当PCB外形是直角时,通常工程制作外形(锣带）时,会将直角或尖角的地方倒成圆角，主要是为了防止板边容易划伤板且容易扎伤人
所以当客户没有特殊要求时,PCB外形是直角一般会默认倒角0.5mm圆角(如下图所示)
一.PCB板边倒圆角点分析
原PCB外形 如下图图示:看了这个PCB外形,产生有2个问题点.
1.外形中哪些点需倒圆角?
2.如何怎么倒圆角?
1.外形中哪些点需倒圆角?
看下图: PCB外形倒圆角的点,刚好就是我们凸包需求出的点,接下来我们将玩转凸包了,只要求出凸包，那么就可以实现PCB板边倒圆角啦。
求凸包的算法：我们可以借鉴算法导论中的查找凸包的算法（加以改进得到新的求凸包方法，详见【方法一】与【方法二】）
2.如何怎么倒圆角?
在下面有说明倒角方法.
二. 求凸点
方法一求凸点:【采用多轮遍历,一遍一遍将凹点踢除，剩于的即是凸点】
方法一求凸点: 代码
/// <summary>
/// 求最大多边形最大凸包1 【采用多轮遍历将凹点踢除，剩于的即是凸点】
/// </summary>
/// <param name="gSur_Point_list"></param>
/// <returns></returns>
public List<gSur_Point> s_convex_polyon1(List<gSur_Point> gSur_Point_list)
{
add addCOM = new add();
bool isOK = true;
List<gSur_Point> PointList = new List<gSur_Point>();
var isCCW = s_isCCW(gSur_Point_list);
int sum = gSur_Point_list.Count() - 1;
int n = gSur_Point_list.Count();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
int IndexPre = (i - 1) % sum;
if (IndexPre == -1) IndexPre = sum - 1;
int IndexCurrent = i % sum;
int IndexNext = (i + 1) % sum;
if (gSur_Point_list[IndexPre].type_point > 0) continue;
if (gSur_Point_list[IndexCurrent].type_point > 0) continue;
var multiVal = multi(gSur_Point_list[IndexPre].p, gSur_Point_list[IndexCurrent].p, gSur_Point_list[IndexNext].p);
if ((isCCW && multiVal > 0) || (!isCCW && multiVal < 0))
PointList.Add(gSur_Point_list[IndexCurrent]);
else
isOK = false;
}
List<gSur_Point> Point2List = new List<gSur_Point>(PointList);
while (!isOK)
{
isOK = true;
PointList.Clear();
PointList.AddRange(Point2List);
Point2List.Clear();
sum = PointList.Count() - 1;
n = PointList.Count();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
int IndexPre = (i - 1) % sum;
if (IndexPre == -1) IndexPre = sum - 1;
int IndexCurrent = i % sum;
int IndexNext = (i + 1) % sum;
var multiVal = multi(PointList[IndexPre].p, PointList[IndexCurrent].p, PointList[IndexNext].p);
if ((isCCW && multiVal > 0) || (!isCCW && multiVal < 0))
Point2List.Add(PointList[IndexCurrent]);
else
isOK = false;
}
}
return Point2List;
}
方法二求凸包：【采用一边遍历找出凸点并加入队列，并同时将队列中的凸点队列中找出凹点踢除】
方法二求凸包代码:
/// <summary>
/// 求最大多边形最大凸包2 【采用一边遍历找出凸点并加入队列，并同时将队列中的凸点队列中找出凹点踢除】
/// </summary>
/// <param name="gSur_Point_list"></param>
/// <returns></returns>
public List<gSur_Point> s_convex_polyon2(List<gSur_Point> gSur_Point_list)
{
Stack<gSur_Point> StackPoint = new Stack<gSur_Point>();
var isCCW = s_isCCW(gSur_Point_list);
int sum = gSur_Point_list.Count() - 1;
int n = gSur_Point_list.Count();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
int IndexPre = (i - 1) % sum;
if (IndexPre == -1) IndexPre = sum - 1;
int IndexCurrent = i % sum;
int IndexNext = (i + 1) % sum;
if (gSur_Point_list[IndexPre].type_point > 0) continue;
if (gSur_Point_list[IndexCurrent].type_point > 0) continue;
