A Gerber fájlok tartalmi ellenőrzése

Írta: Kategória: Tudásbázis Dátum: 2015-03-11 még nincs hozzászólás

 

Ha a vizuális ellenőrzés során valamilyen hibát észlelünk (pl. nem nyitható meg a fájl, vagy nem jó helyen vannak furatok), amely egyértelműen a Gerber fájlok rossz konverziójára utal, nem árt, ha tisztában vagyunk azzal, hogy mit is kellene tartalmaznia egy-egy Gerber fájlnak.

Hangsúlyozni szeretnénk, hogy ez a lépés sem feltétlenül szükséges ahhoz, hogy a NYÁK terv sikeresen gyártásba kerüljön, de probléma esetén a hibakeresést az alábbi ismeretek nagyon megkönnyíthetik. A Gerber fájlokról egy nagyon rövid összefoglalót a Mik azok a Gerber fájlok? részben írtunk, a Gerber exportálás után a fájlok vizuális ellenőrzéséhez pedig javasoljuk az ingyenes Gerbv szoftvert.

 

A Gerber fájlok RS-274X formátuma

Az alábbi példa egy alkatrészoldali rézréteget mutat. A Gerber fájlok felépítése egyébként mindig azonos:

  • a kék színnel jelölt sorok a fájl elején egy olyan blokk, amiben a formátumot egyértelműen definiáljuk,
  • a zöld színű részek az úgynevezett apertúra definíciók,
  • a ciánnal jelölt részek az apertúra kiválasztások,
  • a narancssárga színű sorok a rajzolat koordinátái, illetve a sorvégeken a koordinátákhoz tartozó parancsok vannak (D01, D02, D03),
  • a piros M02 kód a fájl végét jelzi.

 

G75*    // több síknegyed engedélyezése
G70*    // mértékrendszer: INCH
%OFA0B0*%    // nincs offszet eltolás
%FSLAX24Y24*%    // a koodrinátaformátum: Leading Zero Supression, abszolút koordináták, 2db egész számjegy, 4db tizedesjegy
%IPPOS*%    // a rajzolat pozitív polaritású  
%LPD*%    // új rajzolat kezdése sötét polaritással
%AMOC8*    // apertúra makró kezdete – nyolcszög definiálása
5,1,8,0,0,1.08239X$1,22.5*
%    // apertúra makró vége
%ADD10C,0.0200*%    // kör alakú apertúra definiálása
%ADD11C,0.0396*%    // kör alakú apertúra definiálása
D10*    // apertúra kiválasztása
X1047Y1047D02*    // kezdőpontra állás
X1047Y3389D01*    // egyenes vonal rajzolása a D10-es apertúrával a megadott végpontig
X2608Y3389D02*
X2608Y1047D01*
X3385Y1047D02*
X4947Y1047D01*

…(további sok hasonló koordinátapár)

X2608Y2218D02*
X1047Y2218D01*
D11*
X4947Y4447D03*    // flash készítése az adott koordinátára
X5447Y4447D03*
X5947Y4447D03*
X6447Y4447D03*
X6947Y4447D03*
M02*    // fájl vége

 

Felépítését tekintve minden Gerber fájl egyforma, de például a fenti példában kék színnel jelölt definíciós blokk tartalma sokféle lehet. Ennek oka, hogy a szabvány nem írja elő pontosan, hogy feltétlenül szükségesnek kell lennie pl. a polaritás vagy az offszet eltolás definiálásának.

 

Mi az az apertúra?

Erről a Mik azok a Gerber fájlok? című cikkben írtunk bővebben. Nagyon röviden: azok az alakzatok, amelyekkel a megadott vektorok mentén rajzolunk.

 

Mi az a “flash”?

A “flash” egy olyan parancs, aminek az adott koordinátán történő meghívásával, a kiválasztott apertúrát csak az adott pontba levetítjük, és nem rajzolunk tovább vele. Általában a forrszemeket és az SMD pad-eket flash paranccsal hozza létre a tervezőszoftverünk.

