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XNC:Gerber将数据带入未来

六月 07, 2019 | I-Connect007
XNC:Gerber将数据带入未来

Gerber是全球最受欢迎的PCB图像数据交换格式,它易于使用,浅显易懂,并为设计师和工程师提供了一种表达明确的语言,使他们可以相互沟通。由于Gerber不断提高的性能和不断开发的新功能,这一“古老”的数据格式一直广泛应用于PCB行业,同时仍保持其简单性和易用性。

从技术规范来看,它也是传输钻孔数据的理想解决方案。PCB行业中的很多公司都在采用这种格式,同时也有很大一部分公司仍在使用数控格式(NC)传输其布线和钻孔坐标数据。但数控格式(NC)不是专为数据传输而设计的,所以常常造成混乱和时间的浪费。

一些人认为Gerber文件(与NC文件不同)无法发送到钻孔机。确实如此,但PCB制造商从来都不会将客户发送的文件直接转发到他们的钻孔机上。相反,数据送入CAM(计算机辅助制造)程序,然后根据制造商的特定生产线进行更改和输出。对于CAD(计算机辅助设计),问题不应该是哪种格式最适合机器,而是哪种格式最适合输入到计算机辅助制造(CAM)程序,正如我们所说,最适合于输入到CAM程序的格式毫无疑问是Gerber格式。

那么,为什么CAD开发人员和他们的用户仍然坚持采用NC(数控)格式?很可能是由于习惯或传统的原因。采用NC格式传递钻孔数据已经几十年了,NC格式主要是Excellon(因此通常使用“Excellon”来代表“NC文件”),其类似于1985 IPC-NC-349技术规范。此外,还有很多遗留软件,因此NC文件很可能会伴随我们一段时间。

现有NC技术规范存在的问题

问题是NC文件质量很差,因为NC不是专为数据传输而设计的数据格式。它一直是机器驱动程序,含有钻孔机所需的各种信息,但这对于数据交换来说不但无关紧要,还会造成混乱。例如,CAD软件通常会要求用户指定是否应使用冲孔或槽来完成铣孔,以及采用的钻头和钻速。这些是只有制造商可以做出的决定,许多计算机辅助设计(CAD)专业人员会觉得没有责任回答这些问题,这将不可避免地导致一些错误。

显然,CAD开发人员会努力避免这种情况发生,他们通常采用的方法是用NC并选择自己认为最适合其软件及CAD到CAM数据传输过程的选项。选择并不容易,因为编程语言密集,有时是冗余的,且IPC-NC349和Excellon 2包含遗留的Excellon 1代码,但是大多数代码都是CAD开发人员不需要的。因此,由于担心遗漏可能有价值的数据,开发人员往往会纳入不必要的数据,这只会给CAD用户带来更多的困惑。

尽管开发人员尽了最大的努力,但并不是完全清楚如何使用部分NC格式,以及NC格式是否能够传输某些数据。CAD用户将会把这部分从Excellon文件中删除,并在注释或单独的文本文件中注明这些相关信息。

图1:从PCB设计到制造过程的步骤示例

但这些数控(NC)技术规范的最大问题在于,由于过去节省空间的惯例,钻孔坐标缺少小数点。如果文件中有一个命令或标题标明小数点必须在哪里,就是所谓的固定“点格式”,还好操作。但是在Excellon文件中,没有这样的指令或标准来说明小数点应该在哪里,所以设计师只能靠自己来判断。同样,没有标准来表示设计是英制还是公制作为测量单位。虽然Excellon技术规范确实提到了默认值,但仍然很混乱,用户可能会以不同的方式使用默认值。

所有这些都导致计算机辅助制造(CAM)工程师的最终责任是尝试不同的可能变化,直到钻孔与铜的相关数据匹配。这在处理普通电路板时是可行的(不是很好),但在处理RF(射频)电路板时则不行,例如,你会发现没有适合孔的明确焊盘选项。

数控格式(NC)的另一个问题是Excellon技术规范已不再发布,因此该行业几十年来一直依赖的是可能侵犯版权保护的副本。IPCNC-349技术规范(过于密集、过于复杂,充满了重叠的方法)因为价格昂贵很难流通。具有讽刺意味的是,PCB使用的竟然是不存在的、非法的、不可理解的或难以负担的技术规范开发数控(NC)文件。否则计算机辅助设计(CAD)软件就必须用现有混乱的数控格式(NC)文件进行逆向工程。

XNC

那么,如果我们还没有为Gerber钻孔文件做好准备,PCB行业将何去何从?幸运的是,目前有一种新的PCB钻孔数据格式,可以解决CAD软件开发和CAD到CAM钻孔数据交换过程中的所有问题。XNC是由Ucamco、KiCad和Pentalogix公司设计,Graphicode、Cuprum和ZofzPCB可支持的,目前业界广泛使用的NC或Excellon格式的严格子集。

我们认为,改善数控格式(NC)钻孔混乱的第一步是开发一种简单清晰无歧义的技术规范——一种基于现有格式的规范,可以通过所有适合的PCB钻孔输入软件读取。为此,我们设计了CAD / CAM转换NC格式(XNC)——完整、紧凑和明确的IPC-NC-349子集,能够交换CAD / CAM钻孔信息,而无需额外的辅助文件。

我们已经为此添加了Gerber类元数据或属性的强大功能。XNC属性可以添加到完整的文件、工具或单个孔,还可以使用与Gerber属性相似的语法,并以标准灵活的方式来描述特征。XNC文件与Gerber X2兼容,可以无缝添加到X2数据集,同时还能确保格式与不读取属性的软件兼容。

借助XNC,CAD开发人员可以轻松快速地创建输出软件,并且使用熟知的格式,不用担心尝试各种可能性和从众多选项中选择,也无需从多个不完整且令人困惑的数控格式(NC)文件中进行逆向工程。我们保证,如果CAD开发人员只使用XNC格式,他们将会准确地向客户提供他们所需要的文件——严谨的文件格式,这种文件格式可以立即改善CAD转换到CAM的数据传输过程,还可向客户提供行业可采用的NC基准,这样NC文件即可融合成为通用标准。

结论 

由于行业习惯和不适当的数据格式技术规范,CAD和CAM信息开发过程的各个层面都存在混淆,因此现有的数控钻孔数据CAD-CAM传输过程存在严重缺陷。CAD软件开发人员浪费了大量时间和资源,试图确保软件中的每一个可能性都得到确认,CAD专业人员提供了有关其设计的不相关和非标准信息,但由CAM工程师解释结果。由一些业界领先的PCB软件供应商提出的基于已有NC格式的新钻孔数据交换技术规范有望缓解许多问题,并为建立NC格式及文件的行业新标准铺平道路。更多内容请点在线查看

标签:
#XNC  #Gerber  #钻孔数据 


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