【设计】CAM软件在电子组装领域中应用技巧实例

58www.idnovo.com.cnDigitalDesign数字化设计现代电子制造企业的设计部门广泛采用CAD/CAM软件进行电路设计，如何利用好这些CAD/CAM软件，为生产提供必要的数据，减少准备时间，提高电子组装生产效率，是摆在电子组装工艺技术人员面前的一道问题。笔者将结合自己的工作实际，介绍CAD/CAM软件的一些应用技巧，希望能对广大工程技术人员有所帮助。一、利用AutoCAD制作符合国家标准的电路图样在规范化的设计管理中，设计文件图样必须遵守相应的国家标准，如《电子产品图样绘制规则》、《设计文件管理制图》和《印制板制图》等，而由于Protel软件都是英文版，因此无法直接打印出符合国家标准的图纸，要将图纸规范化常用的方式是套打，即先将符合国家标准的表和汉字等打在纸上，再将该纸放入打印机，用Protel软件将印制板图打印其上，形成符合标准的文件，但这种做法效率很低，而且图形常会打偏，有时甚至会打反。经笔者试验，找到了一种简便的方法，使印制板图转换为AutoCAD格式，再在AutoCAD里一次性打印出符合标准的图纸。在1.5版本以上的ForWindows的Protel软件中，都增加了一个将PCB文件导出为DXF格式的功能，而AutoCAD的R12以上版本具有将DXF文件导入的功能，使Protel的PCB文件可以被AutoCAD读取，以下详细说明具体的操作。以Protel99SE为例，打开PCB文件后，直接选择菜单“File”→“Export”，选择导出的文件格式为DXF和DWG。但有个问题，用Protel导出的DXF文件通常比较大，有时候会达到100多兆，用AutoCAD打开很慢或者根本就打不开，那么有没有办法解决呢？经过笔者仔细摸索，找到了解决办法，在导出AutoCAD文件对话框中进行如图1所示的设置。AutoCAD版本选择最早的V2.5，而不是R13或者R14，格式选择DWG，经过笔者的测试，一个Protel文件默认导出AutoCAD格式文件大小为90多兆，经过上述设置后导出的AutoCAD文件仅有5兆，用AutoCAD2007软件可以很轻松地打开。在AutoCAD2008的中文汉化版中将该DWG格式文件打开，选择菜单“格式”→“图层”，弹出对话框，将印制板不需要打印的层关掉，按“OK”按钮，用鼠标选定全部，同时按住Ctrl和C键复制选中的图形，再打开已编好的符合国家标准的设计文件格式表，同时按Ctrl和V键，选择合适的插入点位置，鼠标左击将图形粘贴入表中。如果图形与表的大小不匹配，则选中图形全部，再选择菜单“修改”→“缩放”，设置合适的缩放比例，确定图形与表完全匹配（如图2所示），最后打印，即可将需要的印制板图按照国家标准的设计文件格式打印出来。二、不同电路板设计文件间的相互转换1.转换原因在生产过程中，由于各种因素需要将不同电路板设计文件进行相互转换。例如我公司采用与华中科技大学合作开发的CIMS系统编制生产过程中各种电装工艺卡及插件机程序，但该CIMS系统只能处理Cadence和Protel电路板文件，而如今CAD/CAM软件已被广泛应用于电子行业，摆在我们面前一个很现实的问题就是如何从CAD/CAM系统中得到用于生产的必要数据，建立起CAD设计系统和自动化组装设备之间的有机联系，提高电子制造的效率和质量。本文以作者的经验为例，介绍了CAD/CAM软件在电子组装领域中的一些应用技巧实例，希望能对相关技术人员有所帮助。CAD/CAM软件在电子组装领域中应用技巧实例□烽火通信科技股份有限公司鲜飞图1Protel99SE导出AutoCAD文件对话框59CAD/CAM与制造业信息化·2009年第11期栏目主持：黎艳　投稿信箱：[e-mail]对其他电路板设计文件无能为力，但我公司还承接大量外协产品生产，经常会有客户提供其他电路板设计文件，这样就无法利用该CIMS系统编制新产品的电装工艺卡及插件机程序，严重影响外协新产品的上线速度，制约生产效率。