GERBER文件中导出元件坐标的方法(01)

GERBER 文件中导出元件坐标的方法 GerberGerber 文件的应用文件的应用 现代电子生产企业的设计部门几乎全部采用电脑 CAD 软件进行电路设计 生产制造部门也 大量使用贴片机 插件机等自动化设备进行生产 但这两个部门很少了解相互需求 许多有用 信息不能共享 在企业间往往形成了两个 自动化 孤岛 生产制造部门不能利用设计部门的 CAD 文件提高生产效率 降低生产成本 设计部门不了解生产工艺 不能提高设计水平 但是随着市场竞争的加剧 客户要求产品交货周期的缩短 以及对生产成本的控制 迫切 需要在这两个孤岛间建立起联系 以缩短生产准备时间 加强生产前的缺陷分析 减少产品返 修 这就需要在 CAD 设计系统和生产自动化这些 自动化孤岛 进行信息流的联接 拆除产品 设计与产品制造之间的 隔墙 本文将阐述如何通过电脑辅助制造软件利用 Gerber 文件 进 行贴片机生产线的离线编程准备 元件位置图的生成等 提高电子组装生产效率 降低生产成 本 1 Gerber 文件简介 用户或企业设计部门 往往出于各方面的考虑 只愿意提供给生产制造部门电路板的 Gerber 文 件 Gerber 文件是所有电路设计软件都可以产生的文件 在电子组装行业又称为模版文件 stencil data 在 PCB 制造业又称为光绘文件 可以说 Gerber 文件是电子组装业中最通用 最广泛的文件格式 因此对于一个电子生产企业 拥有一个能够处理 Gerber 文件的电脑辅助制 造 CAM 软件是非常重要的 它对安排产品生产的准备 制造及测试各工序都有辅助提高质量的 作用 Gerber 文件是 EIA 的标准格式 分 RS274 D 和 RS274 X 两种 其中 RS274 X 是 RS274 D 的扩展文件 生产制造部门在条件许可的情况下 应当尽可能要求用户或设计部门提供 RS274 X 的 Gerber 文件 这样有利于各工序的生产准备 2 利用 Gerber 文件生成贴片坐标 传统的贴片机生产装配前的准备工作往往是要等到 PCB 厂将 PCB 电路板生产好后方才可以进行 通常要让贴片机停止工作 利用贴片机的人工示教方式 移动摄像头在电路板上找出所有贴片 元件的坐标位置 然后再将物料表 BOM 等其他信息手工输入到贴片机中 这种方式需要占用贴 片机的生产时间 而且采用人工示教方式找点对于普通的一块有几百个贴片元件的电路板来讲 是一件费时费力而又极易出现差错的工作 同时由于人为的必然误差 元件位置偏差等原因导 致的修复及返工的成本上升 对于电子制造服务 EMS 企业来讲 贴片机的生产时间就是企业 的经济来源 无疑这种方式对企业的生产造成的损失是很大的 目前普遍采用的方式是在设计部门或用户提供电路板设计文件时 可以直接由电路设计软件直 接生成 例如 Protel Powerpcb 和 Cadence 等电路设计软件都具有这个功能 但有些情况下用 户或企业设计部门只提供 Gerber 文件 这时就需要通过某些电脑辅助设计软件处理来获取贴片 坐标数据 例如 Graphicode 公司的 GC PowerStation 软件就是这方面的佼佼者 目前最新的版 本是 5 4 4 利用用户或设计部门提供提供的 Gerber 文件 只需几分钟的时间就可以迅速提取 出所有贴片元件的中心坐标和旋转角度 而传统的方式却需要大半天时间 大大缩短生产准 备时间 并且由于直接处理用户的 CAD 设计文件 提高了生产装配精度 降低了故障率 下面 简要介绍如何利用 GC PowerStation 软件生成贴片坐标数据 2 1 导入 Gerber 文件 在软件窗口中 选择菜单 File Import 选择 要导入的 Gerber 文件 配合 Ctrl 键可一次选取多个 Gerber 文件 Gerber 文件应包括电路板焊盘层 Solderpaste 和丝印层 Silkscreen 2 2 设定每层 Gerber 文件的属性 鼠标右击屏幕右下侧显示的 Gerber 文件 选择 Proterties 弹出 GC Explore 对话框 在 Layer Type 选项框中 设置每层 Gerber 文件的属性 焊盘层选择 Solderpaste 丝印字符层选择 Silkscreen 如图 1 所示 2 3 切换公制单位 因为贴片机的单位是 mm 有些图形是以 mil 作单位 所以要切换 成公制单位 具体操作过程如下 选择菜单 View Units 在弹出的 Unit 对话框中选择 millimets 毫米 2 4 设定坐标原点 一般我们取在电路板的左下角 首先将电路板显示放大到合适 尺寸 将光标移到电路板的左下角中心处 按 Space 键确定住位置 选择菜单 Tool Zero User 2 5 将 Pad Trace 部分 转成 Pads