GERBER文件中導出元件坐標的方法

精品文檔GERBER文件中導出元件坐標的方法Gerber文件的應用現(xiàn)代電子生產(chǎn)企業(yè)的設計部門幾乎全部采用電腦CAD軟件進行電路設計，生產(chǎn)制造部門也大量使用貼片機、插件機等自動化設備進行生產(chǎn)，但這兩個部門很少了解相互需求，許多有用信息不能共享，在企業(yè)間往往形成了兩個“自動化”孤島。生產(chǎn)制造部門不能利用設計部門的CAD文件提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。設計部門不了解生產(chǎn)工藝，不能提高設計水平。 但是隨著市場競爭的加劇，客戶要求產(chǎn)品交貨周期的縮短，以及對生產(chǎn)成本的控制，迫切需要在這兩個孤島間建立起聯(lián)系，以縮短生產(chǎn)準備時間，加強生產(chǎn)前的缺陷分析，減少產(chǎn)品返修。這就需要在CAD設計系統(tǒng)和生產(chǎn)自動化這些“自動化孤島”進行信息流的聯(lián)接，拆除產(chǎn)品設計與產(chǎn)品制造之間的“隔墻”。本文將闡述如何通過電腦輔助制造軟件利用Gerber文件，進行貼片機生產(chǎn)線的離線編程準備、元件位置圖的生成等，提高電子組裝生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。1、Gerber文件簡介用戶或企業(yè)設計部門，往往出于各方面的考慮，只愿意提供給生產(chǎn)制造部門電路板的Gerber文件。Gerber文件是所有電路設計軟件都可以產(chǎn)生的文件，在電子組裝行業(yè)又稱為模版文件（stencil data）,在PCB制造業(yè)又稱為光繪文件。可以說Gerber文件是電子組裝業(yè)中最通用最廣泛的文件格式。因此對于一個電子生產(chǎn)企業(yè)，擁有一個能夠處理Gerber文件的電腦輔助制造CAM軟件是非常重要的，它對安排產(chǎn)品生產(chǎn)的準備、制造及測試各工序都有輔助提高質(zhì)量的作用。 Gerber文件是EIA的標準格式，分RS274-D和RS274-X兩種，其中RS274-X是RS274-D的擴展文件。生產(chǎn)制造部門在條件許可的情況下，應當盡可能要求用戶或設計部門提供RS274-X的Gerber文件，這樣有利于各工序的生產(chǎn)準備。2、利用Gerber文件生成貼片坐標傳統(tǒng)的貼片機生產(chǎn)裝配前的準備工作往往是要等到PCB廠將PCB電路板生產(chǎn)好后方才可以進行。通常要讓貼片機停止工作，利用貼片機的人工示教方式，移動攝像頭在電路板上找出所有貼片元件的坐標位置，然后再將物料表(BOM)等其他信息手工輸入到貼片機中。這種方式需要占用貼片機的生產(chǎn)時間，而且采用人工示教方式找點對于普通的一塊有幾百個貼片元件的電路板來講是一件費時費力而又極易出現(xiàn)差錯的工作。同時由于人為的必然誤差，元件位置偏差等原因?qū)е碌男迯图胺倒さ某杀旧仙?。對于電子制造服務（EMS）企業(yè)來講，貼片機的生產(chǎn)時間就是企業(yè)的經(jīng)濟來源，無疑這種方式對企業(yè)的生產(chǎn)造成的損失是很大的。目前普遍采用的方式是在設計部門或用戶提供電路板設計文件時，可以直接由電路設計軟件直接生成，例如Protel、Powerpcb和Cadence等電路設計軟件都具有這個功能。但有些情況下用戶或企業(yè)設計部門只提供Gerber文件，這時就需要通過某些電腦輔助設計軟件處理來獲取貼片坐標數(shù)據(jù)，例如Graphicode公司的GC-PowerStation軟件就是這方面的佼佼者，目前最新的版本是5.4.4，利用用戶或設計部門提供提供的Gerber文件，只需幾分鐘的時間就可以迅速提取出所有貼片元件的中心坐標和旋轉(zhuǎn)角度（而傳統(tǒng)的方式卻需要大半天時間）。大大縮短生產(chǎn)準備時間，并且由于直接處理用戶的CAD設計文件，提高了生產(chǎn)裝配精度，降低了故障率。下面簡要介紹如何利用GC-PowerStation軟件生成貼片坐標數(shù)據(jù)。預覽：2.1 導入Gerber文件。在軟件窗口中，選擇菜單“FileImport.”，選擇要導入的Gerber文件（配合Ctrl鍵可一次選取多個Gerber文件），Gerber文件應包括電路板焊盤層（Solderpaste）和絲印層（Silkscreen）。2.2 設定每層Gerber文件的屬性。鼠標右擊屏幕右下側(cè)顯示的Gerber文件，選擇“Proterties”，彈出“GC Explore”對話框，在Layer Type選項框中設置每層Gerber文件的屬性，焊盤層選擇Solderpaste，絲印字符層選擇Silkscreen，如圖1所示。2.3 切換公制單位。因為貼片機的單位是mm，有些圖形是以mil作單位，所以要切換成公制單位。具體操作過程如下：選擇菜單“ViewUnits.”，在彈出的“Unit”對話框中選擇millimets（毫米）。2.4 設定坐標原點。 