などは再表示に時間がかかる。

2.1.5 用紙の範囲の表示
メニューバー「設定」→「基本設定」の項目「一般（1）」タブの「用紙枠を表示する」にチェックすると点線で枠が表示される。
2.1.6 クロックメニューについて
マウスボタンを押したまま、いずれかの方向に動かすと作図などを行うことができる機能である。慣れるまで扱いにくいので本説明では使用しません。
メニューバー「設定」→「基本設定」の項目「一般（1）」の「クロックメニューを使用しない」をチェックしてください。
※なお、基本設定の項目「AUTO」で割り当ての設定ができます。
2.1.7 ホイールボタン（マウスの RL 同時押し）
ボタンを押したまま、いずれかの方向に動かすと、拡大縮小などが行える。
また、動かさずクリックだけするとその場所が中心になるように画面が移動する。

図 2.2 マウス両押し時の説明

2.1.8 レイヤについて
カテゴリごとにレイヤを分けて製図をすると効率が良い。
たとえば、部品ごと、寸法、文字 など。
また、2.5 次元 CAD 用のデータには、レイヤ分けが必要になります。
レイヤツールバーの操作① 書き込みレイヤの選択→レイヤ番号の上で右クリック② レイヤの属性変更→レイヤ番号の上で左クリック③ レイヤ一覧表示→選択中レイヤの上で右クリック
グループツールバーも同様の操作（レイヤをグループに置き換えてください）

図 2.3 レイヤ一覧

図 2.4 レイヤツールバーの説明
10

2.1.9 作図方法
直線、手書き線
直線：作図ツールバー「／」をクリック
手書き線：作図ツールバー「連線」をクリックしてコントロールバーの「手書線」をチェ
ック

図 2.5 直線・手書き線の説明

文字① 作図ツールバー「文字」をクリック② 入力ウィンドウに文字を記入して（L）（R）
文字修正① 文字の上で左クリック② 修正して Enter キーで同じ位置に配置※そのときに文字配置の枠が出ますので、移動もできます。
※また、文字の上で右クリックは複写となります。
※文字種は、コントロールバーの左の「書き込み文字種変更」ボタンで変更できます、詳細はメニューバー「設定」→「基本設定」の項目「文字」で決めます。
属性変更(線)①②

線属性ツールバーをクリックして、線属性ウィンドウから線を選択
編集ツールバー「属変」をクリックして、変更したい図を左クリック

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属性変更(文字)① 編集ツールバー「属変」をクリック② コントロールバー「書き込み文字種変更」ボタンを押して文字種を選択する③右クリックで変更※コントロールバー「書き込みレイヤに変更」にチェックが入っている場合、別レイヤのものを変更すると、書き込み中のレイヤに移動されるので注意※「線種・文字種変更」チェックをはずした場合は、レイヤ移動の機能となる。
範囲指定① 編集ツールバー「範囲」クリック② 任意の位置で左クリック③ 文字を含めない場合は左クリック or 文字を含める場合は右クリック
・シングルクリックで枠に完全に入っているもの
・ダブルクリックで枠に掛かっているもの全て④ 追加がある場合は、図形を左クリックで追加 or 文字を右クリックで追加※連続線は連続しているものがまとめて選択される
複写・移動① 編集ツールバー「複写」または「移動」クリック② 範囲指定と同じ要領で図形選択③ コントロールバーの選択確定④ 元図に接続部分の指定がある場合はコントロールバーの基点変更で指定⑤ 配置したい位置で（L）（R）※ツールバーの「任意方向」クリックで X 軸または Y 軸を固定できます
消去
方法 1）

編集ツールバー「消去」クリック
図形消し 図形上で右クリック
部分消し ① 図形上で左クリックで図形選択② 始点選択、図形上で（L）または（R）③ 終点選択、図形上で（L）または（R）

方法 2）① 編集ツールバー「範囲」で図形等を選ぶ② 編集ツールバー「消去」クリックまたは Del キー

方法 3）

図形の状態に関係なく、任意の範囲で消す場合① 編集ツールバー「包絡」クリック② 範囲を指定して右クリック

切断
方法 1）

① 編集ツールバー「伸縮」または「コーナー」クリック② 切断したい位置で右クリック

方法 2） ①編集ツールバーの「消去」クリック（交点で切りたい場合はこちら）②図形上で左クリックで図形選択③切断したい位置で（R）④同じ位置で（R）※（L）ダブルクリックで任意の切断も出来ます12

伸縮
編集ツールバー「伸縮」クリック
方法 1） ① 図形をクリック② 配置したい位置で（L）（R）
方法 2） ① もって行きたい先の図を右ダブルクリック② 伸縮したい図を左クリック※伸縮先が指定先の図の描画外でもその延長線上に伸縮されます
複線
編集ツールバー「複線」クリック① 線を左クリック② 配置したい位置で（L）（R） or コントロールバーの「複線間隔」で距離指定③ 左右を決めて左クリック④ 繰り返す場合は、コントロールバーの「連続」で同じものが出来ます。また
は、線の上で右クリックすると、同じパラメータで③の状態になります※Shift+左クリック等で複線の長さを指定できます※コントロールバーより範囲選択や連続線選択など指定可能
寸法線① 作図ツールバー「寸法」をクリック② 寸法の配置位置を決める③ 必要なら角度を決める④ 始点を決める（（L）（R）どちらでも同じくアンカー指定）⑤ 終点を決める（（L）（R）どちらでも同じくアンカー指定）

図 2.6 寸法線の説明

ハッチング① 作図ツールバー「ハッチ」クリック② ハッチングしたい部分を囲う用に、辺を作っている図を順番に左クリック③ １週回って最初にチェックした図をもう一度チェック④ コントロールバーの「角度」「ピッチ」を決め、「実行」を押す13

包絡① 編集ツールバー「包絡」クリック② 範囲を指定③ 左クリック

図 2.7 包絡の説明コーナー① 編集ツールバー「コーナー」をクリック② コーナーにしたい部分の、残す側の辺をそれぞれ左クリック
面取り① 編集ツールバー「面取」クリック② コントロールバーより、面取りの種類や寸法を決める③ 面をとりたい部分の、残す側の辺をそれぞれ左クリック

