CiCAM概説 CAD Products Inc.
http://www.cadpro.co.jp
CiCAMはプリント基板製造用のGerberデータ、ドリルデータを編集するツールです。
Gerberデータは、RS-274D（標準Gerber）、RS-274X（拡張Gerber）に対応しています。
ドリルデータも日立フォーマット、EXcellonⅠ＆Ⅱフォーマットや一般的なM05、G81ヒットフォーマットにも対応しています。
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・実績のGerber読込みエンジン ・ポリゴンは円弧のままで対応
・操作はコマンド型とオブジェクト型の両方式 ・簡単な画面操作
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CAMツールには信頼性の高いデータ見込みエンジンが不可欠です。
GerberデータはRS－２７４国際規格で定義されたフォーマットですが、各CADメーカーの理解の違いや
不具合等から読込みには実績に裏付けされた技術が必要です。以下にその例を上げてみます。
●Sample-1 中点に矛盾の有るデータ
始点から見た中点までの距離 ≠ 終点から見た中点までの距離
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Gerberの書式では、円の中心は
始点から見たXとYの距離で定義
されます。この例ではYの値が
実際よりも上側に定義されています。
この様な矛盾したデータも長いGerber読込み経験から適切に処理しています。
●Sample-2 ポリゴンに矛盾が有るデータ
一筆書き出来ないポリゴン
ポリゴンとはRS-274フォーマットでは、G36-G37コードで定義された部分ですが、
本来は塗りつぶし領域を定義していますので、一筆で始点から終点を描画出来なければなりません。
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一筆書き可能な図形 一筆書き出来ない図形
円弧は自動削除します。
上図で一筆書き出来ない図形では、一筆で描こうとするとクロスポイントが発生してしまいます。
今回の例では円弧が化けて発生していますが、円弧も始点に有る場合は、正しいとする等、読込み処理にも多くのノウハウが詰め込まれています。
これはほんの一例で、EOB（エンドオブブロック）の対策や、シャッターが開いた状態でのアパーチャ交換命令等、
CiCAMはGerber読込みでお困りの問題を解決します。
CiCAMによるRS-274X認識コマンド一覧
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名称 |
意味 |
EIA準拠 |
対応 |
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AA |
アパーチュア割り当て |
|
× |
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AD |
アパーチュア記述 |
■ |
○ |
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AF |
自動焦点 |
|
× |
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AM |
アパーチュアマクロ |
■ |
○ |
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AP |
アパーチュアオフセット |
|
× |
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AR |
アパーチュアレコード |
|
× |
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AS |
軸選択 |
■ |
○ |
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AV |
アパーチュア速度 |
|
× |
|
BD |
ブロック削除 |
|
× |
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DL |
破線 |
|
× |
|
FS |
フォーマットステートメント |
■ |
○ |
|
ID |
入力データ表示 |
|
× |
|
IF |
ファイルを含める |
■ |
○ |
|
IJ |
イメージ適正化 |
■ |
○ |
|
IN |
イメージ名称 |
■ |
○ |
|
IO |
イメージオフセット |
■ |
○ |
|
IP |
イメージ極性 |
■ |
○ |
|
IR |
イメージ回転 |
■ |
○ |
|
KO |
ノックアウト |
■ |
○ |
|
LN |
レイヤ名称 |
■ |
○ |
|
LP |
レイヤ極性 |
■ |
○ |
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LS |
シンボルロード |
|
× |
|
MI |
イメージミラー |
■ |
○ |
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MO |
モード |
■ |
○ |
|
NS、NF |
シーケンス番号 |
|
× |
|
OF |
オフセット |
■ |
○ |
|
OP |
選択停止 |
|
× |
|
PD |
プロッタ記述 |
|
× |
|
PE |
パースペクティブ |
|
× |
|
PF |
フィルムタイプ |
|
× |
|
PK |
パーク |
|
× |
|
PO |
ペンオフセット |
|
× |
|
RC |
シンボル回転 |
|
× |
|
RO |
回転 |
|
× |
|
SCC |
単一ステップモード |
|
× |
|
SF |
スケールファクター |
■ |
○ |
|
SM |
シンボルミラー |
|
× |
|
SR |
スッテップアンドリピート |
■ |
○ |
|
SS |
シンボルスケール |
|
× |
|
TR |
トランスレーション |
|
× |
|
VL |
速度限界 |
|
× |
|
WI |
テーブルウィンドウ |
|
× |
コメント）
名称 ：実際にRS274Xフォーマットで使用されるコマンドです。
EIA準拠 ：RS-274X規格で定義されているコードです。マークなしは、米国Gerber社が
独自に使用しているコードです。
対応 ：CiCAMで対応しているコードです。
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CiCAMはポリゴンも円弧情報のままで保持します。他のCAMシステムの中には円弧を直線に分解して
対応しているシステムも有りますが、この場合は以下の様な近接が発生してしまう可能性が有ります。
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実際のデータでは、半径の大きな円弧を使用 直線化した為にショートが発生
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CiCAMでのポリゴン読込後 ポリゴンを直線化するCAMシステム
右図の様なファインなフレキシブル基板では直化
するとギャップ不良を起こす危険が有ります。
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２７４Xフォーマットでは、アパーチャの定義は任意の場所で行う事ができます。この為、同じD番号でも異なる形状・サイズの定義ができます。
CiCAMでは自動割り当て機能によりこの重なりを自動的に回避する事ができます。
以下ではアパーチャ番号 D10 で２種のサイズを定義しています。
◆Sample Gerberデータ
%ADD10C,1.0000*% ← D10 丸1.0mm
D10*
X35000Y8000D03* ← フラッシュ描画
