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PCB之RS274格式随谈(推荐)

08-09 20:40:57 | http://www.5idzw.com | CAD CAM | 人气:522
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  在PCB制作行业如果你还不知道rs274是什么东西的话,那你该看看下面这篇文章!

  无论您在您的PCB的CAD系统中花费了多少精力,无论您的印刷电路板设计得多么完美,您都必须处理您的数据,让它们合乎 CAM系统的标准.所以您必须了解一些必要的CAM系统的知识.!

  介绍

  不管你的设计软件如何强大,你都必须最终创建Gerber格式的光绘文件才能光绘胶片。很好地理解可以减少您对它的厌恶感。 错误地理解光绘文件的内容,PCB 设计系统和光绘系统的关系是这个行业中产生废胶片的最大的原因。


  光绘机的简单描述

  在详细介绍光绘文件之前,简单的就光绘机的原理做一下简单的介绍,各位如有什么不同意见欢迎来信赐教!

  早期的光绘机是由精确的伺服系统及受它控制的用来装高对比度胶片的 X-Y 桌面组成的。一个很亮的光源直透过快门,透过光圈,聚焦在胶片上。控制系统把 Gerber 命令成适当的桌面移动、轮子的转动和快门的开闭。

  1 . 光绘机原理

  当快门打开,光柱透过光圈把光圈的影像暴光在胶片上。当快门打开、桌面同步移动时,线条或条纹被影像到胶片上。使用正确的命令控制桌面的移动、光圈的选择和快门的操作,光绘机就能在胶片上生成任何需要的影像。

  随着科技的不断发展,Gerber Scientific (现在的 Gerber 系统)开始通过生产精密的机器来控制光绘机做业。"Gerber"这个词在光绘机上已经名不副实,从现在开始我呢仍将用 "Gerber" 文件这种说法来说明 RS274X 光绘命令。

  2. .光绘机操作

  Gerber 数据最漂亮的地方就在于它的简洁,它只有四个基本的命令加上对应的数据。数据库就不得不定义得简单和紧凑。这就需要把尽可能多的信息压缩到尽可能少的字节以说明许多"问题",我想在当时他们并没有预料到存储空间是用数以百计的兆字节代替数以百计的字节来计量的今天。

  但是,简洁也有它自己的代价。Gerber文件缺乏驱动光绘机必需的基本信息。这些丢失的信息是由设计者另外交给光绘操作员的,这正是错误的源泉。实际上,定义一种非标准的扩展命令的诱惑是无法抗拒的。每个光绘机生产商都支持在基本GERBER命令上加上一些他们认为区分他们的光绘机所必须的信息。这就造成光绘机厂商不得不开发自己的GERBER文件转换软件包,后果呢?就是一家厂家的特性而另一家却不支持。

  Gerber 文件介绍

  下面简单的举例说明GERBER格式的内容和结构:

  G90*          1
  G70*          2
  G54D10*         3
  G01X0Y0D02*       4
  X450Y330D01*      5
  X455Y300D03*      6
  G54D11*         7
  Y250D03*        8
  Y200D03*        9
  Y150D03*        10
  X0Y0D02*        11
  M02*          12

  (在上边的行号不是文件的内容。)即使是一个对GERBER文件一窍不通的人也能正确推断出这里每一行表示一个特殊的机器命令,而且星号(*)是命令的结束符。这在有些软件和教材中被称为块(Block),大多数机器和软件只是按块处理Gerber命令,而不理会行。这里可以看出不同命令的相同之处:使用 G、D、M等命令和X、Y对应的数据。

  G-Codes: 设置初始条件

  Gerber 调用Gxx命令作为初始码。大多数情况下,这些码被用来配置机器在绘图之前的状态。有一些G码对认识Gerber文件是很重要的:

  G90/G91 相对/绝对坐标  在第一行的G90命令告诉机器数据坐标是绝对的,每一个坐标的设置都是相对于桌面的原点(0,0)。绝对的反面就是相对,也就是所有的坐标都是相对与前一坐标增加的。相对坐标就是通过G91 命令设置的。

  现在您也许很少看到 G90 ,因为许多软件把绝对坐标作为默认的设置,并且不再标注 G90。这就产生了一个问题--许多后来产生的数据格式也不再费心于 G91 命令。如果您在您的CAM工作站上看到象图3那样的一团"爆炸图",那就有可能是您试图用绝对坐标方式来读用相对坐标方式生成的文件;当然,也有可能是您使用相对坐标方式来读绝对坐标方式的文件。