2.1.10 用紙サイズ・縮尺・レイヤのステータスバー

図 2.8 用紙サイズ・縮尺・レイヤのステータスバー
縮尺設定
実寸固定-------縮尺を変えても実寸は固定（寸法は変わらない）
図寸固定-------縮尺を変えても表示サイズは変わらない（寸法は縮尺の逆数倍になる）

図 2.9 縮尺・読み取り

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設定のダイアログ

レイヤ設定レイヤツールバーと同様の操作の他、レイヤ名などが登録できる
軸角・メモリ設定
軸角設定（軸になる基準の角度）① 軸角設定をチェック② 角度を決める
基準点設定（原点設定）① 「基準点設定」を押す② 設定したい位置で（L）（R）

図 2.10 基準点設定

2.1.11 印刷：メインツールバー「印刷」クリック① 印刷ウィンドウにてプリンタのプロパディ設定などを行い「OK」を押す② コントロールバーで回転や縮小、範囲設定などを行う③ 作図領域を左クリック or コントロールバー「印刷」を押す
2.1.12 CNC で使用する場合の使用方法① レイヤ構造を決める。(切削レイヤ、原点レイヤ、補助線レイヤ、寸法線レイヤなど)② 補助線レイヤを使用して作図に必要な中心線や補助線を引く。
③ 切削レイヤに切削図面を描く④ 必要に応じて寸法線等を描く⑤ 切削レイヤにレイヤ名を付ける。
⑥ 原点レイヤが必要であれば、原点レイヤに○を描く。原点レイヤ名を付ける。

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2.2 CAM の使用方法
2.2.1 切削条件の目安
切削条件の目安を表１に示す。

アクリル

表１ 切削条件の目安
エンドミル
切り込み量 送り速度
(mm)
(mm)
(mm/min)20.1
600

基板（外形切削）

2

0.1

400

基板（パターン切削）

基板カッター

0.2

600

アルミ

2

0.05

400

切削油

必要

※切削油は両面テープの粘度を弱くするので、使用する場合は、少し厚みを残す方が良い。

2.2.2 切削条件ファイル作成① NCVC を起動して、「オプション」→「NC 生成オプションの設定」を選びます。
② ファイル選択ダイアログよりファイルを選び「開く」（初めての場合は、「Init.nci」を使用）③ ダイヤログが出ましたら、Init.nci への上書き防止のため、新規保存をしておきます、項目の「基本」→「新規保存」を押し、ファイル名を指定して保存してください。（ファイル名は覚えておいてください）
2.2.3 切削条件設定（NC 生成オプションの設定・アクリルの場合）「基本」項目
9 切削送りは、アクリルですので「600」にして下さい。
9 Z 軸送りは「10」にして下さい。
9 R 点は、別点への移動時の刃の位置設定です「1」にして下さい。
9 切り込みは、最初の切削の設定になります（深堀の前）、今回は「0」にして下さい。
9 切削原点は、対象物（原点）からの位置関係になります、「X=0, Y=0, Z=10」にして下さい

図 2.11 NCVC 基本項目のダイアログ

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「深堀」項目
最終切り込みは、アクリルの厚さが 2mm ですので「-2.1」にして下さい。
※アルミの場合は切削油が必要となるが、両面テープが剥がれる恐れが出るので 0.05 程度
残すようにする方が良い。
切り込みステップはアクリルの場合 0.1mm ですので「-0.1」にして下さい。
最終 Z 値仕上げは今回はチェックをはずして下さい。
手順は一筆を選択

図 2.12 深彫の説明

図 2.13 NCVC

切削条件の位置関係

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「生成」 「表記」 「穴加工」 「レイヤ」 「最適化」項目
9 今回は特に設定は必要ありません
9 「穴加工」についてはドリルで穴あけをする場合は設定が必要です
設定が終わりましたら、「OK」を押してください。

2.2.4 CAD データの読み込み① 「オプション」→「CAD データの読み込み設定」を選びます。
② 「読み込みレイヤ 1」の項目にそれぞれ、CAD 図面作成時に決めたレイヤ名を入力してください。
③ 「OK」を押してください。
④ 「ファイル」→「開く」から、CAD 図面ファイルを開いてください。
⑤ CAD ファイルを開くと、下図の状態になります、赤の+が原点です。

図 2.14 ファイルの読み込み設定

図 2.15 読み込みができた場合

18

2.2.5 G コードの作成（CAD で描いた線の上を刃物が通る場合）「ファイル」→「NC データ生成」→「標準生成」を選びます。
標準 NC データ生成ダイアログが開きますので、作成する。NC ファイル名（G コードファイル）を入力もしくは参照してください。
切削条件ファイル名は、先ほど作成した切削条件ファイルを参照してください。
「OK」を押してください。
下図のような切削工程が表示されるので確認してください。
問題なければ NCVC を終了します。

図 2.16 G コード作成

図 2.17 上手く G コードが作成できた場合

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2.2.6 G コードの作成（刃物の太さを考慮する場合）
編集Æ加工指示Æ形状認識処理を選択します。図 2.18 の様な右側に輪郭集合の BOX が表示されます。
編集Æ加工指示Æ自動輪郭処理を選択すると図 2.19 の様なダイアログが表示されます。
刃物の半径をオフセット値に入力します。
編集Æ加工指示Æオフセット交点の除去 を行います。
ファイルÆ加工情報の保存を行います「ファイル」→「NC データ生成」→「形状加工生成」を選びます。
手動で行う場合は NCVC 解説書「自動輪郭処理解説書」を参照のこと