%ADD10C,2.0000*% ← D10 丸2.0mm
D10*
X37000D03* ← フラッシュ描画 読込み結果は、２種のAPになる
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●合成データ
合成ファイルでも通常のGerberファイルの様に編集できます。
複数の合成されたGerberファイルを編集する場合の必須機能です。
◆２７４Xファイルに於ける合成データとは
実際のGerberデータでは
以下の様に記述
%LPD*% ← 塗り命令
G36*
X70000Y0D02*
G03X70000Y0I-70000J0D01*
G37*
%LPC*% ← 抜き命令
G36*
X40000D02*
G03X40000Y0I-40000D01*
G37*
この構造のデータを合成表示モードで描画すると
右図の様になります。
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CiCAMでの表示 赤：GND 黄：VCC 合成表示が未対応システムでの表示
合成表示を複数重ねて表示できないシステムでは、上例右の様に、GND又はVCCの片方しか表示できない為にいちいち切り替えて表示します。
又はレイヤ圧縮等の方法で対応していますが、この時の処理でデータ化け等が発生する危険性を持ったシステムが有ります。
※レイヤ圧縮
CiCAMの表示方法にも１層で管理する塗り抜きが有ります。この原理を簡単に説明します。
塗り層
抜き層
レイヤ合成での表現 塗り・抜きポリゴンによる表現
レイヤ合成での表現は塗り層・抜き層を別々に持つ方法で、塗り・抜きポリゴンによる方法で、ちょうどWordで書いた右上の図形の様な表現方法です。
但しこの方法はネガ・ポジ反転した場合や、合成表示した場合に問題が発生します。CiCAMでは時期Version－３で全て合成表現に変更されます。
●各種表示モード
◆進行方向確認モード表示
データが作成された順番を確認するモードです。
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◆形状確認モード
簡易的な線幅を持たせて表示し、
データの端点を知る事ができます。
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◆輪郭・リアルモード
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◆透過/上書きモード
上書きモードでは、アクティブレイヤが上に描画されます。
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CiCAMの操作方法には、コマンド型とオブジェクト型の操作が可能です。
削除作業を例に説明します。
◆コマンド型操作
コマンドを先に指定する操作方法です。
１）メインアイコンからへんしゅう修正をクリックします。
２）サブメニューアイコンからデータ削除をクリックします。
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３）データを選択します。
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マウスで最初にクリック マウスの左ボタンを押したまま次をクリック
他を選択したい場合は、このまま選択動作を続けます。
選択箇所を解除したい場合は、データ選択解除ボタンで行います。
選択の終了はマウスの右ボタンをクリック又は ESC キーを押します。
◆オブジェクト型操作
データを選んでから何をするかを指示する方法です。
１）データ選択ボタンをクリックし、選択モードにします。
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２）データを選択します。
前記の選択方法と同じです。
３）次に削除コマンドを指示しますが、この方法には以下の３つの方法が有ります。
① 削除アイコンを使用する。
メインツールバーから修正をクリックします。
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サブ修正ツールバーからデータ削除をクリックします。
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② マウスの右ボタンからポップアップメニューを選択します。
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③ ショートカットキーを使う。
Del キーを押し、削除します。
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画面のスライドや、マウスのトラックボールを使用した拡大・縮小が行えます
勿論、ショートカットキー、アイコンやポップアップからも操作できます。
操作例）
◆画面移動
マウスを押したまま引き寄せると画面もスライドします。
キーボードの矢印キー ← ↓ → ↑ でも画面移動できます。
◆拡大・縮小
トラックボールで拡大・縮小できます。
手前に回転させて拡大、又は縮小は初期設定で選択できます。
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パターンやメタル形状の最外殻を取る処理です。
DXFフォーマットで基板データを出力したい場合やメタルのレーザ加工データを作成する場合に多く使用する機能です。
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読込後データ 輪郭処理後
この処理は多くのメーカーが開発していますが、形状が化ける等の問題が有るようです。
CiCAMではラスターとベクター計算（幾何計算）を組み合わせる事で安定した処理を実現しています。
◆輪郭処理開発の歴史
・1ST 円弧・円のままで計算バージョン
図形間の交点計算誤差で化ける等のトラブルが有った
・2nd 直線に分解後処理
化けは無くなりましたが再円弧化（スムーズ処理）の為に処理速度が遅くなった。
・3rd ラスター＆ベクター共用型処理
この処理系は化け発生しないメリットが有りますが、結果が美しくない部分が発生します。
これはラスターとベクターのマッチング時にベクターデータのトレースができない為に発生します。
ラスター処理では処理結果は安定しますが、処理速度、形状が処理分解能に依存するデメリットが有ります。
・4th サブラスター化
必要な部分のみを1nm のラスターで処理し、他は大まかに計算する事で結果の美化と処理速度を上げました。
前バージョンと比較して約５倍の処理速度になりました。
この処理はサブ的な処理として使用しています。
・近い将来
形状特定（変化点検出）にラスターから新方式に切り替えます。
この様な長い輪郭処理開発歴史が有りますが、更なる高速化、安定化の為に次期バージョンでは現在の５倍以上の速度アップを目指して開発中です。
◆メタル輪郭処理機能
メタル輪郭機能は、メタルのレーザ加工を綺麗に行えるように開発した輪郭システムです。
例えば以下の様にハッチングされている形状は、実際には下図の右図の様にGerberデータの出力精度内で、飛び出している例が多々有ります。
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CADのハッチング処理での飛び出し
この状態で正確な輪郭処理を行うと、下図左の様になってしまいます。
メタル輪郭を使用すると下図右の様に
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パターン輪郭処理 メタル輪郭処理
DXFデータから基板を作成したい。
Gerberデータから、解析用のDXFデータを出力したい。
この様な御要望にCiCAMはお答えします。
CiCAMはDXF １４J以上の入出力に対応しています。
◆DXFとGerberの大きな違い
Gerberデータにはアパーチャという形状とサイズを定義し、線やフラッシュを描画しています。
右図はGerberデータでのフラッシュと直線の例です。
