PCB设计软件坐标数据导出方法

现代电子生产企业的设计部门几乎全部采用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

2.3 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
2.4 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
2.5 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 PCBOUTPUT 目录下生成坐标文件。

图 7 Expedition 软件坐标文件导出
2.6 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

2.7 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。
2.8 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 Valor 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