تنسيقات PCB NC

تُوفّر ملفات الحفر CNC للوحات الدوائر المطبوعة معلوماتٍ حول عمليات الحفر والتوجيه. صُمّمت صيغ NC في الأصل من قِبل مُصنّعي آلات الحفر والتوجيه CNC كصيغ إدخال خاصة بمعداتهم، وتُعرف بأسماء شركاتهم: Excellon، وHitachi، وSieb & Meyer، وPosalux، وغيرها. تتشابه هذه الصيغ في كونها مبنية على RS-274-C ومرتبطة بـ G-code . في عام 1985، نشرت IPC صيغة NC قياسية عامة، هي IPC-NC-349. لاحقًا، صُمّمت XNC، وهي مجموعة فرعية بسيطة ودقيقة من IPC-NC-349، لم تُصمّم لتشغيل الآلات، بل لتبادل معلومات الحفر بين برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM). يُشار إليها مجتمعةً باسم ملفات NC للوحات الدوائر المطبوعة (PCB). ^{[ 1 ] [ 2 ]}

تُستخدم ملفات NC بشكل أساسي لتشغيل آلات CNC، وهي مناسبة لهذه المهمة.

تُستخدم هذه الملفات أيضًا لتبادل معلومات التصميم بين برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM)، إلا أنها غير كافية لهذا الغرض، إذ تفتقر إلى معلومات أساسية مثل سمك الطبقة وامتداد الحفر. علاوة على ذلك، غالبًا ما يكون تنفيذ مخرجات التحكم العددي (NC) في أنظمة CAD ضعيفًا، مما يؤدي إلى عدم دقة التطابق بين ثقوب الحفر وطبقات النحاس، بالإضافة إلى مشاكل أخرى. لذا، يُفضّل استخدام تنسيق Gerber لتبادل البيانات بين CAD وCAM . يتميز برنامج إخراج ملفات Gerber بجودة عالية عادةً، كما يدعم Gerber سمات لنقل البيانات الوصفية مثل سمك الطبقة وامتداد الحفر. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

يُعدّ تنسيق IPC-NC-349 المعيار الوحيد المعتمد من قِبل IPC لتنظيم تنسيقات الحفر والتوجيه. ^{[ 5 ]} يُعتبر XNC مجموعة فرعية دقيقة من IPC-NC-349، بينما يُعتبر Excellon مجموعة شاملة واسعة. تستقي العديد من ملفات NC غير المحددة بعض عناصر معيار IPC. ^{[ 1 ]}

تتوفر نسخة رقمية محمية الحقوق من المواصفات على موقع IPC الإلكتروني مقابل رسوم. وهي مخصصة لإدخال البيانات في آلات الحفر/التوجيه، وليست لتبادل البيانات بين برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM).

يُعدّ تنسيق XNC مجموعة فرعية دقيقة من مواصفات IPC-NC-349، وهو مُخصّص لتبادل البيانات بين برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM). ويرمز اسم XNC إلى "تنسيق تبادل NC". وباعتباره مجموعة فرعية دقيقة، فهو متوافق للغاية مع البرامج الحالية. ويهدف إلى معالجة الفوضى الحالية المتمثلة في وجود مجموعات فرعية مختلفة وملفات NC غير مكتملة، وتحديد معيار مشترك بسيط. وقد تم تعريف مجموعة XNC الفرعية من قِبل اتحاد يضم شركات Graphicode وUcamco و KiCad وPentalogix.

المواصفات متاحة مجانًا، من بين أمور أخرى، على صفحة التنزيل الخاصة بشركة Ucamco . تتميز المواصفات بالإيجاز والتفصيل وسهولة الفهم والوضوح. وهي موجهة لتبادل البيانات بين برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM)، وليست مخصصة لإدخال البيانات في آلات الحفر/التفريز. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

مثال:

M48 بداية العنوان الوحدات المترية (مم) الأداة رقم 1 ( T 01 C 0.6) قطرها 0.6 مم، والأداة رقم 2 (T 02 C 1.0) قطرها 1.0 مم نهاية العنوان % G05 ضبط وضع الحفر T 01 تحديد الأداة 1 X 8.5 Y 4.8 حفر ثقب بقطر 0.6 مم عند الإحداثيات 8.5 مم، 4.8 مم X 8.55 Y 2.85 حفر X 6.54 Y 2.85 حفر X 6.45 Y 4.8 حفر T 02 تحديد الأداة 2 G00X10.25Y3.825 انتقل إلى الإحداثيات 10.25 مم، 3.825 مم أداة التوجيه الغاطسة M15 لأسفل G01X6.50Y3.25 توجيه إلى الإحداثيات 6.5 مم، 3.25 مم أداة التوجيه M16 ارفعها لأعلى M30 نهاية الملف 

اسم Excellon format مشتق من شركة Excellon Automation (لا ينبغي الخلط بينها وبين Excellon Software)، التي كانت الشركة الرائدة في السوق في آلات حفر وتوجيه لوحات الدوائر المطبوعة خلال الثمانينيات، والتي أصبح تنسيقها الخاص مستخدمًا على نطاق واسع.

يوجد في الواقع نوعان من تنسيقات Excellon، وهما Excellon 1 الأقدم و Excellon 2. يُعد Excellon 2 مجموعة فرعية من IPC-NC-349. أحيانًا يتم خلط الأوامر من كلا النوعين بشكل مربك في نفس الملف.

توقفت شركة Excellon Automation عن نشر مواصفات تنسيقها، دون توضيح حقوق الملكية الفكرية وحقوق الاستخدام الخاصة به. توجد نسخة مؤرشفة منه. ^{[ 8 ]} تتسم المواصفات بالغموض، مما يؤدي إلى تفسيرات مختلفة، لا سيما فيما يتعلق بالإحداثيات والوحدات. وهي موجهة لإدخال البيانات إلى آلات الحفر/التوجيه، وليس لتبادل البيانات بين برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM).

غالبًا ما يستخدم تبادل بيانات CAD/CAM ملفات NC لا تتوافق مع أي مواصفات. تحتوي هذه الملفات على بعض أوامر IPC-NC-349، لكنها لا تتبع مواصفات Excellon ولا IPC-NC-349. لا تُستخدم الأوامر بشكل صحيح، أو تُستخدم بطريقة غير صحيحة نحويًا، وقد تتضمن كائنات بيانات ثنائية. في بعض الأحيان، يُستخدم ترميز الأحرف EIA أو EBCDIC القديم . عادةً ما يكون رأس الملف غير مكتمل: حيث يغيب المقياس أو أقطار الأدوات. أحيانًا لا يوجد رأس على الإطلاق، ويحتوي الملف فقط على أرقام الأدوات، بقطر غير محدد، وإحداثيات X وY بوحدة غير محددة. تُسمى هذه الملفات غالبًا بملفات Excellon على الرغم من أنها ملفات NC غير محددة. لا توجد مواصفات لها.

مثال:

% ت 01 × 006272 ص 001092 × 006354 ص 001093 × 006653 ص 001092 ... T 02 X 008091 Y 001754 X -002028 M30

لم تُحدد أقطار الأدوات وكيفية تفسير الإحداثيات. هذا الملف عديم الفائدة بدون معلومات إضافية، تُوضع عادةً في ملف أدوات بصيغة سهلة القراءة . يجب على مُشغل برنامج التصميم والتصنيع بمساعدة الحاسوب (CAD/CAM) إعادة إدخال هذه المعلومات يدويًا، مما يُضيف جهدًا يدويًا غير ضروري ويُعرّض النظام لخطر التأخير أو الأخطاء. والمثير للدهشة أن هذه الملفات الغامضة لا تزال تُستخدم. ^{[ 1 ]}

• تنسيق Gerber – تنسيق ملف قياسي يُستخدم لتصميم لوحات الدوائر المطبوعة 
• EDIF – تنسيق ملف للتصاميم الإلكترونية 
• STEP (تنسيق ملف) – تنسيق ملف تبادل بيانات ثلاثي الأبعاد شائع الاستخدام في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). صفحات تعرض أوصافًا مختصرة لأهداف إعادة التوجيه. 

• مواصفات IPC-NC-349 (مستحقة الدفع)
• مواصفات تنسيق XNC
• وصف تنسيق Excellon السابق (مؤرشف من الأصل بتاريخ 30-10-2007)
• بيانات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة - دليل