var multiVal = multi(gSur_Point_list[IndexPre].p, gSur_Point_list[IndexCurrent].p, gSur_Point_list[IndexNext].p);
if ((isCCW && multiVal > 0) || (!isCCW && multiVal < 0))
{
L1:
if (StackPoint.Count > 1)
{
var Top1Point = StackPoint.Pop();
var Top2Point = StackPoint.Peek();
multiVal = multi(Top2Point.p, Top1Point.p, gSur_Point_list[IndexCurrent].p);
if ((isCCW && multiVal > 0) || (!isCCW && multiVal < 0))
StackPoint.Push(Top1Point);
else
goto L1;
}
StackPoint.Push(gSur_Point_list[IndexCurrent]);
}
}
return StackPoint.Reverse().ToList();
}
方法三求凸包:【按算法导论Graham扫描法 各节点按方位角+距离 逆时针排序 依次检查,当不属凸点于则弹出】
方法三求凸包代码
/// <summary>
/// 求最大多边形最大凸包5 【按算法导论Graham扫描法 各节点按方位角+距离 逆时针排序 依次检查,当不属凸点于则弹出】
/// 由于把各点的排列顺序重新排序了，只支持折线节点(当存在弧节点时会出异常 ！！！)
/// </summary>
/// <param name="gSur_Point_list"></param>
/// <returns></returns>
public List<gSur_Point> s_convex_polyon3(List<gSur_Point> gSur_Point_list)
{
var LeftBottomPoint = gSur_Point_list.OrderBy(tt => tt.p.y).ThenBy(tt => tt.p.x).FirstOrDefault();
gSur_Point_list.RemoveAt(gSur_Point_list.Count - 1);
gSur_Point_list.ForEach(tt =>
{
tt.Value = p2p_di(LeftBottomPoint.p, tt.p);
tt.Angle = p_ang(LeftBottomPoint.p, tt.p);
}
);
gSur_Point_list = gSur_Point_list.OrderBy(tt => tt.Angle).ThenBy(tt => tt.Value).ToList();
gSur_Point_list.Add(gSur_Point_list[0]);
Stack<gSur_Point> StackPoint = new Stack<gSur_Point>();
var isCCW = true;
int sum = gSur_Point_list.Count() - 1;
int n = gSur_Point_list.Count();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
int IndexPre = (i - 1) % sum;
if (IndexPre == -1) IndexPre = sum - 1;
int IndexCurrent = i % sum;
int IndexNext = (i + 1) % sum;
var multiVal = multi(gSur_Point_list[IndexPre].p, gSur_Point_list[IndexCurrent].p, gSur_Point_list[IndexNext].p);
if (isCCW && multiVal > 0)
{
L1:
if (StackPoint.Count > 1)
{
var Top1Point = StackPoint.Pop();
var Top2Point = StackPoint.Peek();
multiVal = multi(Top2Point.p, Top1Point.p, gSur_Point_list[IndexCurrent].p);
if (isCCW && multiVal > 0)
StackPoint.Push(Top1Point);
else
goto L1;
}
StackPoint.Push(gSur_Point_list[IndexCurrent]);
}
}
return StackPoint.Reverse().ToList();
}
公共方法与数据结构
/// <summary>
/// Surface 坐标泛型集类1
/// </summary>
public class gSur_Point
{
public gSur_Point()
{ }
public gSur_Point(double x_val, double y_val, byte type_point_)
{
this.p.x = x_val;
this.p.y = y_val;
this.type_point = type_point_;
}
public gSur_Point(gPoint p, byte type_point_)
{
this.p = p;
this.type_point = type_point_;
}
public gPoint p;
/// <summary>
/// 0为折点 1为顺时针 2为逆时针
/// </summary>
public byte type_point { get; set; } = 0;
/// <summary>
/// 值
/// </summary>
public double Value { get; set; } = 0;
/// <summary>
/// 角度
/// </summary>
public double Angle { get; set; } = 0;
/// <summary>
/// 标记
/// </summary>
public bool isFalg { get; set; }