我们采用的解决办法就是将其他格式的电路板设计文件转换为Protel文件，下面就以PADS和Protel文件的相互转换为例来介绍转换方法。2.转换方法(1)PADS文件转换为Protel1)输出ASCⅡ文件。用PADS2005打开待转换的PADSPCB文件，点击“File”→“Export”，输出格式选择ASCⅡ文件，出现如图3所示对话框。在这里非常值得注意的是：输出格式需选择PowerPCBV3.0，若选择PowerPCBV4.0以上格式生成的ASCⅡ文件就不能导入到Protel中，这也是我们刚开始总是失败的原因。2)导入到Protel99中。运行Protel99SE，新建一个PCB文件，点击“File”→“Import”，选择前面导出的PADSASCⅡ文件，将其导入到Protel99SE中，并另存为Protel文件。需要注意的是：Protel99SE必须安装SP6补丁才能出现ImportPADSAscⅡfiles选项。(2)Protel文件转换为PADS在这里我们要安装并运行PADSTranslator，它是PADS公司推出的PCB格式转换软件，运行后的界面如图4所示。该程序可以将Altium公司的Protel和P-CAD两种类型的PCB文件转换为PADS，在这里我们选择的转换选项是Protel。按“Add”按钮添加要转换的Protel文件，中间的文件夹指定转换后的PADS文件存放的位置，按“Translate”按钮开始转换，转换后的PCB文件就可以直接用PADS软件打开。三、打开Protel电路板文件隐藏的元件位号（ReferenceDesignator）元件位置图是指导电子组装生产的重要资料，生产人员依据元件位置图和BOM来核对电路板的组装情况，通常元件位置图是由电路板设计文件打印而来。但笔者经常碰到设计部门或者客户提供的电路板设计文件缺少了元件位号，这样就给打印元件位置图带来了麻烦。下面将以Protel99SE软件为例，介绍如何打开电路板文件隐藏的元件位号。双击某个元件焊盘中心空白处，弹出“Component”对话框，单击“Designator”标签，去掉“Hide”勾选，再单击“Global”按钮，进行如图5所示的设置。其中，在“Height”和“Width”栏设定字符的长和宽，“Autoposition”用于设定字符的位置，按“OK”按钮就打开了所有隐藏的元件位号，打印元件位置图时只保留外框和丝印层就可以。四、Cadence电路板设计文件旋转角度我公司使用Cadence电路板设计软件，有时候出于编制生产设备程序的要求，需要将电路板设计文件旋转一个角度。Cadence电路板设计文件旋转角度并不容易，经过我们的仔细摸索，找到了解决办法，具体步骤如下。1)电路板中锁定部分的解锁。先点击工具栏中的“Unfix”按钮，然后单击屏幕右侧的“Find”标签，点击“AllOn”按钮选中所有项目，然后用鼠标选中电路板的所有部分，完成对电路板中锁定部分的解锁。建议在旋转电路板角度前都先做这一步，若跳过这步的话，电路板中锁定部分将不会随整体一起旋转。2)旋转电路板。选择菜单“Edit→Move”（或者点击工具栏中的“Move”按钮），然后单击屏幕右侧的“Find”标签，点击“AllOn”按钮选图2将PCB图形粘入到设计表中图3PADSASCⅡ文件输出窗口60www.idnovo.com.cnDigitalDesign数字化设计中所有项目，再单击“Option”标签，进行如图6所示设置。