図 2.18 輪郭集合の box 表示

図 2.18 自動輪郭処理のダイアログ20図 2.19 自動輪郭処理後の表示

図 2.20 上手く G コードが作成できた場合

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2.3 MiniCNC の使い方
2.3.1

材料の固定
① 材料の裏に両面テープを貼ります。
② 切り抜く場合は、捨て板を挟みます。

図 2.21 加工物の取り付け

図 2.22 加工物の取り付け

22

2.3.2

刃物の取り付け・電源 ON① 刃物を取り付けます（今回は 2mm のエンドミルです）。
② CNC の電源を入れます。

図 2.23 刃物の取り付け

図 2.24 CNC コントローラの電源

232.3.3 MACH3 の使用方法
初期設定(起動・機械原点設定)① 「全てのプログラム」から「Mach3 Loader」起動してください。
② Session Profile ダイアログが開きますので、「haku」を選択して「OK」を押して下さい。
③ Emergency モードで立ち上がりますので「Reset」を押します 。
④ 機械原点復帰を行います「REF ALL HOME」を押します（ステージが移動しますので注意してください）。
⑤ 移動が終了したら、「Zero X, Zero Y, Zero Z」をそれぞれ押します（X,Y,Z
が+0.0000 になります）。

図 2.25 機械原点設定方法

24

図 2.26 移動

加工原点設定（X 軸,Y 軸）① 加工原点を合わせます、刃をぶつけないように、「PageDown キー」で加工物と刃の位置関係が分かるまでおろします（Z 軸）。
② 「カーソル移動キー」で、X,Y の原点を合わせます（ここが、CAD 図面で設定した原点の位置になります）。
③ いったん「PageUp キー」で刃を上げておきます。

25

加工原点設定（Z 軸）① 10mm 厚の板をセットします。
② 「Spindle CW F5」を押して、スピンドルをまわします。
③ 「PageDown キー」で刃を少しずつ下げます、板にかすかに触れた位置を「Z 軸の原点」とします※刃は必ず回転させて作業してください、また、板は手などでぶれない様に固定してください、刃の損傷の原因になります。
④ 必要であれば、X,Y,Z の値を記録します、この値は再度同じ加工をする場合の目安になります。
⑤ 「Zero X, Zero Y, Zero Z」を押します、X,Y,Z が+0.0000 になります（ここが、CAD図面で設定した原点の位置になります） 。
⑥ 「PageUp キー」で刃を上げて板をはずします。
⑦ 「GOTO ZERO」を押して加工原点に移動します。

図 2.27 加工原点設定（Z 軸）※「PageDown キー」の微動が大きい場合は Config の MotorTune で調整を行います。(初
加速度を遅くする)アルミ加工する場合は 0.05mm 以内の制御ができるぐらいにするのが良
い。

26

切削
① メニューバー「File」→「Load G-code」より、G コードを読み込みます。
② 表示された加工図や工程に問題が無ければ切削を開始します「Cycle Start」
を押します。
③ 切削が終了したら刃物をはずして、スイッチを切ってください。
※トラブルが発生したら「Stop」を押して下さい。

図 2.28 切削中の画面

参考ホームページ
Jw-CAD オンラインマニュアル
http://www.ath-j.com/~manual/ie.html
JWW FAQ ROOM「Jw_CAD でのよくある質問」
http://jwwfaq.undo.jp/ats/
オリジナルマインドホームページ
http://www.originalmind.co.jp/
NCVC のページ
http://s-gikan2.maizuru-ct.ac.jp/※個人ページも含んでいますので、閉鎖や移動、データが古いなどあるかもしれませんが、ご了承ください。

27

2.4 実習１(発振器)の作成
今回はタカチのプラスチックケース

SY-150 を使用する。

条件
z パネルの大きさは 142×47.5mm 厚さは 1mm である。
z LCD の取り付け寸法は図 2.29 に示す。
z ロータリエンコーダ、ボリューム、AC アダプタ用コネクタ、BNC コネクタ、LED、スイッチの取り付け寸法を図 2.30 に示す。
zz

表にスイッチ、LED、LCD、ロータリエンコーダ、ボリュームを取り付ける。
裏に AC アダプタ用コネクタと BNC コネクタを 2 個取り付ける。

図 2.29 LCD の寸法

図 2.30 各種部品の取り付け図

28

2.4.1 図面の作成
Jw-CAD を用いた図 2.31 の加工図を作成する。(図面は書面都合で横を向いています。)切削レイヤをきちんと分けて作図すること。

図 2.31 加工図

29

NCVC での加工指示
図 2.32 を参考に加工指示を与える。アルミの 1mm なので、0.95mm まで 0.05mm ずつ削
り込みを行います。なお、オフセット加工の指示が必要です（2.2.6 参照）。アルミなのでエンドミルは 2mmΦを使用します（オフセットは 1mm になります）。
アルミを使用するときは切削油を使用します。切削油が捨て板に染み出ないようにするために少し厚みを残します。（切削油は両面テープの強度を弱めます。）

図 2.32 NCVC の指示

2.4.2 MiniCNC による加工
アルミなので Z 軸の微調整に気を付けて加工すること。調整で刃物があたったあと、チョット戻すと原点（Z=0mm）を板より少し高い位置にすると良い。

30

3

基板加工

基板加工は、電子回路用 CAD を用いておこなう。ここでは例題を通して使用方法を学ぶ。

3.1 【課題 1】 簡単な回路（LED を点灯させる回路）の設計（目的） 電池に LED と抵抗を直列につないだ簡単な LED 回路を設計することで，Eagle の基本的な使い方を学ぶ
図 3.1 のような 2 個の LED の並列回路を考えてみよう。ダイオードのカソード（-）側とアノード（+）側では電位に差があるので，各ダイオードに流れる電流 I1(or I2)は次式のようになる。

I1 = I 2 =

V −Vf
R

ここで，V は供給電源，Vf はダイオードにかかる順方向電圧，R は抵抗である。本課題では V=3(V)，V f ≅ 2.1(V) ，R =200(Ω)として，ダイオードには 5mA 程度の電流が流れるように設計する。なお，

