PCB坐标数据导出方法综述

PCB坐标数据导出方法综述

1 前言

现代电子生产企业的设计部门几乎全部采用电脑PCB软件进行电路设计，生产制造部门也大量使用贴片机、插件机等自动化设备进行生产，如何在这两者之间建立起有效的联系，进而提高生产效率、降低生产成本是工艺技术人员研究的目标。事实上，SMT生产线中加工设备编程所需的大多数特征数据完全可以从PCB设计文件中获取，例如元件在PCB上的位置坐标、PCB的整体描述数据等等。我们可以直接从PCB设计文件中导出相应的CAD 坐标数据，并与设计部门提供的BOM（Bill of Material，物料表）文件合并后转换为能驱动贴片设备运行的贴片程序，然后通过磁盘、U盘、网络或RS-232C接口等传送到加工设备的控制计算机中直接驱动数控加工设备。这样不仅节省了数据准备及编程时间，也提高了数据精度、杜绝了人工处理数据时所出现的差错和数据不完整性。

目前市场上PCB设计软件众多，如Altium公司的Protel和P-cad、Mentor公司的Powerpcb/Pads和Mentor Expedition、Cadence公司的Allegro和Orcad、日本Zuken公司的Cadstar和CR-5000等等，尤其是Protel、Pads和Allegro三种PCB设计软件，几乎占据中国PCB设计软件市场80%以上的份额，换句话说，如果掌握了这三种PCB设计软件的坐标数据导出方法，基本上就可以应对大多数新产品的挑战了，这对于承接大量外协产品的EMS 工厂尤其重要。但问题是现在有很多工艺技术人员，特别是刚刚从事SMT行业的，并不掌握PCB设计软件坐标数据的导出方法，也就无法将CAD坐标数据转换为贴片程序，依然停留在利用贴片设备摄像头一个个在电路板上找元件坐标数据的原始贴片程序编辑方法上，这严重制约了生产效率和质量的提升。本文将详细介绍所有常见PCB设计软件坐标数据的导出方法及步骤，以给从事相关工作的工艺技术人员提供参考。笔者总结的坐标数据导出方法有三种：1）利用PCB设计软件自身功能导出；2）利用专门CAM软件导出；3）将一种不常见的PCB文件格式转换为另外一种常见格式PCB文件后再导出。具体采用何种方法要根

据具体情况而定，不能一概而论，本文将逐一介绍这几种方法。

2利用PCB设计软件自身功能导出坐标数据

这是最常见的坐标数据导出方法，大多数工厂都采用这种方法获取元件坐标数据，步骤大致可以分为三步：1）单位切换；2）设置坐标原点；3）坐标导出。下面将分别介绍一些常见PCB设计软件坐标数据的导出方法。

2.1 PADS

PADS软件是Mentor公司出品的面向中低端用户的一款优秀电路板设计软件，目前最新版本号是2007，PADS软件导出坐标文件步骤如下：

1）用PADS打开PCB文件。

2）切换公制单位。因为贴片机的单位是mm，有些图形是以mil作单位，所以要切换成公制单位。具体操作过程如下：选择菜单“Setup→Preference”，在Global选项卡中Design Unit栏中选择Metric，即切换为公制单位。

3）设定坐标原点。选择菜单“Setup→Set Origin”，用鼠标在PCB上选定恰当的位置并确定为新的坐标原点，一般选择PCB左下角。

4）输出坐标数据。选择菜单“File→CAM”，弹出如图1所示界面，在Side栏中选择PCB顶层或底层（Top or Bottom），Parts栏中选择SMT，Output中选择输出贴片机格式，这里选择Dynapert Promann，然后点击“Run”按钮，在弹出的提示文件存盘路径的对话框中点击确认键，坐标数据导出。

图1 PADS坐标数据输出

2.2 Protel

Protel软件是最早进入中国板级设计市场的PCB设计软件，在中国拥有众多的用户，影响力巨大，目前最新版本号是AD6.9，本文以Protel 99软件为例介绍坐标文件导出方法，步骤如下：

1）用Protel99软件打开PCB文件。

2）设定原点。选择菜单“Edit →Origin → Set”，设定坐标原点。

3）导出坐标数据。选择菜单“File→Cam Manager…”，出现输出数据向导界面，按“Next”，选择输出数据类型为Pick Place（如图2），再依次按“Next”继续，注意文件格式选择Text （文本）、单位选择Metric（公制）。然后选择菜单“Tools→ Preference…”，在弹出的CAM Options对话框中设定输出坐标文件所在的目录，选择菜单“Tools →Generate CAM Files”在指定路径下生成坐标文件。