用鼠标选中电路板的所有部分，然后单击电路板中心位置，等待屏幕下方的提示信息区域显示完成所有元件移动的信息，再鼠标右击电路板图形，在弹出的对话框中选择“Rotate”，用鼠标拖电路板至合适角图5Protel99SE元件位号打开设置对话框图4PADSTranslator运行界面度后鼠标单击欲放置的位置，等待一段时间旋转完成。五、从不常见电路板文件中导出贴片元件坐标数据我公司承接大量来料贴片加工业务，需要从客户提供的电路板文件导出图6Cadence文件旋转角度参数设置元件坐标数据并转换成SMT（表面贴装技术）设备程序。我们的外协客户很多，提供的电路板文件大多以Protel和PADS为主，但我们也会遇到客户提供一些不常见的电路板文件，由于我们不熟悉这类软件，这给元件坐标数据的导出带来了很大麻烦。一次某客户提供了P-CAD电路板文件，我用P-CAD2006软件打开，摸索了很长时间找不到正确导出元件坐标数据的方法，所导出的坐标数据只是元件第一个焊盘的中心位置。无奈之下笔者只好寻求其他的解决办法，方法有两种，笔者逐一介绍。(1)方法一：将P-CAD文件转换为其他类型的电路板文件后导出坐标数据。可以使用前面笔者介绍的PADSTranslator软件将P-CAD文件转换为PADS，但有时候转换会出现问题。另外一种方法就是转换为Protel文件再导出贴片元件坐标数据，这两个软件都是由同一家公司生产，所以兼容性应该很好，转换成功的概率很高。转换方法及导出贴片元件坐标数据步骤如下。1)用P-CAD2004软件打开电路板文件，然后另存为ASCⅡ文件。2)运行Protel99SE，新建一个PCB文件，点击“File”→“Import”，选择前面导出的P-CADASCⅡ文件，将P-CADASCⅡ文件导入到Protel99SE中。3)从Protel99SE中导出贴片元件坐标数据。(2)方法二：利用CAMCAD软件导出坐标数据。CAMCAD软件是PCB设计和制造、SMT61CAD/CAM与制造业信息化·2009年第11期栏目主持：黎艳　投稿信箱：[e-mail]生产过程中一个很有用的工具，它可以自动识别Gerber文件和几乎所有已知的CAD文档，并能生成供各种测试设备使用的文件及其他格式的CAM文档。CAMCAD软件导出P-CAD文件坐标数据的步骤如下。1)用P-CAD2006软件打开电路板文件，然后另存为ASCⅡ文件。2)运行CAMCAD，导入你所导出的P-CADASCⅡ文件，注意选择“ACCEL，PCAD200x(.pcb)LayoutRead”，如图7所示。3)将英制单位切换为公制单位，点击“Setting”→“Modifysettings”，选择“mm”，如图8所示。4)设定坐标原点，点击“Setting”→“changeoriginposition”，然后将光标移到电路板设定位置（例如电路板左下角），单击鼠标左键即可，如图9所示。5)导出坐标数据，点击“Reports”→“Spreadsheet”，弹出如图10所示的对话框，我们选择导出项目为Components，同时在Directory栏中设定导出文件的路径，按“OK”键后在指定的路径下就会生成一个“comps.csv”文件，可以直接用Excel进行编辑修改，至此坐标数据文件就导出了。六、结束语CAMCAD软件是非常好的一个软件，它几乎可以处理各种格式的CAD文件，在碰到我们不熟悉的一些CAD文件时，都可以按照上述方法导出坐标数据，例如笔者借助CAMCAD还导出过ZUKENCadstar电路板文件的贴片坐标数据。本文所介绍的只是笔者平时工作过程中的一些典型实例总结，各个CAD/CAM软件在电子组装行业中的应用技巧当然远不止这些，还有待于我们在实际工作中不断提高和完善。最后希望本文所介绍的内容能给大家的工作带来方便。图7用CAMCAD导入P-CADASCⅡ文件图8切换为公制单位图9设定坐标原点图10输出坐标数据文件本文索引号：120