}
/// <summary>
/// 点 数据类型 (XY)
/// </summary>
public struct gPoint
{
public gPoint(gPoint p_)
{
this.x = p_.x;
this.y = p_.y;
}
public gPoint(double x_val, double y_val)
{
this.x = x_val;
this.y = y_val;
}
public double x;
public double y;
public static gPoint operator +(gPoint p1, gPoint p2)
{
p1.x += p2.x;
p1.y += p2.y;
return p1;
}
public static gPoint operator -(gPoint p1, gPoint p2)
{
p1.x -= p2.x;
p1.y -= p2.y;
return p1;
}
public static gPoint operator +(gPoint p1, double val)
{
p1.x += val;
p1.y += val;
return p1;
}
public static bool operator ==(gPoint p1, gPoint p2)
{
return (p1.x == p2.x && p1.y == p2.y);
}
public static bool operator !=(gPoint p1, gPoint p2)
{
return !(p1.x == p2.x && p1.y == p2.y);
}
}
/// <summary>
/// 求叉积 判断【点P与线L】位置关系【小于0】在右边 【大于0】在左边 【等于0】共线
/// </summary>
/// <param name="ps"></param>
/// <param name="pe"></param>
/// <param name="p"></param>
/// <returns>【小于0】在右边 【大于0】在左边 【等于0】共线</returns>
public double multi(gPoint ps, gPoint pe, gPoint p)
{
return ((ps.x - p.x) * (pe.y - p.y) - (pe.x - p.x) * (ps.y - p.y));
}
/// <summary>
/// 检测 Surface是否逆时针
/// </summary>
/// <param name="gSur_Point_list"></param>
/// <returns></returns>
public bool s_isCCW(List<gSur_Point> gSur_Point_list)
{
double d = 0;
int n = gSur_Point_list.Count() - 1;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
if (gSur_Point_list[i].type_point > 0) continue;
int NextI = i + 1 + (gSur_Point_list[i + 1].type_point > 0 ? 1 : 0);
d += -0.5 * (gSur_Point_list[NextI].p.y + gSur_Point_list[i].p.y) * (gSur_Point_list[NextI].p.x - gSur_Point_list[i].p.x);
}
return d > 0;
}
/// <summary>
/// 返回两点之间欧氏距离
/// </summary>
/// <param name="p1"></param>
/// <param name="p2"></param>
/// <returns></returns>
public double p2p_di(gPoint p1, gPoint p2)
{
return Math.Sqrt((p1.x - p2.x) * (p1.x - p2.x) + (p1.y - p2.y) * (p1.y - p2.y));
}
/// <summary>
/// 求方位角
/// </summary>
/// <param name="ps"></param>
/// <param name="pe"></param>
/// <returns></returns>
public double p_ang(gPoint ps, gPoint pe)
{
double a_ang = Math.Atan((pe.y - ps.y) / (pe.x - ps.x)) / Math.PI * 180;
//象限角 转方位角 计算所属象限 并求得方位角
if (pe.x >= ps.x && pe.y >= ps.y) // 第一象限
{
return a_ang;
}
else if (!(pe.x >= ps.x) && pe.y >= ps.y) // 第二象限
{
return a_ang + 180;
}
else if (!(pe.x >= ps.x) && !(pe.y >= ps.y)) // 第三象限
{
return a_ang + 180;
}
else if (pe.x >= ps.x && !(pe.y >= ps.y)) // 第四象限
{
return a_ang + 360;
}
else
{
return a_ang;
}
}
三.板边凸点倒圆角方法
方法一.也最简单的倒角方法,我们将PCB板边凸点找出来后，可以直接借助genesis倒角功能就可以实现了
当然但偶尔会报错的, 且当N个小线段组成的尖角倒角会出错(要实现完美效果只有自己写倒角算法啦)
方法二:自己写倒角算法，这个算法和加内角孔算法类似（这里只是介绍简单的倒角)考虑特殊的需要扩展
可以参考这篇文章: https://www.cnblogs.com/pcbren/p/9665304.html
四.凸点加倒圆角实现效果
原文地址：https://www.cnblogs.com/pcbren/p/11141062.html
时间： 2024-07-30 22:38:54