Vf はダイオードの発光色によって大きさが異なる。

図 3.1 LED 回路(1) まず，「スタート」メニュー→すべてのプログラム→EAGLE Layout Editor 5.6.0→EAGLE 5.6.0
より Eagle を立ち上げ，Control Panel の「Projects」の「eagle」フォルダを右クリックして New
Project を選び、新規プロジェクトフォルダを作成する（フォルダ名はここでは kadai1 とした。図3.2 参照)。
(2) 作成したプロジェクトフォルダ kadai1 を右クリックして，「New」で「Schematic」を選んで（図 3.3），
回路図を設計するためのスケマティックファイルを作成する（図 3.4）。 ファイルが開いたら，「File」メニュー→「Save as ...」でファイルを保存する。ファイル名はプロジェクト名と異なるもの
でもかまわないが，ここでは同じ kadai1 とする。これにより，スケマティックファイル（kadai1.sch）
が kadai1 プロジェクトフォルダ下に作成される(図 3.5)。

図 3.3 Schematic ファイルの作成

図 3.2 project フォルダの作成

31

図 3.5 プロジェクトフォルダ(kadai1)内の状況

図 3.4 開いた Schematic ファイル(3) 次に、プリント基板のマスクパターン(回路の導通部として残す部分)を描画する Board ファイルを作成する。図 3.6 の○印の個所をクリックすると，Board ファイルを作るか否かの Warning 画
面(図 7)が現われるので，「Yes」を選んで board ファイルを開く(図 3.8)。図 3.9 は、board ファイ
ルを「kadai1.brd」という名前で Save した後のプロジェクトフォルダ kadai1 内の状況である。

図 3.6 Board の選択

図 3.7 Board ファイル作成の確認

図 3.8 開いた Board ファイル

図 3.9 プロジェクトフォルダ内の状況

32

(4) Schematic ファイルに電子部品を並べていきます。回路図に使用する電子部品は Control
Panel の Libraries に登録されていて，ここでは，下記に示した部品を Libraries(図 3.10)から選
んで Schematic ファイルに置いていく。このとき，機能ボタンの”ADD”ボタン(図 3.11)をクリック
すると、例えば図 3.12 のような部品追加可能な「ADD」画面が現れる。ここで該当部品を探して見つかれば，「OK」ボタンを押して，ファイル上でクリックすると，部品をおくことができる（部品の配置機能を無効にするには”Cancel”ボタンを押す[図 3.13○印]）。このようにして「ADD」画
面で必要な部品を選んでいく。部品を並べた様子を図 3.15 に示す（なお，図中○印の”Fit”ボタン（次頁参照）を押すと描いた回路を画面にフィットさせて表示できる）。
①
②
③
④
⑤

電源端子：電源接続用
wirepad > 2,54/0,8 2 個使用
VCC：供給電源を表すもの supply1 > VCC 3 個使用
GND：supply1 > GND 3 個使用
発光ダイオード：直径 5mm の LED
Led>LED>LED5MM 2 個使用
抵抗器：幅 7.5mm の抵抗器 resistor > R-US>R-US 0204/7 2 個使用

図 3.11 機能ボタン「ADD」

図 3.10 Libraries の一覧

図 3.12 電源端子の選択

図 3. 13 部品追加機能停止のボタン

図 3. 14 LED の選択

図 3. 15 選択した部品

33

(5) 各種ボタンについて
Move：部品を移動させるボタン（○印）
Delete：部品の削除（○印）
Name：部品の名前を記述（○印）
Value：部品（電子素子）の値を記述（○印）
Wire：線による結線（○印）
Rotate：部品の向きを変更（○印）
部品の向きは Move ボタンを選んで部品を選択した状態で，右クリックをするだけでも変更可能
Group：複数の部品をグループとして認識（○印）
複数の部品をまとめて移動させる場合は Group ボタ
ンで複数のボタンを選び、その後 Move ボタンを選んだ状態で Ctrl+右クリックすると，移動可能
Fit ： 描 い て い る 回 路 を ウ イ ン ド ウ に フ ィ ッ ト さ せ て 表 示（○印）
In ： 画面の拡大表示（黄色○印）
Out ： 画面の縮小表示（○印）

図 3. 16 各種ボタン

図 3. 17 各種ボタン※ なお，ボタン機能を無効化させるには Stop(Cancel)ボタン（白○印）(6) 結線する（図 3.18 参照。本題では”Wire”ボタンを使うことなく，部品を繋げたい部品に近づけるだけで自動的に結線してくれる。また 200Ωの抵抗を使いますので，”Value”ボタンを使って値 200 を入力します）。なお、結線がうまくできているか否かは部品を少しずらしてみるなどすれば，確認できますが，エラーの有無を正確にチェックするには，”ERC”(Electrical Rule
Check)ボタン（図 3.19○印）を押した後に現れる「ERC Errors」画面で確認できる。図 3.19 のよう に 原 則 的に Errors(0) で あ れ ば ， 結 線 が う ま く い っ た こ と にな り ま す 。 ここ ま で で き た ら
Schematic ファイルを Save しておいた方が良い。

図 3. 18 結線図

図 3. 19 結線確認状況34

(7) 次は，ボード図（board ファイル kadai1.brd)を作成する。ここまでの段階で board ファイルを見てみると，図 3.20 のようになっています。ここで，白い四角の枠線は Eagle ソフト（学習版）で作成可能なボードのサイズを示しており，100[mm]×80[mm]である。部品が枠外に配置されているので，まず枠内に移動させる。その後、各部品の配置を考えながら，工夫して行う。図 3.21 は部品配置をアレンジした後のもので、図中の黄色の細線が部品間の接続を示しています。