一般我們?nèi)≡陔娐钒宓淖笙陆?，首先將電路板顯示放大到合適尺寸，將光標移到電路板的左下角中心處，按Space鍵確定住位置，選擇菜單“ToolZero User.”。2.5 將Pad（Trace部分）轉(zhuǎn)成Pads+Parts。有些設計人員在設計電路板時習慣以Trace的方式來畫Pads，而這些Trace無法由系統(tǒng)辯識出其Pads的位置，故無法由其轉(zhuǎn)換坐標出來，所以需要將Pad（Trace部分）轉(zhuǎn)成Pads+Parts。具體操作過程如下：鼠標右擊屏幕右下側(cè)顯示的絲印層Gerber文件，在彈出的對話框中選擇“View”或“Hide”，即將絲印層暫時設定為瀏覽或隱藏，選擇菜單“EditSelect All”，選中所有的焊盤，再選擇菜單“CAMAuto Convert Skteched Pads”,彈出如圖2所示的對話框，設置焊盤層Gerber文件，如圖2所示。按“OK”按鈕轉(zhuǎn)換完畢。預覽：2.6 坐標辨識。先將欲轉(zhuǎn)換的焊盤選中，選擇菜單“PartsAuto Centroid Extraction”，在彈出的對話框中設定每種芯片的方向，按OK鍵后轉(zhuǎn)換完成，并生成了一個新的已辨識坐標的焊盤層，如圖3所示。有時會出現(xiàn)找錯焊盤中心的情況，這時可以選中找錯中心的焊盤，選擇菜單“PartsExplode Parts”，將找錯中心的焊盤分解開來，再選中欲轉(zhuǎn)換的焊盤，選擇菜單“PartsTeach Parts”，正確找出焊盤的中心，如圖4。2.7 元件位號（Ref.Des）的辯識。已辨識坐標的焊盤層和絲印層必須都處于edit狀態(tài)下，如圖3所示，P1層和P2層處于EDIT狀態(tài)下，將十字光標移至任一Ref.Des字母的左上角頂點后按下空格鍵，確定住光標位置，如圖5所示，再選擇菜單預覽：Gerber文件在電子組裝領(lǐng)域中的另一大用途就是用來制作元件位置圖，元件位置圖是指導生產(chǎn)的重要工藝資料，例如手工插件的工藝卡等，需要在元件位置圖上標注每個工位的插裝元件的位置、數(shù)量等必要信息。一般的做法是將電路板設計文件轉(zhuǎn)換為AUTOCAD格式文件（例如DXF文件），然后用AUTOCAD軟件打開，然后復制到專門的表格文件中，加入必要的文字信息，再將指定的元件進行醒目處理（例如涂紅等）。常見的電路設計軟件一般都具有導出DXF文件的功能，那為什么還要利用Gerber文件導出DXF文件呢？這是因為有的電路設計軟件，例如Protel等，會碰到導出的DXF文件很大，有時會有上百兆，用AUTOCAD打開很慢，或者根本就打不開，這時候就需要先將電路文件先轉(zhuǎn)為Gerber文件，再利用一些CAM軟件打開，轉(zhuǎn)換成DXF文件，文件大小會大為降低，通常不到10M，用AUTOCAD軟件很容易打開。這樣的CAM軟件很多，例如CAM350、GerbTool以及GC-PowerStation等，其中CAM350的應用最為廣泛，本文將以CAM350（Version 9.0）為例介紹如何利用Gerber文件導出DXF文件。3.1 導入Gerber文件“ToolsZero Relative”將相對坐標歸零，此時畫面左邊的Relative部分的坐標會出現(xiàn)零（圖6），接著按下空格鍵松開被固定的十字光標并移至該字母的右下角頂點，此時Relative部分的坐標分別代表字符的長和寬。接著選擇Select All將已辨識坐標的焊盤層和絲印層標識出來，選擇菜單“PartsFind Refererce Designator(s)”，彈出如圖7的對話框，在Silk Layer選擇框中選擇絲印層，而Part Layer選擇框中已默認選中已辨識坐標的焊盤層。在Width和Height欄中分別填入前面測的字符的長和寬，這里是0.6mm和1.1mm，然后點擊OK鍵完成元件位號的辨識。2.8 元件位號（Ref.Des）的確認。元件位號的辨識會出現(xiàn)些錯誤，需要進行確認。操作步驟如下：選中已辨識坐標的焊盤層和絲印層，選擇菜單“ToolsQuery”，出現(xiàn)如圖8所示的界面，在屏幕左下角的Display設置區(qū)域中選擇Part，然后確認屏幕下側(cè)坐標欄中的每個坐標位號是否與屏幕右側(cè)中顯示的圖形中元件位號一至，若不一致，則進行修改。確認完畢后按屏幕下側(cè)的“Save”按鈕將坐標文件保存下來。至此，貼片坐標數(shù)據(jù)導出完畢。3、利用Gerber文件制作元件位置圖4 、結(jié)論綜上所述，通過電腦輔助制造軟件充分利用Gerber文件，可以提前利用電腦，在不占用生產(chǎn)設備的時間，提前作好生產(chǎn)準備工作，大大提高電子組裝生產(chǎn)的效率，提高生產(chǎn)精度，減少生產(chǎn)故障率，降低生產(chǎn)成本，整體提高生產(chǎn)效率，車間里為趕時間而加班加點的狼狽景象將永遠成為過去，使得企業(yè)效益得到有效提高。3.2 導出DXF文件。選擇菜單“FileExportDXF”，在彈出的對話框中選擇導出的路徑和文件名，至此DXF文件就-導出來了，用AUTOCAD