SMT设备编程全攻略

Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｍｏｓｔ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ＳＭＴ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｅ ｎｕｍｅｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｑｕｉｐ－ ｍｅｎｔｓ． Ｗｈｅｎ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ， ｍｏｓｔ ｏｆ ｎｅｅｄｅｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｄａｔａ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｔｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ＣＡＤ ｄｅｓｉｇｎ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｆｏｒ ｕｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｉｓ ｈｏｗ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｈａｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ＣＡＤ ｄｅｓｉｇｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ＳＭＴ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｌｌｕｓ－ ｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｏｕｇｈｔ ｔｏ ｅｘｐｏｒｔ Ｘ－Ｙ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ＣＡＤ ｄｅｓｉｇｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｒｔ ｉｔ ｉｎｔｏ ｐｌａｃｅ－ ｍｅｎｔ ｄａｔａ， ｉｔ ｉｓ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｔｏ ａｂｓｏｒｂ ｍｏｒｅ ｆｅｌｌｏｗｓ ｉｎ ｔａｋｉｎｇ ｐａｒｔ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．
制造部门不能利用设计部门的 ＣＡＤ 文件提高生产 效率，降低生产成本。设计部门不了解生产工艺，不 能提高设计水平。
但是随着市场竞争的加剧，客户要求产品交货 周期的缩短，以及对生产成本的控制，迫切需要在这 两个孤岛间建立起联系，以缩短生产准备时间，加强 生产前的缺陷分析，减少产品返修。这就需要在 ＣＡＤ
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ＳＭＴ 设备编程全攻略
鲜飞
（ 烽火通信科技股份有限公公司， 武汉 ４３００７４）
摘 要： ＳＭＴ 生产线中的大多数加工设备均为数控设备。它们编程所需要的大多数特征数据均
由 ＣＡＤ 设计系统产生元件坐标数据步骤尽管 看似简单，但有时候也会碰到麻烦，例如笔者就曾 碰到过这样一个问题：一个 ＰＲＯＴＥＬ 设计的电路 板文件导出的元件坐标数据并不在元件正中心位 置，估计是电路板设计时元件中心定义造成的问 题，如果一个个修改元件坐标，工作量大，而且不准 确。在这里笔者通过使用 ＣＡＭＣＡＤ 软件很好地解 决了这个问题。
坐标数据进行编辑调整了。编辑完的数据就可以用 于 ＳＭＴ 设备程序的转换了。
２．３ 由 ＣＡＤ 设计系统产生元件坐标数据 ２．３．１ 坐标数据生成方法及步骤
目前电路板设计软件众 多 ， 常 见 的 有 ＰＲＯ－ ＴＥＬ、ＰＡＤＳ、Ｃａｄｅｎｃｅ 等等。这些软件都具备直接导 出元件坐标数据的功能，在短短几秒钟内就能生成 ＳＭＴ 设备编程所需要的坐标数据，并且由于直接 处理用户的 ＣＡＤ 设计文件，提高了生产装配精度， 降低了故障率，所以这种方式得到了最广泛的应 用。我们以 ＰＣＢ 设计中广泛使用的 ＰＡＤＳ２００５ 为 例介绍如何生成 ＣＡＤ 坐标数据：
可从 ＣＡＤ 设计系统中得到。如何在 ＣＡＤ 设计系统和 ＳＭＴ 自动化加工设备之间建立有机的联系
和共享， 正是我们所要解决的问题。介绍了如何从 ＣＡＤ 设计系统中导出 ｘ、ｙ 坐标数据， 并转换成
贴片数据的方法和思路， 以期引起更多的同行加入到这方面的研究中来。
关键词： ＣＡＤ； 元件表； 贴片数据； 电路板； 贴片机
Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： ＣＡＤ；ＢＯＭ；Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｄａｔａ；ＰＣＢ；Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
１ 前言
现代电子生产企业的设计部门几乎全部采用 ＣＡＤ 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，但这两 个部门很少了解相互需求，许多有用信息不能共 享，在企业间往往形成了两个“自动化”孤岛。生产
图 １ 数据流程图
ＡＩ＆ＳＭＴ 机器
２ ＣＡＤ 坐标数据的导出
元件坐标数据是编制 ＳＭＴ 设备程序的重要数 据，它指示元件在 ＰＣＢ 上的坐标位置和角度。通常 元件坐标数据的生成方式有 ４ 种：（１）由 ＣＡＤ 软件 生成各种格式的 ＣＡＤ 坐标数据；（２） 从 ＧＥＲＢＥＲ 文件中获取坐标数据；（３）直接由 ＰＣＢ 扫描的图像 文件获取元件坐标数据；（４） 移动摄像头在电路板 上找出所有贴片元件的坐标位置，这种方式也被称 为示教方式。其中前 ２ 种方式是应用最为广泛的， 尤其是第 １ 种。
