PCB加工中Gerber文件的解析及其图形绘制和分割的研究

阅读量：

710

作者：

何小伟

展开

摘要：

近些年以来,伴随着高功率激光器的不断发展,将激光加工技术和现代编程技术结合已经成为了一种趋势。Gerber文件是PCB行业图形转换的标准格式之一,由于其数据类型的多样性而被广泛使用,特别是在PCB激光加工领域,相关软件系统越来越多的使用Gerber来设计和存储图形。然而,鉴于Gerber文件数据量庞大、结构复杂、保密级别高等因素,市场上与之相关的拥有自主版权的应用软件非常少见。所以,开发一套基于Gerber文件并且适用于激光加工的软件系统具有非常重要的意义。本论文是基于所承担的有关激光加工的国家重点研发计划项目,对此展开了相关研究。论文主要围绕PCB激光加工中Gerber文件的解析、绘制和分割技术进行了研究,最终完成了一套具有可视化界面的软件系统。首先,论文对与Gerber文件相关的技术做了详细的总结,同时对文件解析有关的技术进行了深入的分析和研究,为后面的研究工作奠定了基础。其次,在深入了解和阅读Gerber文件官方文档的基础上,设计了一套适合本系统实现的数据存储结构,并使用正则表达式匹配算法完成了对Gerber文件的解析。接着,使用C#技术搭建软件的整体架构,设计并实现了三种类型的光孔图元处理模块,其中包括Standard Aperture、Special Aperture和Aperture Macro,在此基础上实现了Gerber文件的图形绘制和每个图层详细信息的展示,并完成了各个模块关联数据的同步。然后,设计了合理的求交算法对Gerber图形进行分割处理,并将生成的Gerber子图反向以Gerber文件的形式输出,在此过程中能保证绘图数据和输出数据的精度保持一致,并增加了PCB加工过程中数据处理的灵活性。此外,论文不仅详细设计了Gerber图形绘制中绘图光孔Circle Aperture和Square Aperture的绘图方式,而且解决了Outline Fill所涉及的方向性问题。最后,对系统的各个功能模块进行了详细而全面的测试与分析,并完成了系统的性能测试与分析。测试结果表明,本系统功能基本完备,运行稳定,性能良好,能够在保证精度的前提下正确地解析、绘制和分割大容量的Gerber文件,整体达到了预设的设计目标。

展开

关键词：

Gerber文件；数据解析；图形绘制；二维图像分割

学位级别：

硕士