相关文章---光圈、绘图文件介绍

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1、光圈光圈(D-CODE)(D-CODE)、绘图文件、绘图文件(Gerber)(Gerber)介绍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。光绘机的简单描述光绘机的简单描述在详细介绍光绘文件之前，简单的讨论一下光绘机会使下面的材料更容易理解。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

2、面移动、轮子的转动和快门的开闭。图图 1 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。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,从 现在开始我仍将延用 “Gerber” 文件这种说 法来说明 RS274D 光绘命令。FigureFigure 2.2. .光绘机操作简洁简洁: : 一把双刃刀一把双刃刀Ge

3、rber 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。数据库不得不定义得简单和紧凑是因为第一台机器是由打孔纸带驱动的。 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”，当时 我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 样造成的

4、后果就是一家厂家的特性而另一家却不支持。GerberGerber 文件介绍文件介绍 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(在右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）

5、，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、对应的数据。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/G91G90/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 G

6、90 ，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。图图 3.3. 用绝对方式显示相对方式文件。 G70/G71G70/G71G70/G71 英寸英寸/ /毫米毫米 ：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

7、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

8、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 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基本的圆弧命令语法： G#X#Y#I#J#D#*实例： G02X4

9、0Y30150J0D01*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

10、，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 C

11、AM 软件时一定要试一试它处理圆弧的能力。画线和画点命令画线和画点命令 D01、D02、D03D 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): 打开快门打开快门，同时移动桌面到对应的 X-Y 坐标。 D02 (D2): 关闭快门关闭快门，同时移动桌面到对应的 X-Y 坐标。 D03 (D3): 打开快门打开快门，同时移动桌面到对应的 X-Y 坐标。然后快速地打开、关快速地打开、关 闭闭快门，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

12、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。光圈标志光圈标志D D 码（码（D-

13、CODED-CODE） D10-D999D10-D999不象 D01、D02、D03 ，D10 到 D999 是数据而不是命令，它们是标注光圈或光 圈轮上的位置。早期的光绘机使用的是一种有 24 孔/槽的光圈轮。 表 1 是早期的光绘机的光孔与 D 码的对应表。表表 1.1. D 码（D-CODE）与光圈（APERTURE）的对应D 码 光圈序号 D 码 光圈序号 10 1 20 1311 2 21 1412 3 22 1513 4 23 1614 5 24 1715 6 25 1816 7 26 1917 8 27 2018 9 28 2119 10 29 2270 11 72 2371 1

14、2 73 24可以看出从 D10 到 D19 是按正常顺序排列的，紧跟在后面就是 D70、D71，而 D20 被排到第 13 位。从 D20 到 D29 依次顺延。到 D30 时光圈序号应该是 23，但 是 D72、D73 被插到 D30 之前。大多数光绘、CAM 软件需要您根据 D 码输入光圈 的信息（形状、大小），少数软件是按光圈序号输入的（此时就需要根据上面 的对应表重新排列）。 值得提一下的是 D3 到 D9 是一种特殊码，最早时是用来表示虚线、点画线等特 殊线段，现在已经很少用到它们了，即使用到也只是某些落后的光绘机的专用 代码，它们的具体含义就请查阅光绘机的说明书。杂项命令杂项命令 M-M-码码Gerber 文件中最常用的 M 码是 M00、M01、M02。 我们经常在文件末尾看到 M02。M00/M01/M02 都是表示 Gerber 文件结束，只不 过不同的机器使用不同的 M 码，而大多数软件是使用 M02。但是要注意的是有 一些软件为了确保在读入文件时不会和其它的数据混合，在文件头上加了 M02 等 M 码，而其它的软件一旦读到“M02”就认为文件已结束，从而会是数据丢失。 另外一种情况是，有的软件喜欢把多个文件合并在一起，中间用“M02”区分， 这些软件在处理这种文件时会自动把