図 3. 20 board ファイル(kadai1.brd)の現状

図 3.21 部品配置をｱﾚﾝｼﾞした後の board ﾌｧｲﾙ

(8) 配線に関する諸設定を行います。「Edit」メニューの「Design Rules ...」をクリックすると(図 3.22，
もしくは○印の”DRC”ボタンを押す)、「Design Rules (default)」画面が現れるので（図 3.23），「Size」タブを選び，配線幅の最小値を 50mil(ミリインチ)にします（図 3.24）。1mil=0.0254mm なので、50mil=1.27mm が最小の配線幅になります。配線幅の最小値が小さすぎると，工作機による基板加工（刃物によるカッティング）の際，有効な配線幅が確保されずにカッティングが行われるなど，刃物によるカッティングミスも起こり易くなる。よって，最小配線幅はある程度の大きさをもたせておくとよい。なお，各タブ毎に設定を終えたら，「Apply」ボタンを押して，その都度，設定を確定させておく必要がある。

図 3. 23 Design Rules (default)画面

図 3.22 Edit メニューの「Design Rules ...」

35

図 3. 24 Sizes タブの設定

図 3. 25 Restring タブの設定

また，「Restring」タブの設定項目は，部品取り付けのときにはんだ付けをする領域のサイズを指定するもので，default 時の値より大きめに設定しています(図 3.25)。他のタブの設定項目はdefault のまま。
(9) 配線に関する設定ができたので，Board ファイルでの部品間の配線(マスクパターン)を、”Auto”
ボタンで自動的に行います（図 3.26○印）。このとき Autorouter Setup 画面(図 3.27)が現れる
ので、配線面だけにプリントパターンを描く場合は Top を「N/A」にし，Bottom は「－」にする。
そして「OK」ボタンを押すと，図 3.28 のような配線パターン(青線)が自動的に描かれる。なお，
パターンを描き直したい場合は，コマンドウィンドウで「ripup;」と入力すれば（図 3.29○印），す
べてのパターンが描画前の状態（黄色の細線）に戻る。

図 3. 26 “Auto”ボタン

図 3. 27 Autorouter Setup 画面

図 3. 29 「ripup;」コマンド
図 3.28 自動配線された状況

36

(10) 基板の表面(部品実装面)にジャンパー線を使用して設計したい場合は，”Via”ボタン（図3.30○印）でジャンパ線にしたいワイヤ部分の両端 2 か所に穴を作り（同図，点線黄色○印），”Change”ボタン（○印）を右クリックして現れるメニューから「Layer...」を選び，Layer 画面
で「Top」を選択して（図 3.31），2 つの Via 間のワイヤ部分を左クリックすると、赤色のワイヤが描かれる（図 3.32）。つまり，青線が配線面のワイヤを，赤線が部品実装面のワイヤを示している。
なお，元に戻す場合は，同じく”Change”ボタンで「Layer...」を選び Layer 画面で「bottom」を選
び直し，赤色ワイヤ部分を左クリックすればよい。

図 3.30 ﾜｲﾔの一部のﾊﾟﾀｰﾝを変更する方法

図 3.31 Change ボタンによる Layer 変更

図 3. 32 ワイヤの一部を，ジャンパー線を用いて部品実装面に結線する場合(11) (9)では，配線パターン全体を書き直すためにはコマンドウィンドウで「ripup;」と入力すれはよい
ことを示したが，一部のワイヤ（パターン）だけを元に戻したい場合は，”Ripup”ボタン（図 3.33）
を押して，元に戻したいワイヤをクリックすると，そのワイヤだけがパターンの状態前（青線から元の黄色の細線）に戻る（図 3.34）。

37

図 3. 34 ワイヤの一部を”Ripup”でパターン前に戻した状態
図 3.33 “Ripup”ボタン(12) 次に，マスクパターンを手動で作成する方法を説明する。基本的には”Auto”ボタンで自動的にパターンを描いた後，一部のワイヤ（配線）の仕方を変更したいときに使う。まず，”Route”ボ
タンを押すと(図 3.35)，ツールバー直下に手動パターンに関わるオプションが現れる（図 3.36）。
主なオプションは以下の通り。
配線面指定（図 36○印）：16Bottom は配線面側
曲げ角（同図○）：配線を曲げるときの角度
配線幅（○）：
配 線 の 太 さ (inch) 。 005inch ×
25.4=1.27mm
中継端子形状（○）： 配線面と部品実装面をつなぐ穴（スルーホール）の形
中継端子穴径（○）： スルーホールの大きさ（径）0.032inch×25.4=0.8mm
図 3. 35 “Route” ボタン

図 3. 36 手動パターン描画オプション(a) パターン書き出しは配線面(b) 途中部品実装面に配線
図 3.37 手動でマスクパターンを描いた場合（プロセス）
図 3.34 の一部パターン未配線の状態から，好みの曲げ角を選んで，例えば図 3.37 のように，まず電源接続端子から配線面側にパターン線を描き(同図 a），途中から，部品実装面にジャンパ線で結線するため，配線面をパターンの経路を変えて，「1 Top」に切り替えて描くと，赤いラインでパターンが描かれる（同図 b）。次に，同図 b の状態から配線面を「16 bottom」に切り替え，パターンを描
くと図 3.38 のようなものが描ける。なお，元に戻す場合は再び”Ripup”ボタンでワイヤをクリックする。

38

図 3.38 手動でマスクパターンを描いた場合（完成図）(13) さて，図 3.28 のように配線面のみでマスクパターンを(自動的で)作成した状態から次に進みます。次は工作機の刃物で切削するアウトライン部と，ドリル穴の部分の 2 種類のみ（加工レイヤ）を Board 図に描くことを考える。”ULP”ボタン（図 3.39○印）を押すと，ulp フォルダ内にある
ulp ファイルの一覧が表示されるので（図 3.40），「outlines.ulp」を選んで，オープンさせる。その後現れる「Outlines Generator」画面で，Device を「Script」，Width を「0.2」，Layer を切削したい
レイヤとして「16 Bottom」とし，出力するスクリプトファイル(Output file)は kadai1.scr とします(図41)。その後 OK を押す。

