GERBER文件中導(dǎo)出元件坐標(biāo)的方法(01)

1、GERBE 皮件中導(dǎo)出元件坐標(biāo)的方法Gerber 文件的應(yīng)用現(xiàn)代電子生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計(jì)部門(mén)幾乎全部采用電腦 CA 城件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，生產(chǎn)制造部門(mén)也大量使用貼片機(jī)、插件機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，但這兩個(gè)部門(mén)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(gè)“自動(dòng)化”孤島。生產(chǎn)制造部門(mén)不能利用設(shè)計(jì)部門(mén)的 CAD文件提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。設(shè)計(jì)部門(mén)不了解生產(chǎn)工藝，不能提高設(shè)計(jì)水平。但是隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶(hù)要求產(chǎn)品交貨周期的縮短，以及對(duì)生產(chǎn)成本的控制，迫切需要在這兩個(gè)孤島間建立起聯(lián)系，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，加強(qiáng)生產(chǎn)前的缺陷分析，減少產(chǎn)品返修。這就需要在 CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng)和生產(chǎn)自動(dòng)化這些“自

2、動(dòng)化孤島”進(jìn)行信息流的聯(lián)接，拆除產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品制造之間的“隔墻”。本文將闡述如何通過(guò)電腦輔助制造軟件利用 Gerber 文件，進(jìn)行貼片機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)的離線(xiàn)編程準(zhǔn)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(jiǎn)介用戶(hù)或企業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)，往往出于各方面的考慮，只愿意提供給生產(chǎn)制造部門(mén)電路板的 Gerber 文件。Gerber 文件是所有電路設(shè)計(jì)軟件都可以產(chǎn)生的文件，在電子組裝行業(yè)又稱(chēng)為模版文件(stencildata),在 PCBflU 造業(yè)又稱(chēng)為光繪文件?？梢哉f(shuō) 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(duì)于一個(gè)電子生產(chǎn)企業(yè)，擁有一個(gè)能夠處理 Gerb

3、er 文件的電腦輔助制造CAM 軟件是非常重要的，它對(duì)安排產(chǎn)品生產(chǎn)的準(zhǔn)備、制造及測(cè)試各工序都有輔助提高質(zhì)量的作用。Gerber 文件是 EIA 的標(biāo)準(zhǔn)格式，分 RS274-D 和 RS274-X 兩種，其中 RS274-X 是 RS274-D 的擴(kuò)展文件。生產(chǎn)制造部門(mén)在條件許可的情況下，應(yīng)當(dāng)盡可能要求用戶(hù)或設(shè)計(jì)部門(mén)提供 RS274-X 的Gerber 文件，這樣有利于各工序的生產(chǎn)準(zhǔn)備。2、利用 Gerber 文件生成貼片坐標(biāo)傳統(tǒng)的貼片機(jī)生產(chǎn)裝配前的準(zhǔn)備工作往往是要等到 PCB 廠(chǎng)將 PCB 電路板生產(chǎn)好后方才可以進(jìn)行。通常要讓貼片機(jī)停止工作，利用貼片機(jī)的人工示教方式，移動(dòng)攝像頭在電路板上找出所

4、有貼片元件的坐標(biāo)位置，然后再將物料表(BOM 將其他信息手工輸入到貼片機(jī)中。這種方式需要占用貼片機(jī)的生產(chǎn)時(shí)間，而且采用人工示教方式找點(diǎn)對(duì)于普通的一塊有幾百個(gè)貼片元件的電路板來(lái)講是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力而又極易出現(xiàn)差錯(cuò)的工作。同時(shí)由于人為的必然誤差，元件位置偏差等原因?qū)е碌男迯?fù)及返工的成本上升。對(duì)于電子制造服務(wù)(EMS 企業(yè)來(lái)講，貼片機(jī)的生產(chǎn)時(shí)間就是企業(yè)的經(jīng)濟(jì)來(lái)源，無(wú)疑這種方式對(duì)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(shè)計(jì)部門(mén)或用戶(hù)提供電路板設(shè)計(jì)文件時(shí)，可以直接由電路設(shè)計(jì)軟件直接生成，例如 Protel、Powerpcb 和 Cadence 等電路設(shè)計(jì)軟件都具有這個(gè)功能。但有些情況下用戶(hù)或企業(yè)

5、設(shè)計(jì)部門(mén)只提供 Gerber 文件，這時(shí)就需要通過(guò)某些電腦輔助設(shè)計(jì)軟件處理來(lái)獲取貼片坐標(biāo)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(hù)或設(shè)計(jì)部門(mén)提供提供的 Gerber 文件，只需幾分鐘的時(shí)間就可以迅速提取出所有貼片元件的中心坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)角度(而傳統(tǒng)的方式卻需要大半天時(shí)間)。大大縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，并且由于直接處理用戶(hù)的 CAD 設(shè)計(jì)文件，提高了生產(chǎn)裝配精度，降低了故障率。下面簡(jiǎn)要介紹如何利用 GC-PowerStation 軟件生成貼片坐標(biāo)數(shù)據(jù)。2.1 導(dǎo)入 Gerber 文件。 在軟件窗口中， 選擇菜單“