Parts 有些设计人员在设计电路板时习惯以 Trace 的方式来画 Pads 而这些 Trace 无法由系统辩识出其 Pads 的位置 故无法由其 转换坐标出来 所以需要将 Pad Trace 部分 转成 Pads Parts 具体操作过程如下 鼠标右击屏幕右下侧显示的丝印层 Gerber 文件 在弹出的对话框中选择 View 或 Hide 即将丝印层暂时设定为浏览或隐藏 选择菜单 Edit Select All 选 中所有的焊盘 再选择菜单 CAM Auto Convert Skteched Pads 弹出如图 2 所示 的对话框 设置焊盘层 Gerber 文件 如图 2 所示 按 OK 按钮转换完毕 2 6 坐标辨识 先将欲转换的焊盘选中 选择菜单 Parts Auto Centroid Extraction 在弹出的对话框中设定每种芯片的方向 按 OK 键后转换完成 并生成了一个新的已辨识坐标的焊盘层 如图 3 所示 有时会出现找错焊盘中 心的情况 这时可以选中找错中心的焊盘 选择菜单 Parts Explode Parts 将找错中心的焊盘分解开来 再选中欲转换的焊盘 选择菜单 Parts Teach Parts 正确找出焊盘的中心 如图 4 2 7 元件位号 Ref Des 的辩识 已辨识坐标的焊盘层和丝印层必须都处于 edit 状态下 如图 3 所示 P1 层和 P2 层处于 EDIT 状态下 将十字光标移至任 一 Ref Des 字母的左上角顶点后按下空格键 确定住光标位置 如图 5 所示 再选择菜单 Tools Zero Relative 将相对坐标归零 此时画面左边的 Relative 部分的坐标会出现零 图 6 接着按下空格键松开被固定的十字光 标并移至该字母的右下角顶点 此时 Relative 部分的坐标分别代表字符的长和 宽 接着选择 Select All 将已辨识坐标的焊盘层和丝印层标识出来 选择菜单 Parts Find Refererce Designator s 弹出如图 7 的对话框 在 Silk Layer 选择框中选择丝印层 而 Part Layer 选择框中已默认选中已辨识坐标的 焊盘层 在 Width 和 Height 栏中分别填入前面测的字符的长和宽 这里是 0 6mm 和 1 1mm 然后点击 OK 键完成元件位号的辨识 2 8 元件位号 Ref Des 的确认 元件位号的辨识会出现些错误 需要进行确 认 操作步骤如下 选中已辨识坐标的焊盘层和丝印层 选择菜单 Tools Query 出现如图 8 所示的界面 在屏幕左下角的 Display 设置 区域中选择 Part 然后确认屏幕下侧坐标栏中的每个坐标位号是否与屏幕右侧 中显示的图形中元件位号一至 若不一致 则进行修改 确认完毕后按屏幕下 侧的 Save 按钮将坐标文件保存下来 至此 贴片坐标数据导出完毕 3 利用 Gerber 文件制作元件位置图 Gerber 文件在电子组装领域中的另一大用途就是用来制作元件位置图 元件位 置图是指导生产的重要工艺资料 例如手工插件的工艺卡等 需要在元件位置图上标 注每个工位的插装元件的位置 数量等必要信息 一般的做法是将电路板设计文件转 换为 AUTOCAD 格式文件 例如 DXF 文件 然后用 AUTOCAD 软件打开 然后复制到专 门的表格文件中 加入必要的文字信息 再将指定的元件进行醒目处理 例如涂红等 常见的电路设计软件一般都具有导出 DXF 文件的功能 那为什么还要利用 Gerber 文 件导出 DXF 文件呢 这是因为有的电路设计软件 例如 Protel 等 会碰到导出的 DXF 文件很大 有时会有上百兆 用 AUTOCAD 打开很慢 或者根本就打不开 这时候就需 要先将电路文件先转为 Gerber 文件 再利用一些 CAM 软件打开 转换成 DXF 文件 文 件大小会大为降低 通常不到 10M 用 AUTOCAD 软件很容易打开 这样的 CAM 软件很多 例如 CAM350 GerbTool 以及 GC PowerStation 等 其中 CAM350 的应用最为广泛 本 文将以 CAM350 Version 9 0 为例介绍如何利用 Gerber 文件导出 DXF 文件 3 1 导入 Gerber 文件 4 结论 综上所述 通过电脑辅助制造软件充分利用 Gerber 文件 可以提前利用 电脑 在不占用生产设备的时间 提前作好生产准备工作 大大提高电子组装 生产的效率 提高生产精度 减少生产故障率 降低生产成本 整体提高生产 效率 车间里为赶时间而加班加点的狼狈景象将永远成为过去 使得企业效益 得到有效提高 3 2 导出 DXF 文件 选择菜单 File Export DXF 在弹出的对话框中选择 导出的路径和文件名 至此 DXF 文件就 导出来了 用 AUTOCAD 软件打开就可以