图2 Protel输出数据类型选择

Allegro

Allegro软件是Cadence公司出品的面向中高端企业用户的PCB设计软件，主要针对高速、高密度电路板设计，尤其在通讯等领域被广泛应用，目前最新版本号是16.0。Allegro 软件导出坐标数据步骤：

1）用Allegro软件打开PCB设计文件。

2）设定原点和切换公制单位。选择菜单“Setup →Drawing Size…”，弹出如图3所示对话框，用户单位选择millimeter，MOVE ORIGIN栏中输入新原点位置相对于当前原点的坐标数据，然后按“OK”确定。

图3 Allegro单位切换和原点设定

3）坐标文件导出。选择菜单“File → Export → Placement…”，弹出如图4所示对话框，注意Placement Origin选择Body Center，按“Export”按钮输出坐标数据。

图4 Allegro坐标输出对话框

Orcad

Orcad是Cadence公司推出的面向中低端市场的一款PCB设计软件，目前新版本的Cadence Allegro软件中都集成了Orcad软件。Orcad软件导出坐标数据步骤：1）用Orcad软件打开PCB设计文件。

2）设定原点。选择菜单“Tool → Dimension → Move Datum”，用鼠标在PCB上选定恰当的位置为新的坐标原点。

3）坐标数据导出。选择菜单“Auto → Create Reports…”，弹出如图5所示对话框，选定输出项目，例如Comp ALL（Comps），按确定按钮后在PCB所在目录下生成坐标数据文件。

图5 Allegro坐标输出对话框

Mentor Expedition

Mentor Expedition是Mentor公司出品的另外一款PCB设计软件，与Allegro软件市场定位一样，也是面向中高端企业用户的，Mentor Expedition软件导出坐标数据步骤如下：

1）用Mentor Expedition软件打开PCB设计文件。

2）单位切换。选择菜单“Setup → Setup Parameter…”，在弹出的对话框中选择单位为Millimeters。

3）设定原点。选择菜单“Edit → Place → origin…”，在弹出的对话框中Type类型选择为Board（如图6），Location栏中输入新原点位置相对于当前原点的坐标数据。

图6 Expedition软件设置原点对话框

4）坐标数据导出。选择菜单“File → Export → General Interface…”，在弹出对话框中选择“Generic AIS”（如图7），按确定键后在当前PCB文件中PCB\OUTPUT目录下生成坐标文件。

图7 Expedition软件坐标文件导出

2.5 Cadstar

Cadstar是日本Zuken公司推出的面向中低端用户的电路板设计软件，其市场定位与PADS软件相似，但市场占有率远不及PADS，主要在一些日本及台湾公司使用，目前最新版本号9.0，其坐标数据导出步骤如下：

1）用Cadstar软件打开PCB设计文件。

2）单位切换。选择菜单“Settings → Units…”，在弹出的对话框中选择单位为Millimeters。

3）坐标原点设定。选择菜单“Settings → Design Origin…”，弹出的如图8所示对话框，选中“Origin Position Relative to Current Origin”复选框，X和Y坐标栏中输入新原点位置相对于当前原点的坐标数据。

图8 Cadstar软件设置原点对话框

4）输出坐标数据。选择菜单“Tools → Report Generate → Manager Reports…”，弹出如图9所示对话框，点击Open按钮，选择产生文件类型为comp_SMD.rgf，再按Run按钮生成坐标文件。

图9 Cadstar软件坐标导出对话框

2.6 CR-5000

CR-5000是日本Zuken公司开发的另一PCB设计软件，市场定位与Allegro、Mentor等类似，也是面向中高端企业用户的，但在国内应用较少。其坐标数据导出步骤如下：1）用CR-5000软件打开PCB设计文件。

2）坐标原点设定。选择菜单“EnviRonment → Move Origin”，则在界面右侧出现“Move Origin”窗格（如图10），将光标移到PCB新原点预设置位置，按鼠标左键后自动在X和Y 坐标栏中输入新原点位置相对于当前原点的坐标数据，按“Move Origin”按钮完成原点设置。

图10 CR5000软件坐标原点设定窗口

3）坐标文件输出。在DOS窗口下，进入你放置PCB文件的目录，然后执行以下命令：>camlist-m comp "name".pcb -o "name".txt ，在你放置PCB文件的目录下生成一"name".txt文件，此文件中即有各个元件的坐标。