図 3. 39 ULP ボタン

図 3. 41 Outlines Generator の設定

図 3. 40 Outlines.ulp

39

(14) 次に、drill-aid.ulp を書き換える。デフォルトのままでは、OUTLINE.ULP とレイヤが一緒で上手く使用できない。このファイルも C:\Program Files\EAGLE-5.6.0\ulp にありますが(図 3.42)，
これを直接書き換えるのではなく，例えば\My Documents\eagle にコピーして，コピーした
drill-aid.ulp ファイル内のレイヤ番号を示す数字「116」をすべて「126」に置換して、これを Save
したものをここでは使用することにする。（図 3.43 の例えば○印など）。

図 3. 42 オリジナルの drill-aid.ulp ファイル

図 3. 43 ﾚｲﾔ番号変更後の drill-aid.ulp ﾌｧｲﾙ

“Display”ボタンを押して，Display 画面の”New”で New Layer として 116 レイヤを新たに作成する（図 3.44,3.45）。

図 3.44 Display ﾎﾞﾀﾝ

図 3.45 116 ﾚｲﾔの作成

図 3.46 作成し直した drill-aid.ulp

そして、(14)であらたに作った drill-aid.ulp を”ULP”ボタンにより開く(図 3.46)。 その後、
“Display”ボタンで Layer 状態を見ると，116 及び 126 番レイヤが正しく読み込まれていることが確認できる(図 3.47)。

図 3. 47 読み込まれた 116 及び 126 ﾚｲﾔ

図 3.48 Script ボタン及び kadai1.scr ﾌｧｲﾙ40

図 3.49 116 及び 126 ﾚｲﾔだけを表示(15)

図 3.50 116 及び 126 番ﾚｲﾔ（ｱｳﾄﾗｲﾝ及びﾄﾞﾘﾙ穴）“SCR”ボタンにより，先ほど作成したスクリプトファイル（kadai1.scr）を読み込みます(図 3.48)。
なお，作成した kadai1.scr ファイルの所在は通常ならマイドキュメント下（例えばここでは\MyDocuments\eagle\kadai1）にあるので，参照先まで辿って行って該当ファイルを読み込む。その後，縁どりされた board 図が表示されたのを確認できるが，116 及び 126 番レイヤだけが必要なので，”Display”ボタンでこの 2 つのレイヤだけを選んで表示させると（図 3.49），図 3.50 のよ
うに刃物で切削する箇所を示すアウトライン部，およびドリル穴を示す箇所の 2 種類の加工部分に相当するパターン図だけを Board 図に表示することができる。

(16) ところで，board 図は部品実装面（表側）から見たものであり，実際に加工を施す配線面(裏面側)では，この図を反転させた図面が必要となる。そこでまず，board 図で，”Group”ボタンを選び，図面すべてを選択する。その状態で”Mirror”ボタンを選び（図 3.51○印），board 図の原点
（図 3.52○で囲んだ＋印の中心）にマウスをもっていき，コマンドライン横の x-y 座標が（0.00,0.00）（図 3.52 黄色○印）になっていることを確認した上で，Ctrl+右クリックをする。そして，この操作を行った直後は画面から外れた位置に描画されているので，”Fit”ボタンを押すと，反転した board 図が現れ，完成する(図 3.53)。

図 3. 51 Mirror ボタン

41

図 3.52 Board 図の原点

図 3.53 反転後のパターン図

図 3. 54 dxf.ulp

図 3.55 DXF Converter 画面の設定

図 3.56 ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄﾌｫﾙﾀﾞ下の状況（最終形）(17) Eagle ソフトでの最後の作業として，DXF 出力を行う。”ULP”ボタンを押し、dxf.ulp ファイルをオープンする（図 3.54）。その後現れる DXF Converter 画面（図 3.55）で，「Always vector font」のラジオボタンだけチェックをつけておく。ここで，「Fill areas」及び「Use wire widths」のチェックを外しますが，前者「Fill areas」から外さないと，外れませんのでご注意を！ こうしてプロジェク
トフォルダに kadai1.dxf ファイルが作成できたことも確認できる（図 56）。以上で Eagle での作業は終了である。

42

3.2 【課題 2】 複数 LED を用いた LED 点灯移動回路の設計（目的）実践的な回路設計を行うことで，Eagle の使い方をマスターする。ここで設計した回路を実際に基板に加工し回路製作としての一連の技術を学ぶ。

図 3.57 LED 点灯移動回路（製作する回路） 図 3.57 のような 10 個の LED を PIC16F88 に接続し，ルーレットのように，LEDを順次点灯移動させるものを考える。ここで、出力ポートでいえば RB0→RB1→
RB2→RB3→RB4→RB5→RB6→RB7→RA0→RA1→RB0→・・・と，点灯箇所が移っていくものとなる。
(1) 新規にプロジェクトフォルダを作成し，【課題 1】で習ったような Schematic ファイル及び board フ
ァイルを新たに作成します。下記に示す必要な部品を，Schematic ファイルの”ADD”ボタンを押して現れる「ADD」画面から次々に選んでいって，配置，結線して下さい。
① 電源端子：wirepad > 2,54/0,8
2 個使用② VCC ： supply1 > VCC 2 個使用③ GND ： supply1 > GND 12 個使用④ 発光ダイオード ： Led>LED>LED5MM 10 個使用⑤ 抵抗器 ： resistor > R-US>R-US 0204/7 10 個使用⑥ IC パッケージ ： 18pin の PIC 用 ic-package > DIL18 > DIL18 1 個 （図 58 参照）

図 3. 58 使用する 18pinPIC 用 IC パッケージ(2) Schematic 及び board ファイル，並びに DXF(Date Exchange File)ファイルを作成すると、例えば図 3.59 のようなものができるでしょう。各自で工夫して行ってみてください。

43

(a) schematic ファイル

(b)