形状が丸や角で大きさを持っています。
DXF１４Jでは、直線は幅を持てませんので、単線に
なります。
Gerberの情報
DXFで幅を持つ為にはPOLYLINE で定義する必要が
有ります。しかし、形状を持っていませんので、Gerberの
様な定義は出来ません。
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DXF POLYLINE
DXFから基板を作成するには、パターンの輪郭形状で表現します。フレキシブル基板等では
多く有る例ですが、この場合の問題は
輪郭線が一筆で構成されていない以下の
ケースです。
Gerberデータでは形状、サイズを持っていますので見た目の通りの基板の作成ができますが、
DXFではCiCAMの様なCAM編集システムでデータを加工する必要が有ります。
◆輪郭補正機能
右図の輪郭で描画されたDXFデータを塗り潰そうとすると２個のエラーが有り
塗り潰せないとCiCAMは検出してきます。
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右図のエラー部では66nmのはみ出しが有る為に塗り潰す事が出来ません。
もう１ヶ所は 155μの途切れでした。
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この部分を自動的にCiCAMでは補正出来ます。但し、補正量はパラメータで指定します。
補正量を １０μにして実行するとエラーは１ヶ所になります。
自動補正が出来なかった部分が右図です。
勿論、補正パラメータを 200μにすれば自動補正しますが、隣りの形状と干渉する可能性が
有りますので、通常はマニュアルで補正します。
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メタルマスク編集に欠かせない基本機能のスリット、Vカット、拡大、縮小は勿論、メタルマスクの良否解析も行えます。
◆基本機能
① Ｖカット ② スリット ③ メタル作成
④ メタル拡大・縮小 ⑤ メタルスケール ⑥ 形状検索
⑦ メタル面積表示（Total） ⑧ メタル歪み補正
◆メタル面積表示（選択部分） ◆最小、最大、面積指定での検出
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◆レポート機能
形状、サイズ、ピッチを自動表示します。
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◆メタル開口間のピッチ検査
メタルの開口部間の距離を４段階で色分け表示してきます。
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多くの編集システムで問題になるドリルの長穴編集が簡単に行えます。
・ドリルの合成、TH、NTHへの分解等が簡単な操作で行えます。
・ドリルソートは最短距離検出法を採用
・長穴は、分解されたデータから、自動的にセンターを求める事が可能
・展開はパラメータで千鳥ピッチをコントロール可能
図はピッチ 0.1 mm での千鳥例
・捨て穴機能
テストクーポン作成機能です
新たに作成、既に有る物を
クーポンに設定する機能が有ります。
・出力するツール番号の割付は、
自動又は手動で行えます。
・ドリルマークは形状の自由作成やドリルマーク図をGerberに落とす事が出来ます。
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入力機能 |
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内部データ形式 |
IREファイル形式（CiCAMファイル形式） |
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Gerberデータ |
RS274D,RS274X,DPF,CSI,ODB |
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ドリルデータ |
CRヒット,M05ヒット,日立、ExcellonⅠ、Ⅱ |
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DXF |
AutoCAD14J(レイア名に漢字指定もサポート) |
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ルータデータ |
個別対応 |
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自動読み込み機能 |
フォーマットを自動判断し読み込みます＊ |
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マージ読み込み |
D番号、ツール番号を自動変更し読み込みます。 |
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出力機能 |
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内部データ形式 |
IREファイル形式（CiCAMファイル形式） |
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Gerberデータ |
RS274D,RS274X ,ODB,DPF |
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ドリルデータ |
エクセロンⅡ, マクロコマンドによる対応＊ |
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DXF |
AutoCAD14J(レイア名に漢字指定もサポート)未対応(寸法線，テキスト) |
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ルータデータ |
マクロコマンドによる対応＊ |
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テーブル入力 |
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アパーチャ |
CiCAMファイル形式、アパーチャマクロウィザード＊ |
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ドリル定義 |
CiCAMファイル形式 |
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テーブル出力 |
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アパーチャ |
CiCAMファイル形式 |
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ドリル定義 |
CiCAMファイル形式 |
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ユーザプロシージャ機能 |
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入出力の専用コマンド |
ＣｉＣＡＭ形式命令方式 |
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印刷機能 |
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印刷 |
倍率指定での通常印刷（Windowsドライバー経由） |
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ディスプレイ 印刷 |
画面に表示されている領域の印刷Windowsドライバ経由） |
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Undo,Redo機能 |