图 3. 用绝对方式显示相对方式文件。G70/G71

  G70/G71 英寸/毫米 :第二行的G70表示下面的数据是使用英寸(INCH)作单位的, 这也是一个在GERBER文件中很少出现但很重要的G码。在美国和欧洲大部地区习惯使用英寸,而在世界大部分地区却习惯使用毫米(millimeters)做单位,或者两者都使用。G71就是表明单位是公制。 1英寸等于25.4毫米。

  G54. D码选择 :在第三行的G54是用来表明光圈转换的,它是最常用的G码,是用来指示光绘机把光孔轮转到适当的位置,这个位置是由紧跟在G54后面的Dxx来指示的。现在G54常常被省略,只是靠D码(除D01、D02、D03)来指示光绘机变换光圈。

  G04:注解命令 大多数的光绘机都会忽略G04后面的内容。G04就好象MS-DOS批处理文件中的"REM"命令一样,它后面的内容只是为了帮助人们更容易理解文件.

  G01:画直线命令 在一些光绘机中要求圆弧命令必须用G01配合,G01只是表示光绘机桌面的移动是直线的。

  画圆弧命令:G02/G03 和 G74/G75

  如果有必要而且Gerber文件里有相应的命令,Gerber 光绘机也能画圆弧。

  在很早的时候,圆弧是很少用到PCB(print circuit board,印刷电路板)设计中。后来,为了平衡板材的张力、还有一些是为了减小高速电路的高频发射,在PCB设计中开始使用圆弧。并且使Gerber命令有了相应的发展。

  基本的圆弧命令语法:

  G##X#####Y#####I#####J#####D##*

  实例: G02X40Y30150J0D01*

  G##代表GO2、G03。G02是指示光绘机顺时针画弧,G03是指示光绘机逆时针画弧。I,J表示圆弧的另一个重要的点--圆心。这些命令最好是不要省略。

  下面我们将花费一点时间来详细讨论画圆命令。早期的光绘机只能画弧度不超过90度的圆弧,现在的光绘机已经能画360度的圆弧。这就留下一个问题:360度的弧的数据格式也同90度一样,只是在文件头上用G74、G75标出,当光绘机读到G74时,它就开始以90度方式处理下面的数据;当它发现G75时就以360度的方式处理下面的数据。如果您的数据没有错,而且您的CAM软件能正确处理圆弧,那么在您处理90度文件时,您的工作站的显示器上就不应该出弧度大于1/4圆的弧;相反并不成立,处理360度文件时,有可能看到弧度很小的弧,这是因为大多数"新"光绘机在设计时就考虑到兼容性问题。

  现在我们来研究一下光绘机是如何处理圆命令的,刚刚了解Gerber文件的人大多数会认为G##X#####Y#####I#####J#####D##*会包含一个圆弧的所有内容,其实不然,它前面的一个点也是很重要的,这个点就是圆弧的起点,而G##后面的点是圆弧的终点,I,J是圆心相对与起点的相对坐标。所以大多数软件生成的圆弧命令是这样的:G01X#####Y#####D02*G##X#####Y#####I#####J#####D01*

  顺便提一下,您选购您的CAM软件或在买光绘机时一定要试一试它处理圆弧的能力。

  画线和画点命令 D01、D02、D03

  D码,简单讲就是第一位字符是"D"。Gerber 文件中有三个D码是用来控制桌面沿着X-Y移动的。
  D01 (D1): 打开快门,同时移动桌面到对应的X-Y坐标。
  D02 (D2): 关闭快门,同时移动桌面到对应的X-Y坐标。
  D03 (D3): 打开快门,同时移动桌面到对应的X-Y坐标。然后快速地打开、关闭快门,这样就形成一个曝光点。

  D01 是一个画线的命令;D02 是一个只移动桌面而不曝光胶片的命令。 打个比方,D01、 D02 就好象笔式光绘仪中的落笔画线和提笔移动笔架。

  D03 是"闪烁"命令,桌面移动时快门是关闭的,当桌面移动到对应的坐标时快门打开一下又马上关闭--这样就会在胶片上留下光圈的影像。 D03在画印刷电路板上的焊盘时是一个十分有效的命令。
D01、D02、D03 命令总是跟在他们对应的数据后面,正如下面的例子:

  X0Y0D02*
  X450Y330D01*
  X455Y300D03*

  这段数据将让光绘机做如下动作:关闭快门,移动桌面到原点;打开快门,移动桌面到450,330;(这样就从0,0画线到450,330。)关闭快门,移动到455,300,打开快门,关闭快门。

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