 

Mire kell figyelni?

A kék színnel jelölt definíciós blokkban az egyetlen feltétlenül szükséges rész a koordinátaformátum megadása (pl. %FSLAX24Y24*%). Enélkül csak találgatni tudunk, hogy milyen formátumban történt az exportálás.

A definíciós blokkon kívül az összes további rész szükséges! Tehát mindenképpen kellenek a zöld színnel jelölt apertúra definíciós részek (itt vannak definiálva azok az alakzatok, amelyekkel rajzolunk), az apertúra kiválasztási sorok (pl. D10, D11, D12, stb.), és természetesen a rajzolat koordinátáira is szükség van (a megfelelő apertúra kiválasztó kóddal együtt), illetve a fájl végét jelző M02* kód is elengedhetetlen.

 

A fúrófájlok Excellon 2 formátuma

Amikor Gerber fájlokról beszélünk, tulajdonképpen beleértjük a fúrófájlt is. Az évtizedek során az Excellon 2 (vagy ahhoz nagyon hasonló) formátumú fúrófájlok terjedtek el. Felépítésük egyszerűbb a Gerber fájlokénál, ennek ellenére ezekkel szokott a legtöbb probléma előfordulni.

 

Az alábbi példa egy Excellon 2 formátumú fúrófájlt mutat. A fúrófájlok felépítése is mindig azonos:

  • a kék színnel jelölt sorok a fájl elején olyan blokk, amiben a formátumot egyértelműen definiáljuk,
  • a zöld színű részeknél adjuk meg a fúró- vagy marószerszám sorszámát (pl. T01 vagy T02, stb.) és átmérőjét,
  • a ciánnal jelölt rész a szerszám kiválasztás (jelen esetben csak 1 szerszámmal fúrunk),
  • a narancssárga színű sorok a furatok koordinátái,
  • a piros M30 kód a program végét jelzi.

%
M48    // program kezdete
INCH, LZ    // mértékrendszer INCH üzemmódban, koordináták megadása “Leading Zero” formában
FMAT, 2    // Excellon 2 fájlformátum
ICI,OFF    // inkrementális üzemmód kikapcsolva
%    // definíciós blokk vége
T01C0.0236    // T01-es szerszám átmérőjének definiálása
T01    // szerszámcsere T01-re
X4947Y4447    // első furat koordinátái
X5447Y4447    // második furat koordinátái
X5947Y4447    // harmadik furat…
X6447Y4447
X6947Y4447
M30    // program vége

 

Mire kell figyelni?

A kék színnel jelzett definíciós blokk üres is lehet, a szabvány szerint nem szükséges bármilyen információt is tartalmaznia, de jó, ha legalább az INCH vagy METRIC mértékrendszer definiálása benne van.

Feltétlenül szükségesek a zölddel jelzett szerszám átmérők definíciói, különben nem tudjuk, hogy mekkora furatot kell fúrnunk az adott koordinátára. Természetesen az ezután következő szerszámválasztás, és a furatok koordinátái is elengedhetetlenek. Az M30-as kód azért kell mindenképpen a fájl végére, hogy tudjuk, hogy az nem sérült, és minden koordinátát tartalmaz.

 

Beállítási lehetőségek a NYÁK tervező programokban

Bizonyos szoftverekben lehetőség van arra, hogy az exportált Gerber fájlok koordinátáinak formátumát tetszőlegesen megváltoztassuk. Az alapértelmezett formátum általában:

Leading Zero Supression – a nullákat a szám bal oldaláról eltünteti (kisebb fájlméretet eredményez)
2.4 – 2db egész számjegy és 4db tizedesjegy
Absolute – a koordinátákat az origóhoz képest adjuk meg
INCH – hüvelyk mértékegységben adjuk meg a pontokat

 

Példa a formátum értelmezésére

Ha a fenti beállításokkal értelmezzük az “X4947Y4447” furat koordinátáit, akkor azt kapjuk, hogy:

A 2.4-es formátum miatt összesen 2 + 4 = 6 számjegy jelent egy koordinátát, és a Leading Zero beállítás miatt nullákat a bal oldalról a szoftver eltüntette, ezért ezekkel ki kell kiegészíteni a koordinátákat.

