VisualPlace − pomocník při osazování desek

Programy, které jsou poskytovány zdarma, mohou někdy budit nedůvěru, přesto ale mohou být často užitečnými pomocníky. Takovým programem je i VisualPlace [1] od společnosti Compuphase, který je volně k dispozici pro komerční použití. Běží pod Windows XP až 10, ale také pod Linuxem s Wine [2].

VisualPlace umožňuje jednoduchým způsobem využít běžně dodávané podklady z návrhu desek (Gerber data, výpisy materiálu a pick&place data) k vytvoření inteligentních dat, s jejichž pomocí lze řešit různé úlohy během osazování a inspekce desek:

• vyhledávat součástky na desce z výpisu materiálu
• porovnávat osazenou desku s výpisem materiálu a potiskem z Gerber dat (First Article Inspection)
• vytvořit středy součástek z Gerber dat v případě, že není k dispozici pick&place soubor dat
• nalinkovat značení součástek z výpisu materiálu na značení součástek v potisku, když není k dispozici pick&place soubor dat
• vytvořit postupy osazování
• připojenou kamerou snímat vyráběnou desku a porovnat jí s osazovacím výkresem
• další operace

Celkový pohled na uživatelské prostředí programu je na obr. 1. Vlevo je tabulka s výpisem součástek, vpravo zobrazení desky, v tomto případě vytvořené pomocí Gerber dat potisku, spojů dané strany desky a nepájivé masky − ta vlastně zobrazí pájecí plošky. Minimálně je potřeba zobrazit potisk nebo osazovací výkres (ten by byl lepší, protože zobrazuje skutečné obrysy součástek).

Velkou výhodou tohoto program je, že dokáže inteligentně pracovat s Gerber podklady. Gerber data jsou normálně jen grafikou, nelze v nich nic vyhledávat. Na obrázku potisku (nebo osazovacího výkresu) vidíme umístění součástky i její značení, ale to nemá žádnou návaznost na výpis materiálu. Gerber data i výpis materiálu lze sice snadno zobrazit, ale bez vzájemné vazby. To je ostatně důvod, proč CAM programy pro výrobu desek používají výstupy z návrhových programů ve formátu ODB++ nebo IPC-2581. Pokud se nově aktualizovaný formát Gerber X3 ujme a bude do CAM programů implementován, potom by mohl posloužit i ten.

V programu VisualPlace se součástka v Gerber obrázku potisku identifikuje pomocí středu součástky (centroid), který je obsažen v souboru pick&place (značení, X,Y, natočení, strana desky). Značení součástky v pick&place datech je stejné jako ve výpisu materiálu, čímž je zajištěna návaznost mezi výpisem materiálu a středem součástky. Místo vysvícení obrysu (nebo potisku) součástky se při vyhledávání zobrazí červené kolečko (obr. 2).

Tabulka s výpisem materiálu zobrazuje na jednotlivých řádcích součástky stejného typu, přičemž uvádí jejich počet, hodnoty, pouzdra, referenční značení a výrobní identifikátor. Kliknutím na řádek se v zobrazené desce identifikují odpovídající součástky červeným kolečkem uprostřed součástky (obr. 2 nahoře). Pokud je součástek stejného typu více, potom lze rozkliknout jejich seznam a vybrat jednotlivé součástky podle jejich značení (viz obr. 2 dole, kde je vybrán rezistor R6).

Základními daty, se kterými program pracuje, jsou tedy Gerber potisk a výpis pick&place. Výpis materiálu pouze doplňuje údaje o součástkách, ale ty by mohly být zapsány do tabulky i manuálně.

Může se stát, že potisk a výpis středů součástek získaný z pick&place souboru nejsou zarovnány, mají různý počátek. Je proto dobré zarovnat počátky souřadnic středů a potisku povelem „Align placement origin“, když program vyzve k určení středu dané součástky.

Načtený výpis materiálu nemusí vždy obsahovat názvy pouzder součástek, a tak je možné je přiřadit přímo v programu. Za tím účelem má knihovnu mnoha běžných pouzder, zejména SMD, ze kterých lze vybírat. Lze také vytvářet vlastní nová pouzdra a uložit je do knihovny pro další použití. Pouzdra nejsou pro program důležitá, pokud nemá generovat výstup pro osazování, ve kterém lze nastavit i správné natočení.

Další zajímavou možností programu je automatické rozpoznávání značení součástek z potisku. To se hodí v situaci, kdy není k dispozici výpis pick&place ani výpis materiálu. Tato funkce funguje poměrně dobře, ale i tak je dobré výpis značení projít a zkontrolovat, případně ho opravit. Kontrolu lze provést snadno, protože vybráním značení součástky v seznamu program ukáže na odpovídající značení v potisku – pokud se neshoduje, je potřeba údaj ve výpisu opravit.

V manuálu je navíc uvedeno, že v případě chybných výsledků lze algoritmus pro rozpoznávání písmen a číslic „trénovat“ a tím jeho výsledky zlepšit. Získaný výpis značení se přenese do tabulky výpisu součástek, kde je možné doplnit další potřebné údaje (hodnota, typ atd.). Protože lze výpis materiálu i středů součástek (zde nazývaného „placement“) ručně editovat, je tak možné tyto výpisy v programu také vytvořit ručně zcela od začátku.

Program generuje několik výstupů ve formátu PDF:

• Flip-Book, kde stejné součástky mají vždy vlastní stránku s údaji a se zobrazením desky, ve kterém jsou vyznačeny dané součástky (horní část obr. 3)
• Layout, který zobrazuje celou desku se zvýrazněným značením součástek v jejich středu
• Výpis součástek pro osazování (obr. 3 dole)
• Výpis materiálu

Kromě toho exportuje program výpisu materiálu (BOM) a výpis součástek pro osazování (POS) v CSV souboru.

Jediným problémem s načtením výpisů materiálu (BOM) a pick&place (nebo take CPL – Component Placement List) je nutnost jejich načtení v CSV souboru v přesně stanoveném formátu – jako vzor mohou sloužit CSV výpisy RGB LED Controller-bom a RGB LED Controller-pos v demo příkladu, který je součástí programu. Program sám bohužel neumožňuje jednoduše konvertovat načítaný výpis do potřebného formátu.

Přestože některé možnosti programu zřejmě nefungují úplně tak, jak by měly, může tento program ve výrobě v mnoha případech dobře posloužit. Navíc se zdá, že je pravidelně aktualizován, protože např. načítá i novější Gerber formát X2, což zatím dokážou jen některé CAM programy.