6、File-Import.”，選擇要導(dǎo)入的 Gerber文件（配合 Ctrl 鍵可一次選取多個(gè) Gerber 文件），Gerber 文件應(yīng)包括電路板焊盤(pán)層（Solderpaste）和絲印層（Silkscreen）。2.2 設(shè)定每層 Gerber 文件的屬性。鼠標(biāo)右擊屏幕右下側(cè)顯示的 Gerber 文件，選擇“Proterties,”,彈出“GCExplore”對(duì)話(huà)框，在 LayerType 選項(xiàng)框中設(shè)置每層 Gerber 文件的屬性，焊盤(pán)層選擇 Solderpaste,絲印字符層選擇 Silkscreen，如圖 1 所示。圖 1設(shè)置誨層 Ge 也打文件的屬性2.3切換公制單位。 因?yàn)橘N片機(jī)的單位

7、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(guò)程如下：選擇菜單“View-Units.”，在彈出的“Unit”對(duì)話(huà)框中選擇 millimets（毫米）。2.4設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)。一般我們?nèi)≡陔娐钒宓淖笙陆牵紫葘㈦娐钒屣@示放大到合適尺寸，將光標(biāo)移到電路板的左下角中心處，按 Space 鍵確定住位置，選擇菜單“Tool-ZeroUser.”。2.5將 Pad（Trace 部分）轉(zhuǎn)成 Pads+Parts。有些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路板時(shí)習(xí)慣以 Trace的方式來(lái)畫(huà) Pads,而這些 Trace 無(wú)法由系統(tǒng)辯識(shí)出其 Pads 的位置，故無(wú)法由其轉(zhuǎn)換坐標(biāo)出來(lái)，所以需要將 Pad（Tr

8、ace 部分）轉(zhuǎn)成 Pads+Parts。具體操作過(guò)程如下：鼠標(biāo)右擊屏幕右下側(cè)顯示的絲印層 Gerber 文件，在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇“View”或“Hide”，即將絲印層暫時(shí)設(shè)定為瀏覽或隱藏，選擇菜單“Edit-SelectAll”，選中所有的焊盤(pán)，再選擇菜單CAMMAutoConvertSktechedPads， 彈出如圖 2 所示的對(duì)話(huà)框， 設(shè)置焊盤(pán)層 Gerber文件，如圖 2 所示。按“OK 按鈕轉(zhuǎn)換完畢。AtrtConvrrTSkctchdriFndx4sJ( (lijrtr(1JTg鼻疝W*rFm$!jrTftit.itI”CarcwiAL5*TUmC爐ELtLWM叩LTH3妙，陋

9、丁0成式冊(cè)LOEfiFCinY*TIrMlkt*Liktr圖 2AutoCcnvertSketchedPads 對(duì)話(huà)框2.6 坐標(biāo)辨識(shí)。先將欲轉(zhuǎn)換的焊盤(pán)選中，選擇菜單“Parts-AutoCentroidExtraction,:在彈出的對(duì)話(huà)框中設(shè)定每種芯片的方向， 按 OKS 后轉(zhuǎn)換完成,并生成了一個(gè)新的已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤(pán)層，如圖 3 所示。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)找錯(cuò)焊盤(pán)中心的情況，這時(shí)可以選中找錯(cuò)中心的焊盤(pán)，選擇菜單“Parts-ExplodeParts”將找錯(cuò)中心的焊盤(pán)分解開(kāi)來(lái)，再選中欲轉(zhuǎn)換的焊盤(pán)，選擇菜單“Parts-TeachParts”,正確找出焊盤(pán)的中心，如圖 4。Kol/RulL&r

10、r工F*|PhysicalLayers*MPlFuHACKhptop一已#f識(shí)坐標(biāo)的蚌叁(v)Y2SilkEtrfrnsilk*+MP21*silk*SOI(v)F3SpldtrptiU004023+(v)P3.1y及磔aOOlgnedLtyers*4Ap*irtur*TftM;收HrillTitles.FrT*bl*i圖 3 生成已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤(pán)層圖 4正確找出焊盤(pán)的中心元件位號(hào)（Ref.Des）的辯識(shí)。已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤(pán)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(biāo)移至任一 Ref.Des 字母*U&frFu.U,3m加

11、”k廣5eJl*rBsi.k向其加電金Ng*tI”前0的左上角頂點(diǎn)后按下空格鍵，確定住光標(biāo)位置，如圖 5 所示，再選擇菜單“ToolsfZeroRelative”將相對(duì)坐標(biāo)歸零，此時(shí)畫(huà)面左邊的 Relative 部分的坐標(biāo)會(huì)出現(xiàn)零（圖 6）,接著按下空格鍵松開(kāi)被固定的十字光標(biāo)并移至該字母的右下角頂點(diǎn)，此時(shí)Relative 部分的坐標(biāo)分別代表字符的長(zhǎng)和寬。SilacUdF式寫(xiě)andIhrills:&RoutiuidTr:口Userwn96030.9149550) )AbidinttMC-251,1939C,116Kelit:veC。00000000000)Duttnct：0.00000除

