GERBER简介命令与格式转换

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1、1. GERBER 介绍介绍1.1.Gerber 的作用的作用Gerber 格式格式是线路板行业软件描述线路板（线路层、阻焊层、字符层等）图像及钻、 铣数据的文档格式集合。 它是线路板行业图像转换的标准格式。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。 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。 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

2、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。 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工业。“Gerber”这个词在光绘业已经名不副实。1.2.Gerbr 的分类的分类现存 Gerber 有两个版本： 扩展 Gerber 即 RS-274X，被普遍使用； 标准 Gerber 即 RS-274D，是老版本，正逐渐被废弃并被 RS-274X 所取代。 RS-274XRS-274X RS-274X（又称扩展的 Gerber 格式，或者 X-Gerber 格式）是二维矢量图像 描

3、述格式，也是线路板行业图像描述的标准格式。 RS-274X 是一种可读的 ASCII 格式，包含了一系列控制码和坐标信息，组成图像的元素是在特定位置 画好外形的线和flash。正性和负性图形对象可以组合。 RS-274X 文档包含了线路板各层图像的完整描述，具有线路板图形成像需 要的所有元素，不需要扩展文件。Aperture 可以定义正性物件和负性物件。铜 皮不需要像在 RS-274-D 中那样指定为“填充块“或者“填充线“。 RS-274X 是对线路板各层的完整、强大、清晰的标准描述，能被自动导入 及处理。这使得它能被用于快速安全的数据转换及可信和自动化的工作流程。 RS-274X 格式的

4、aperture 是整合在 gerberfile 中的，因此不需要 aperture 文件(即，内含 D 码)。 RS-274-DRS-274-D 老式的 RS-274-D（又称标准 Gerber 格式）是 EIA 的 RS-274-D 标准码所 衍生的用于控制多领域数控机床的数据格式。Gerber RS-274-D 用于控制矢量 光绘机，该机器是二维数控机床。Gerber RS-274-D 是包含了控制码及 X,Y 坐 标的 ASCII 格式。Gerber RS-274-D 是 20 世纪 60、70 年代被研制出来控制矢量光绘机。该 机器现在已经被镭射光绘机取代。Gerber RS-274

5、-D 本身不能描述图像信息。 它不包含坐标单位及Aperture信息。ApertureAperture 是物件的形状说明是物件的形状说明，类似于 PDF 文档的字体。光绘机操作人员自己手工设定坐标单位和 Aperture，用 text 文 件描述，称为Aperture 文件或者由于历史原因称为wheel 文件。Aperture 文 件主要用于操作人员读写，没有标准。每个 EDA 软件甚至每个设计人员都有自 己不同的 aperture 文件设计及名称转换习惯。PCB 制造人员必须自己理解并手 工输入到 CAM 系统。 RS-274-D 只支持简单的图像操作。因为其极大的局限性，人们只得创建一 些

6、复杂的图形，如stroking，也就是填充块填充块或者或者填充线填充线。 RS-274-D 是数控标准是数控标准而不是不是图像描述标准图像描述标准。没有 Aperture 文件匹配，一 个 RS-274-D 文件是没有作用的。但是 Aperture 文档没有统一的标准。1.3.CAD 导出导出 GERBER 文件的问题文件的问题有一些 CAD 软件制作出的 RS-274X 文档是难于处理的。有些文档包含语法或者语义 错误。有些文档数据精确度太低，导致在非常精确的线路板厂产生巨大的舍入误差。 1、Gerber 导出精确度（网格计算）通常至少比导出精确度（网格计算）通常至少比 CAD 系统的精确度

7、高系统的精确度高 10 倍倍。 2、有些 CAD 系统仍然使用填充块来填充填充块来填充而不是使用外形填充外形填充，或者使用填充的 SMD 而不是使用灵活的灵活的 Aperture 定义定义。填充块不会使文件无效，但是会造成处理时间更长，难 度更大。因此，填充块应该被废弃。2. Gerber 命令命令Nn 顺序编号这是用於盘式磁带机的档案搜寻，因为磁带机的档案搜寻是依次序搜 寻的，和磁碟机作用方式不同，不过现在使用盘式磁带机的人已经很稀少了，因此略过不 再加以介绍。2.1.Gerber 文件实例文件实例下面简单的举例说明 GERBER 格式的内容和结构: G90* 1 G70* 2 G54D10

8、* 3 G01X0Y0D02* 4 X450Y330D01* 5 X455Y300D03* 6 G54D11* 7 Y250D03* 8 Y200D03* 9 Y150D03* 10 X0Y0D02* 11 M02* 122.2.G-Codes: 设置初始条件设置初始条件 Gerber 调用xx 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。有一些码对认识 Gerber 文件是很重要的： G90/G91 相对绝对坐标相对绝对坐标 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

9、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。 G70/G71 英寸英寸/毫米毫米 实例代码中第二行 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

10、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：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

11、的内容只是为了帮助人们更容易理解文件. G01：画直线命令：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：画圆弧命令：G02/G03 和和 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#

12、* 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 C

13、AM 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*

14、 （xys 注：在一些光绘机中 要求圆弧命令必须用 G01 配合） 顺便提一下，您选购您的 CAM 软件时一定要试一试它处理圆弧的能力。3. GERBER 坐标精度坐标精度（坐标以 inch 或 mm 为单位） X m.n X 轴向的座标值有效数值范围为 0.000001 到 999999.999999 Y m.n Y 轴向的座标值有效数值范围为 0.000001 到 999999.999999 Z m.n Z 轴向的座标值有效数值范围为 0.000001 到 999999.999999 Im.n 画弧的中心座标对应平行投影於 X 轴向的位置有效数值范围为 0.000001 到 999999.

15、999999 Jm.n 画弧的中心座标对应平行投影於 Y 轴向的位置有效数值范围为 0.000001 到 999999.999999 Km.n 画弧的中心座标对应平行投影於 Z 轴向的位置有效数值范围为 0.000001 到 999999.999999 W m.n 内建文字的旋转角度有效数值范围为 -999999.999 到 999999.9994. 转换转换 GERBER 时应注意的问题时应注意的问题4.1.Protel for DOS 转转 Gerber 时应注意的问题时应注意的问题1、D 码匹配的上下限不要设得太宽，这样容易造成偏差太大，致使最小间距无法保证。 2、有时填充区（Fill）转换可能造成错乱。此时应将 D 码表中的方型 D 码全部删除，再 重新转换。 3、在 D 码匹配不上而要求手工匹配时，一定要选方式 3。 4、在圆弧（arc）转换时，步距（Arc Quality）不要设得太小，否则会造成数据量过大，而 且圆弧边缘不光滑。5、阻焊扩大值可以是负值。 6、圆弧转换可以选择圆弧描述还是直线描述。 Software Arcs: on