2.7 Eagle

Eagle是美国CadSoft公司推出的一款PCB设计软件，软件小巧，安装文件大小仅十几兆。Eagle在国内用户非常少，但在国外有一定用户。其坐标数据导出步骤如下：1）打开PCB设计文件。

2）选择菜单“File →Run”，弹出一个运行文件对话框，选择ulp目录下的mountsmt.ulp 文件运行，接着依次产生保存正面贴片文件（文件后缀为mnt）对话框和保存反面贴片文件（文件后缀为mnb）对话框，分别设置好保存文件名和路径后按保存按钮贴片文件产生。

3利用CAM软件导出坐标数据

前面介绍了电路板设计软件众多，它们的格式各不相同，输出的坐标数据格式也不尽相同，这给坐标数据的处理带来了一定难度。那么有没有一种CAM软件，能读取多种格式的PCB文件，并输出统一格式的坐标数据呢？Router Solutions Incorporated开发的CAMCAD 软件就是满足这样要求的一个很有用的CAM工具，它可以自动识别Gerber文件和几乎所有已知的电路板文档，并能生成供各种测试设备使用的文件及其他格式的CAD文档，这为我们从各种格式的PCB文档中导出坐标数据提供了一个统一的转换平台，极大降低了数据处理的难度及复杂性。CAMCAD处理PCB文件有两种情况：一种是直接读入PCB文件的文本格式；另外一种是读入PCB文件输出的某种CAD数据格式。本文将分别介绍：

3.1 直接读取PCB文件的文本格式

以P-CAD格式PCB文件为例，详细介绍利用CAMCAD软件导出坐标数据过程。P-CAD 软件是Altium公司出品的另外一款电路板设计软件，与Protel相比，其在国内的应用非常少，主要在美国一些公司使用，目前最新版本号2006。利用CAMCAD软件导出坐标数据过程如下：

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，导入你导出的P-CAD ASCⅡ文件，注意选择ACCEL，PCAD200x(.pcb)Layout Read，如图11。

图11 用CAMCAD导入P-CAD ASCⅡ文件

3）将英制单位切换为公制单位，点击“Setting → Modify settings”，在弹出的对话框中Page Units栏选择mm。

4）设定坐标原点，点击“Setting → change origin position”，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。

5）导出坐标数据，点击“Reports→Spreadsheet”，弹出如图12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”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来了。

图12 输出坐标数据文件

3.2 读取PCB软件输出的某种格式CAD文件

CAMCAD能直接读入很多格式PCB文件的文本格式，例如PADS、Protel、P-CAD等，但也有很多格式的PCB文件并不能直接读入，这时候可以通过PCB设计软件输出CAMCAD 支持的某种格式CAD文件再读入，例如ODB++文件。ODB++是美国V alor公司制定的一种CAD数据格式，现在大多数PCB设计软件都支持这种格式文件的输出，例如AD6、Mentor Expedition、Cadence、Orcad、Cadstar等。

我们以Mentor Expedition软件为例介绍如何输出ODB++文件：用Expedition打开PCB 文件后，点击“Output → ODBG Interface”，弹出如图13所示对话框，选中“Launch ODB++ Convertor”和“Compress Output”，按OK后就输出ODB++文件。然后CAMCAD软件读入输出的ODB++文件，就可以按照3.1节介绍的方法输出坐标数据了。

图13 Mentor输出ODB++文件对话框

4 转换为其它常见格式电路板文件后导出坐标数据。

我们仍然以P-CAD文件为例，将其转换为别的常见格式PCB设计文件（如PADS或者Protel）后再导出坐标数据。我们可以使用专门的转换软件来转换，例如Layout Translator 软件（如图14），它是Mentor公司推出的转换软件，可以将Altium公司的P-CAD、Protel、Orcad和Cadstar文件转换为PADS文件，但有时候由于格式兼容性等方面的原因转换会出现问题。另外一种方法就是利用软件自身功能转换为Protel文件再导出贴片元件坐标数据，这两个软件都是同一公司生产的，所以兼容性应该很好，转换成功的概率很高。转换方法及导出元件坐标数据步骤如下：

1）用P-CAD2006软件打开电路板文件，然后另存为ASCⅡ文件。

2）运行Protel 99 SE，新建一个PCB文件，点击File → Import，选择前面导出的P-CAD ASCⅡ文件，将P-CAD ASCⅡ文件导入到Protel 99 SE软件中。

3）依照2.2节介绍的方法从Protel 99 SE软件中导出元件坐标数据。

图14 Layout Translator软件界面