12、少0000000也立工圖 6相對(duì)坐標(biāo)歸零接著選擇 SelectAll 將已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤(pán)層和絲印層標(biāo)識(shí)出來(lái)，選擇菜單“Parts-FindRefererceDesignators）”，彈出如圖 7 的對(duì)話(huà)框，在 SilkLayer 選擇框中選擇絲印層，而 PartLayer 選擇框中已默認(rèn)選中已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤(pán)層。在 Width 和 Height 欄中分別填入前面測(cè)的字符的長(zhǎng)和寬，這里是 0.6mm和 1.1mm 然后點(diǎn)擊 OK 鍵完成元件位號(hào)的辨識(shí)。元件位號(hào)（Ref.Des）的確認(rèn)。元件位號(hào)的辨識(shí)會(huì)出現(xiàn)些錯(cuò)誤，需要進(jìn)行確認(rèn)。操作步驟如下：選中已辨識(shí)坐標(biāo)的焊盤(pán)層和絲印層，選擇菜單“Tools-Q

13、uery,”,出現(xiàn)如圖8所示的界面， 在屏幕左下角的Display設(shè)置區(qū)域中選擇Part,然后確認(rèn)屏幕下側(cè)坐標(biāo)欄中的每個(gè)坐標(biāo)位號(hào)是否與屏幕右側(cè)中顯示的圖形中元件位號(hào)一至，若不一致，則進(jìn)行修改。確認(rèn)完畢后按屏幕下側(cè)的“Save”按鈕將坐標(biāo)文件保存下來(lái)。至此，貼片坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)出完畢。3、利用 Gerber 文件制作元件位置圖圖 5確定字符左上角位置相對(duì)坐標(biāo)歸零圖 7元件位號(hào)（Ref.Des辯識(shí)對(duì)話(huà)框_r-.rr ,上山ut*痔、4HrciVPi*!.iHNTW髀 04GIM*5|日TT .SIT-BJM*X|Ltu1上1圖 8元件位號(hào) tRefDes）的確認(rèn)Gerber 文件在電子組裝領(lǐng)域中的另一大

14、用途就是用來(lái)制作元件位置圖，元件位置圖是指導(dǎo)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(biāo)注每個(gè)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(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)換為 AUTOCAD 式文件 （例如 DXF 文件），然后用 AUTOCAD 件打開(kāi)，然后復(fù)制到專(zhuān)門(mén)的表格文件中，加入必要的文字信息，再將指定的元件進(jìn)行醒目處理（例如涂紅等）。常見(jiàn)的電路設(shè)計(jì)軟件一般都具有導(dǎo)出 DXF 文件的功能，那為什么還要利用 Gerber 文件導(dǎo)出DXF5：件呢？這是因?yàn)橛械碾娐吩O(shè)計(jì)軟件，例如 Protel 等，會(huì)碰到導(dǎo)出的 DXFk 件很大，有時(shí)會(huì)有上百兆，用 AUTOCADT 開(kāi)很慢，

15、或者根本就打不開(kāi)，這時(shí)候就需要先將電路文件先轉(zhuǎn)為 Gerber 文件， 再利用一些 CAMt 件打開(kāi)， 轉(zhuǎn)換成 DXF件， 文件大小會(huì)大為降低， 通常不到 10M,用 AUTOCAD 件很容易打開(kāi)。這樣的 CAMC 件很多，例如 CAM350GerbTool 以及GC-PowerStation 等，其中 CAM350 勺應(yīng)用最為廣泛，本文將以 CAM350（Version9.0）為例介紹如何利用 Gerber 文件導(dǎo)出 DXFi 件。導(dǎo)入 Gerber 文件圖9導(dǎo)入Gtrtoei文件對(duì)話(huà)框4、結(jié)論綜上所述，通過(guò)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(shè)備的時(shí)

16、間，提前作好生產(chǎn)準(zhǔn)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(chē)間里為趕時(shí)間而加班加點(diǎn)的狼狽景象將永遠(yuǎn)成為過(guò)去，使得企業(yè)效益得到有效導(dǎo)出 DXFi 件。 選才?菜單“File-Export 一 DXF,在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇導(dǎo)出的路徑和文件名，至此 DXFi 件就-導(dǎo)出來(lái)了，用 AUTOCAD 件打開(kāi)就可以制作元件位置圖了。SMT 生產(chǎn)線(xiàn)中的大多數(shù)加工設(shè)備均為數(shù)控設(shè)備。它們編程所需要的大多數(shù)特征數(shù)據(jù)均可從CADS5+系統(tǒng)中得到。如何在 CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng)和 SMT 自動(dòng)化加工設(shè)備之間建立有機(jī)的聯(lián)系和共享，正是我們所要解決的問(wèn)題。本文介紹了從 Gerber 文件中導(dǎo)出 X、丫坐標(biāo)數(shù)據(jù)的方法，同時(shí)還介紹了如何從 Gerber 文件中導(dǎo)出 DXF 文件，最后文章指出利用