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回数無制限 |
アンドゥバッファクリア使用コマンドあり |
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オブジェクト選択機能 |
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選択数制限 |
無限 |
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ポイント指定 |
1点指定によるデータ選択 |
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矩形指定 |
指定された矩形内データ選択 |
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ポリゴン指定 |
指定されたポリゴン内データ選択 |
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オブジェクト指定 |
オブジェクト指定でのデータ選択 |
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ネット指定 |
ネット指定でのデータ選択 |
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レイア指定 |
レイヤ指定でのデータ選択 |
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アパーチャ指定 |
アパーチャ指定でのデータ選択 |
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ツール指定 |
ツール指定でのデータ選択 |
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全部 |
全データ選択 |
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オブジェクト非選択機能 |
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選択に同じ |
選択に同じ |
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その他の選択機能 |
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選択反転 |
選択されているデータ←→未選択データの交換 |
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追加機能 |
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ライン追加 |
選択されているデータ←→未選択データの交換 |
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矩形追加 |
矩形を２点指定で追加 |
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円弧追加 |
始点・中点・終点等４種 |
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テキスト追加 |
半角の英数字は標準、漢字はオプション |
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フラッシュ追加 |
フラッシュデータの追加 |
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円追加 |
中心と半径指定 |
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ポリゴン（塗り潰し） |
塗り潰しデータの追加 |
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編集機能 |
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|
移動 |
選択データを移動（レイア間の移動可能） |
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端点移動 |
端点を移動 |
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削除 |
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コピー |
マウス指定、数値指定 |
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面付けコピー |
仮想面付けコピーサポート |
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図形伸縮 |
ベクトルを保持したまま伸縮します |
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トリミング |
２線分間で不要な部分をカットします |
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カット |
指定された点の両サイドの交点までのデータを削除します |
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ミラー |
図形のミラー処理（Ｘ、Ｙ軸） |
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拡大･縮小 |
拡大･縮小します（倍率又は長さで指定） |
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スムージング |
半径を指定して端点にRを付けます |
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回転 |
図形を回転します（矩形アパーチャ等も自動変換） |
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カスタム編集 |
カスタムアパーチャの作成、編集 |
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寸法線機能 |
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寸法線 |
垂直,水平,平行,直径,半径,角度の測定 値を寸法線として作成できます。 |
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その他の編集機能 |
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分解 |
部品、文字を線分データに分解します。 |
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レイア属性 |
部品面・半田面等のレイアの属性変更、表示順の変更 |
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ステップ＆ﾘﾋﾟｰﾄ |
レイア単位で個数、ピッチを変更できます |
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ドリル接続レイア |
ＩＶＨ対応機能 |
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原点 |
任意位置へ変更、センターへ変更 |
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未使用テーブル削除 |