Ezek alapján:

X4947Y4447 –> nullákkal kiegészítve –> X004947Y004447 –> 2.4-es formátumba átírva –> X00.4947Y00.4447 –> a felesleges nullákat elhagyjuk –> X0.4947 Y0.4447 –> a koordinátákat 25,4mm-rel szorozva metrikus mértékegységre váltjuk –> X = 12,565; Y = 11,295

Tehát az eredeti X4947Y4447 koordinátapár valójában X = 12,565mm-t és Y = 11,295mm-t jelent. Az origótól számítva erre a koordinátára esik az első furat a példában. A többi furat tényleges helye ezek után már könnyen számolható.

 

Kell-e változtatni a Gerber és a fúrófájl formátumainak beállításain?

Törekedjünk arra, hogy mindig a 2.4; Leading Zero; Absolute; INCH beállításokat használjuk. Ezekkel egy maximum 2540mm x 2540mm méretű NYÁK rajzolatát tudjuk 0,00254mm felbontással megadni. Akinek ezek a paraméterek nem elégségesek, kérjük, hogy jelezze felénk, és ingyenesen legyártjuk az ennél nagyobb pontosságot vagy méretet igénylő tervét :D.

A viccet félretéve, látható, hogy értelmetlen más formátumot használni, tehát ha lehetőség van a formátum beállítására, akkor az lehetőleg 2.4; Leading Zero; Absolute; INCH legyen. Amennyiben nincsen lehetőség a formátum módosítására, akkor küldje úgy a fájlokat, ahogy a tervezőszoftvere kiexportálja a Gerbereket.

Néhány tervezőprogram automatikusan választja ki a formátumot. A leggyakrabban elkövetett tervezői hiba, hogy az origótól nagyon messze rajzolnak. Az eddigi legextrémebb eset az volt, amikor az origótól X és Y irányban 2800mm-re kezdődött a rajz. A tervezőszoftver emiatt automatikusan átváltott 3.3-as koordináta formátumra, mi pedig hosszú perceken keresztül keresgéltük, hogy milyen formátumban lehet  a fúrófájl. A helyzet végül megoldódott, mert rájöttünk, hogy 3.3-as a formátum, és a NYÁK elkészült, de mindenképpen előnyösebb lett volna, ha a rajz az origónál kezdődik, és 2.4-es a formátum.

A másik leggyakoribb probléma, hogy a Gerber és a fúrófájlok elnevezésére nincsen egységes szabvány, amit minden tervezőprogram használna. Emiatt a legkülönfélébb elnevezéssel szoktuk megkapni a fájlokat. Természetesen mindig megpróbáljuk kihámozni a szükséges információkat a fájlokból, de a legegyszerűbb, ha az ajánlásunk szerint elnevezett fájlokat kapunk, ellenkező esetben lehet, hogy pl. a felső és az alsó rétegek felcserélődnek. A selejtgyártás megakadályozás miatt ezért az a legjobb, ha a Milyen Gerber fájlokra van szükség a gyártáshoz? című cikkben leírtak szerint nevezzük el a fájlokat.

 

Összefoglalás

A Gerber fájlok tartalmi ellenőrzése tehát nem egy bonyolult és sok időt igénylő munka, csak néhány alapvető dolgot szükséges tudni róla, viszont ezzel sok értékes időt takarítható meg. Ráadásul a fájlok tartalmával csak akkor érdemes igazán foglalkozni, ha pl. a Gerbv szoftver nem úgy jeleníti meg a tervet a vizuális ellenőrzéskor, ahogy azt a tervezőben elkészítettük.