２．１ 示教方式 传统的贴片机编程方法利用贴片机的人工示
教方式，移动摄像头在电路板上找出所有贴片元件 的坐标位置，然后再将物料表（ＢＯＭ）等其他信息手 工输入到贴片机中。这种方式需要占用贴片机的生 产时间，而且采用人工示教方式找点对于普通的一 块有几百个贴片元件的电路板来讲是一件费时费 力而又极易出现差错的工作。同时由于人为的必然 误差，元件位置偏差等原因导致的修复及返工的成 本上升。对于电子制造服务（ＥＭＳ）企业来讲，贴片 机的生产时间就是企业的经济来源，无疑这种方式
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设计系统和生产自动化这些“自动化孤岛”进行信息 流的联接，拆除产品设计与产品制造之间的“隔 墙”。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 ＣＡＤ 系统的有关数据 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。这些数据量很大，有些 特征数据是不同种加工设备都需要的（虽然不同种 设备对数据格式的要求不同）。如点胶机、贴片机、 插件机、在线测试设备编程时均需要元件在 ＰＣＢ
（１）用扫描仪扫描电路板实物，获取 １：１ 比例 的 ＰＣＢ 图像文件；
（２）在 ＡｕｔｏＣＡＤ 的主界面上，点击“插入→光 栅图像”，选择扫描的电路板图像文件；
（３）设定坐标原点。点击“工具→移动 ＵＣＳ”， 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；
（４） 单位切换。若图像单位为英制，则需要转 换为公制，例如从英寸转换为厘米，点击“修改→缩 放”，选中图像，确定基点位置，输入缩放比例因子 ２．５４ 完成单位切换；
（５） 确定元件坐标数据。点击“工具→查询→ 点坐标”，将光标移动到元件焊盘正中心位置上单 击鼠标左键，这时候在屏幕下侧的命令框中就显示 出该元件坐标数据，按 ＳＰＡＣＥ 键继续确定其它元 件坐标数据；
（６） 元件坐标数据的导出及编辑。将命令框中 的所有元件坐标数据选中，然后单击鼠标右键，从 弹出的快捷菜单中单击“复制”命令，然后打开 ＥＸ－ ＣＥＬ，选择插入的位置后单击鼠标右键，从弹出的 快捷菜单中单击“粘贴”命令，就可以用 ＥＸＣＥＬ 对
（１）用 ＰＡＤＳ２００５ 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→Ｐｒｅｆｅｒ－ ｅｎｃｅ”，在 Ｇｌｏｂａｌ 选项卡中 Ｄｅｓｉｇｎ Ｕｎｉｔ 栏 中 选 择 Ｍｅｔｒｉｃ，即切换为公制单位； （３）设定原点。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； （４）输出 ＣＡＤ 数据。选择菜单“Ｆｉｌｅ→ＣＡＭ”， 弹出如图 ２ 所示对话框，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 Ｓｉｅｍｅｎｓ ＨＳ－１８０，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“ＯＫ”，ＣＡＤ 数据导出。
ＣＡＭＣＡＤ 软件是 ＰＣＢ 设计和制造、ＳＭＴ 生产 过程中一个很有用的工具，它可以自动识别 ＧＥＲ－ ＢＥＲ 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 ＰＲＯＴＥＬ 文件坐标数据 的步骤如下：
（１）用 ＰＲＯＴＥＬ 软件打开电路板文件，然后另 存为 ＡＳＣⅡ文件。
中图分类号： ＴＮ３０５．１
文献标识码： Ａ
文章编号： １００４－４５０７（２００７）１１－００２５－０８
Ｉｎｔｒ ｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＳＭＴ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ＇ ｓ Ｏｆｆｌｉｎｅ Ｐｒ ｏｇｒ ａｍｍｉｎｇ
ＸＩＡＮ Ｆｅｉ
（Ｆｉｂｅｒｈｏｍｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ， Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；）
上的位置坐标。因此，直接从 ＣＡＤ 系统的数据文件 中提取、整理 ／ 变换、优化相应的特征数据，并通过 磁盘或 ＲＳ－２３２Ｃ 接口传送到加工设备的控制计算 机中直接驱动数控加工设备，同时还能生成指导生 产用的各种工作文件，整个数据流程如图 １ 所示。 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。本文将阐述如何从 ＣＡＤ 系统中获取 坐标数据，并整理转换成 ＳＭＴ 设备的生产文件格式。
ＰＣＢ ＢＯＭ 文件
扫描、编辑图象 ＢＯＭ 编辑
程序路径优化及 自动生产线平衡
ＧＥＲＢＥＲ 转化、自动识别图形 ＣＡＤ 数据、生产线平衡 程序文本编辑
ＧＥＲＢＥＲ 文件 其他各种格式的 ＣＡＤ 坐标数据
工程版本管理
各类机器数据转化

ＲＳ２３２Ｃ
料架上料表 元件查询表
工艺文件制作
ＮＣ 程序表 品质检查图
图 ２ ＰＡＤＳ２００５ ＣＡＤ 坐 标 数 据 导 出 对 话 框
Ｎｏｖ． ２００７（总第 １５４ 期） ２７
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其它一些电路设计软件，例如 ＰＲＯＴＥＬ、Ｃａｄｅｎｃｅ 等，导出 ＣＡＤ 数据也基本上是依照上述步骤进行， 大致都可分为四步：打开 ＰＣＢ 文件；切换单位；设 定坐标原点；输出 ＣＡＤ 坐标数据。在这里就不做详 细介绍了。 ２．３．２ ＣＡＭＣＡＤ 软 件 在 ＣＡＤ 数 据 生 成 过 程 中 的 应用