(c)

board ファイル（パターン図を Mirror で反転させた後のもの）

プロジェクトフォルダ内に作成されたファイル（dxf ファイル作成後の状態）
図 3.59 本題の作成ファイル

44

3.3 【課題 3】 JW-CAD による原点レイヤの作成（目的）【課題 2】で作成した dxf ファイルより，JW-CAD で開いて原点レイヤを追加作成する。
(1) 【課題 2】で作成した LED 点灯移動回路の dxf ファイルでは，製作回路上で導通部の確保として基板上を切削するためのアウトライン部用としたレイヤと，部品を差し込むな
どのための穴として必要なドリル加工用レイヤの 2 つのレイヤを作成出来ていたが，加工作業においては，加工したい基板材料上で基準位置を指定してやらなければならない。
この基準となる位置決めは，「原点レイヤ」として別に設けて，ここではそれを，JW-CAD ソフトで作成することにする。
(2) 【課題 2】で作成した LED 点灯移動回路の dxf ファイルを JW-CAD で読み込む（図 3.60）。

図 3.60 dxf ファイルを JW-CAD で開く

図 3. 62 レイヤの変更
図 3.61 レイヤ一覧
図 3.63 枠の確保
(3) 読み込んだ dxf ファイルのレイヤ構造(加工レイヤ)を確認するため，レイヤ一覧を表示
させると図 3.61 のように 0 番レイヤは基板カッター加工用（116）のパターン図と，1番レイヤはドリル加工用(126)のパターン図となっているので，空いている 2 番レイヤを使って，ここに「原点レイヤ」を作成することにする。レイヤの変更は図 3.62 の○印で示した「2 番レイヤ」ボタンを右クリックして 2 に○印をつけるようにする。
(4) 2 番レイヤ環境下で，まず原点を決めやすいように寸法(100,100)[mm]の四角の枠を，回路図が中に収まるように配置する(図 3.63)。次に半径 3mm 程度の円を，四角の左下隅の角が円の中心になるよう，右クリックでアンカー指定させて円を配置する(図 3.64
○で示した円）。円を配置後は四角の枠を消去し，また、原点レイヤのレイヤ名を例えば「genten」などにする(図 3.65、3.66)。

45

図 3.64 原点用の円の配置

図 3.65 原点レイヤのレイヤ名の設定

図 3. 67 レイヤ一覧（完成版）

図 3. 66 原点レイヤ作成後の状態

以上により，原点レイヤつきのものができたので，これを jwc 形式で形式変換して保存する(図 3.66，3.67，3.68)。

図 3.68 jwc ファイルの所在確認

46

3.4 【課題 4】

NCVC による NC(G)コードの作成（目的）【課題 3】で作成した jwc ファイルから基板カッター加工およびドリル加工の２種類の G コードを作成し，工作機による加工の準備を整える。
(1) NCVC を起動し，まず「オプション」メニューの「CAD データの読み込み設定」を選ぶ（図 69）と，図 3.70 のような「CAD データの読み込み設定」画面が現れるので，まず，基盤カッター加工用の G コードから作成することにする。「読み込みレイヤ 1」タブで，レイヤ名を「116」，また原点指定レイヤのレイヤ名を，JW-CAD で作成した原点レイヤのレイヤ名「genten」を入力する。「OK」を押して，【課題 2】で作成した jwc 形式ファイルを読み込むと基板加工用のパターン図が表示される（図 3.71）。

図 3. 69 NCVC での CAD ﾃﾞｰﾀの読み込み設定

図 3.70 CAD データの読み込み設定画面

図 3. 71 NCVC で見る基盤カッター加工用パターン図47

図 3. 73 基板ｶｯﾀｰ加工用 G ｺｰﾄﾞ作成条件設定
図 3.72 G コード作成メニュー(2) 次に、「ファイル」メニューの「NC データの生成」→「標準生成」で G コードを作成する（図3.72）。「標準 NC データ生成」画面で，ファイル名を入力します（ドリル加工用も作りますので，
ファイル名の中に“_kiban”という文字を入れ，区別し易くしておきます）。そして，切削条件ファイル名「kiban_kiban.nci」を選ぶ(図 3.73)。「OK」を押すと，加工手順が確認できながら，最終
的に図 3.74 のような画面が得られ，G コードの作成が完了する。

図 3.74 基板カッター加工用 G コードの作成(3) 次に，ドリル加工用の G コードを作る。同様に「オプション」メニューの「CAD データの読み込
み設定」により現れる画面で，今度は、「読み込みレイヤ 1」タブで，レイヤ名を「126」と，原点指定レイヤのレイヤ名はそのまま「genten」とします。そして「再読込」ボタンを押して「OK」を押すと，ドリル加工用のパターン図が表示される（図 3.75）。 次に、基板カッター加工用のときと同様，「ファイル」メニュー→「NC データの生成」→「標準生成」の「標準 NC データ生成」画面
で，ファイル名を入力する（ファイル名に“_drill”という文字を入れた）。そして，切削条件ファイ
ル名は基板カッター加工用とは異なる「kiban_drill.nci」を選びます(図 3.76)。「OK」を押すと，最終的に図 3.77 のような画面が得られ，ドリル加工用 G コードが作成される。

48

図 3.75 NCVC で見るドリル加工用パターン図

図 3.76 ドリル加工用 G コード作成条件

図 3. 77 ドリル加工用 G コードの作成

図 3. 78 作成した G コードファイル（拡張子 ncd）の確認(5) 以上で，2 種類（基板カッター及びドリル）の加工用 G コードファイル（図 78○印の ncd ファイル）が作成できたので，これらのファイルを、工作機 Mini-CNC HAKU 2030 の制御用ソフト
Mach3 Loader で活用する。
なお，工作機 Mini-CNC HAKU 2030 による加工については，１章を参考に体験して戴くことにし，ここでは下記に，加工後に完成した基板を示しておきます。

49

図 3. 79 加工後の基板50

【参考資料】

PIC16F88 に搭載させる制御プログラムについて（１） 本コースの【課題 2～4】で作成して戴きました回路は、ハードウェア的な側面のみでありましたが，実際には PIC マイコン（PIC16F88）に，回路を動作させる制御プログラムを搭載する作業も必要です。本来ですと、このプログラム開発の部分も学んで戴きたいのですが，時間の関係もございますので，今回は既にプログラムを搭載した PIC マイコン（PIC16F88）を使用して戴くことに留め，プログラム開発の部分は割愛させて戴きました。なお，下記に今回、PIC16F88 に搭載したソースプログラムを示しておきましたので，御参考下さい（開発言語は
C 言語を使用）。