使用していないアパーチャを削除できます |
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Drill←→Gerber変換 |
Drill→GerberへGerber→Drillへデータ変換します |
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ラインスケール |
アパーチャサイズを変更する事で太らせ、細らせ処理を行います |
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セグメント |
連続している線分を検索しＤＢをコンパクト化 |
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近接補正＊ |
ギャップを検出し自動補正します |
|
|
|
|
図形属性の編集機能 |
|
|
レイア番号 |
レイア番号を変更します |
|
アパーチャ番号 |
アパーチャ番号を変更します |
|
ツール番号 |
ツール番号を変更します |
|
ドリル番号 |
ドリル番号を変更します |
|
文字 |
文字の属性を変更します |
|
寸法線 |
寸法線の属性を変更します |
|
表示機能 |
|
|
仮想モード |
仮想画面による表示（合成ファイルの透過表示可） |
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表示モード |
透過表示（ＯＲ合成）、上書き表示 |
|
表示色制御 |
レイア、アパーチャ等多数 |
|
可視属性 |
表示レイヤを設定します |
|
選択属性 |
選択可能レイヤを設定します |
|
検索表示機能 |
アパーチャ,ドリル,ツール,レイヤを 対象に検索します |
|
情報表示機能 |
指定データの情報を表示します ここから変更機能が使用出来ます |
|
距離測定機能 |
指定した２点間の距離を測定。同時に角度も表示します |
|
全体位置表示 |
サブウインドウを表示し、現在の表示位置を示します。 |
|
エラー表示 |
ＤＲＣ等のエラーをわかり易く表示します |
|
ハイライト表示 |
カレントなアパーチャをハイライトして表示します |
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ハイライトネット |
カレントなネット番号をハイライトして表示します |
|
表示モード |
輪郭表示、塗り潰し表示、シンボル表示、進行方向表示、合成表示、仮想表示（実データと仮想データを分けて表示） |
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マップ表示 |
Ｘ軸、Ｙ軸にマップを表示します |
|
白黒反転表示 |
バックの黒白を反転します |
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アパーチャカウント |
使用アパーチャ（ツール）をレイア単位、全体でリストします |
|
ミラー表示 |
画面上でミラーをかけた状態で表示します |
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回転表示 |
180度回転し、上から見た状態で表示します |
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自動スクロール |
画面を自動的に移動し確認できます。 |
|
検索機能 |
|
|
データ検索 |
データ番号、アパーチャ番号、ドリル番号、ツール番号で検索できます |
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グリッド |
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|
メイングリッド |
ミリ、インチ単位でＸＹを自由に設定できます |
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サブグリッド |
Ｘ、Ｙ、角度指定が可能です |
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ドリル編集＊（長穴編集が不要な場合、このオプションは不要です） |
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長穴編集＊ |
センター、連続、千鳥、千鳥＋連続ヒットが可能＊ |
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ソート＊ |
ＸＹ幅指定可能＊ |
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軌跡表示＊ |
軌跡を結ぶ直線で表示します＊ |
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最後の一穴＊ |
最後に加工する穴の指定ができます＊ |
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出力フォーマット＊ |
自由にユーザが決定できます＊ |
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解析 |
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ネット割付＊ |
ネットを割り付けます＊ |
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クリアランス検査＊ |
ネット割付後、ネット間でのクリアランスを検査します＊ アパーチャ指定、ネット指定可 |
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銅箔面積計算＊ |
輪郭形状で作成されたLOOP図形の面積を求めます |
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レイア比較＊ |
2つのレイアでの差を検出します |
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ラインスペース＊ |
輪郭形状で作成された図形の最小線幅、最小ギャップを検出 |
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ルータ機能 |
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|
Gerber→ルータ変換＊ |
ルータデータへ変換します |
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自動速度計算＊ |
加工長、半径から速度を自動計算します |
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加工軌跡オフセット＊ |
G40,G41,G42で作成できます |
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サブプロ＊ |
サブプログラムを使用したルータプログラムを作成できます |
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渦巻き加工 |
渦巻き軌跡による切削を行います |
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レーザマーカー |
|
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描画データ生成＊ |
レジスト等からレーザマーカー描画データを生成します |
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位置情報データ生成＊ |
分割出力する為の機能です |