参 1 C 言語によるプログラム

51

参2

LED 点灯移動回路

PIC に制御プログラムを搭載し，加工した基板に必要な部品（LED，抵抗，電池ボックス，PIC 用 ICソケット）をはんだ付けすると，参 2 に示したような LED 点灯移動回路が完成します。

52

3.5 実習 1(発振器)の作成
3.5.1 準備
Eagle を起動し、プロジェクトを作成する。
回路図(Schematic)を作成し、ファイル名を付けるため一旦保存を行う。
各部品の PIN 等は別紙を参照。
3.5.2 回路の作成(電源部分)
電源部から作成を行う。
電源で必要な物品を回路図に加える。慣れた場合は、配線を行いながら作業を行うと良い。
電源部に必要な部品を表 3.１に挙げる。まずこれらの部品を使用しながら図 3.30 を作成する。
表 3.1 電源部で使用する部品
名称
個数
PINHD-1X2
2

品名
ピンヘッダー2

グループ
pinheadPTC

Bourns/MF-R055

MF-R055-5,1B

1

LTC1144CN8

Ic-package/DIL8

DIL8S

1

電解コンデンサ

Resister/CPOL-EU

CPOL-EUE5-5

2三端子レギュ
レータ
TA4805F

v-reg

78XXS

1

セラミックコンデンサ
電解コンデンサ
抵抗 1kΩ

Register/C-EU

C-EU050-050X075

2

Resister/CPOL-EU

CPOL-EUE2,5-6E

1Register/R-US_

R-US_0207/7

1

説明AC アダプタからの電源供給用、LED 接続
用マルチヒューズ
同等品の部品の図面を使用。500mA 定格。
1A で電源遮断。
電圧コンバータ(負電圧発生用)IC 用。
部品が無いので、汎用の IC パッケージを使用する。
電圧コンバータ(負電圧発生用)IC 用 10uF,
Grid 5.08mm,
直径 5mm
78XXL とは縦置き・横置きの違い？
同等品の図面を使用。
5V 正極性用
三端子レギュレータ
用(バスコン)
三端子レギュレータ
用(平滑用)
LED 電流制限抵抗

Supply1
Supply1
supply1

V+
VGND

1
1
多数

グランド接続VCC（+5V）
V+（+9V）
V-（-9V）
GND

53

図 3.30 実習１の電源回路

543.5.3 回路作成（メイン部分）
メインの部分で必要な結線をおこなう。
必要な部品を表 3.2 に挙げる。

品名
PSoC

表 3.2 本体で使用する部品
グループ
名称
個数
Ic-package/DIL28
DIL28-3
1

ピンヘッダー2

pinheadPINHD-1X2

4

ピンヘッダー3pinheadPINHD-1X3

2

ピンヘッダー8
抵抗セラミックコンデンサ
オ ペ ア ン プ
（LM358 用）

pinheadRegister/R-US_
Register/C-EU

PINHD-1X8
R-US_0207/7
C-EU050-050X075

1
多数
多数

Ic-package/DIL8

DIL8S

1

半固定抵抗

POT/TRIM_US-

TRIM_US-CA6V

1

VCC（+5V）
V+（+9V）
V-（-9V）
GND

Supply1
Supply1
supply1

V+
VGND

コネクタピン
1
2
3
4
5
6
7

オペアンプ用ソケッ
ト。
同じ部品が無いので汎用の IC パッケージを使用する
LCD のコントラスト
調整用

グランド接続表 3.3 液晶と PSoC の接続
PSoC ポート
IC ピン# 液晶ピン名称
Port2[0]204Port2[1]85Port2[2]21
6Port2[3]77
Port2[4]22E
Port2[5]6RS
Port2[6]23R/W
VCC
VSS(GND)
Vo(ｺﾝﾄﾗｽﾄ)

55

説明
PSoC は無いので、汎用の IC パッケージを使用する
エンコーダ（SW）接続用、LED 接続用、BNC 接続用(2 個)LCD 電源用、エンコ
ーダ接続用
LCD データ用
7.5 ピッチ用
7.5 ピッチ用

液晶ピン#
11
12
13
14
6
4
5
1
2
3

図 3.31 実習１の回路図

56

JP1
JP2
JP3
JP4
JP5
JP6
JP7
JP8

表 3.4 コネクタの参考例
電源接続
LCD のデータ
SW(ロータリエンコーダのスイッチ)
ロータリエンコーダ
TTL 出力正弦波出力
ボリューム
LCD 電源回路が出来上がったら、図面に変更する。今回のデザインルールを図 3.32 に示す。ジャンパー線を行うための Via（現実的には PAD と使用）の直径は 0.1 にする。

図 3.32 実習１のデザインルール

57

図 3.33 実習１の出来上がったパターン例

OutLine を描くときの Width は 0.2 ぐらいにする。

58

3.6 実習 2 Gainer mini の作成
Gainer mini は PIC18F2550 を使用した IO ボックス的なものである。
回路やソフトは公開してある。
http://www.gainer-mini.jp/
元と異なるのはz miniUSB コネクタを標準の B コネクタに（USB コネクタは con-berg の PN61729 を使用）
1—VBUS,2—D-,3—D+,4—GND
z 水晶発振をセラロックに
http://www.cadsoftusa.com から murata-resonators.lbr ファイルをダウンロードする必要有りz タクトスイッチは switch-tact.lbr を使用する。
そのほか
USB コネクタの部分がエラーになるので Jw-CAD で加工箇所を追加する。
USB コネクタの止め具は 1.8mmφ程度で 2mmφのエンドミルでは対応できない。ドリル
で細穴をあけておき、それをガイドに 2mmφのドリルであける。
元は回路図は上記ホームページのハードウエア PDF の 3 ページを参照のこと。

59

図 3.34 実習２の回路図

60図 3.35 実習２の出来上がったパターン例

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