Технология интегрированной работы системы PCAD с CAD-системами механического проектирования на основе системы Технорма/ИнтраКАД

Краткое описание решения

Введение

Разработанное компанией Глосис-Сервис технологическое решение позволит организовать работу системы PCAD с MCAD-системами объемного механического проектирования (SolidWorks, SolidEdge, Pro/E, Unigraphics, Компас 3D и т.д.) в режиме единого проекта. Для решения такой задачи необходима программная и информационная поддержка процесса проектирования изделия в нескольких точках, что в итоге позволит конструкторам разных специализаций создать единую объемную сборку изделия, включающую механические части и компоненты, а также реалистичные объемные модели печатных плат электронных устройств.

Решение построено на активном использовании разработанной компанией Глосис-Сервис системы Техномра/ИнтраКАД, которая усилена клиентским модулем работы с системой PCAD и интерфейсным модулем Конвертор PCB-CAD. Система Технорма/ИнтраКАД, как обычно, решает задачу обеспечения проектировщиков компонентами, но в данном случае в системе появляются возможности для интерактивного взаимодействия с системой PCAD.

Характеристика процесса и его участники

Целью процесса проектирования является объемная сборка, в которой согласованно присутствуют объемные подсборки печатных плат электронных устройств, проектируемые ECAD-системой PCAD. Процесс, таким образом, неизбежно распараллеливается на разные составляющие (нити), исполняемые разными специалистами: конструктором-схемотехником, конструктором печатных плат, конструктором изделия, а также администратора базы данных электронных компонентов (БД ЭК).

Участники процесса используют программные и информационные компоненты, показанные на Рис. 1. Естественно, что основной задачей должно быть обеспечение удобного и точного механизма установления соответствия между монтажным проектом платы и объемной сборкой платы, формируемой в MCAD-системе. На Рис. 1 эта задача выделена как задача «Синхронизации проектов». На решение в основном этой задачи ориентирован модуль Конвертор PCB-CAD, который является ключевым элементом данной технологии.

Рис. 1 Структура элементов программного комплекса и их взаимосвязи

Процесс начинается с формирования в системе PCAD схемного, затем монтажного проекта платы электронного устройства, где присутствуют выбранные конструктором-схемотехником электронные компоненты. Выбор и включение компонентов в проект платы делается средствами клиентского модуля Технорма/PCAD. Очевидно, что информационной основой процесса является БД ЭК, подготавливаемая в системе Технорма/АдминКАД. После формирования монтажного проекта специальным модулем Конвертор PCB-CAD производится автоматическая генерация объемной сборки платы, на основе 3D-моделей корпусов электронных компонентов, которые также содержатся в БД ЭК. Построенная в MCAD-системе объемная сборка платы может корректироваться средствами этой же MCAD-системы, после чего внесенные изменения Конвертор PCB-CAD, используя обратный канал, заносит в монтажный проект платы системы PCAD. При этом PCAD должен перепривязать сформированные проводниковые дорожки к новым позициям компонентов.

Этот процесс коррекции решения по размещению элементов на плате выполняется оперативно и может происходить столько раз, сколько нужно, в итоге должна сформироваться окончательная конфигурация сборки, которая максимально подстроена под требования проекта и может быть включена в проект объемной сборки всего изделия в целом. В результате оба проекта находятся постоянно в синхронизированном состоянии.

Окончательное формирование единого конструкторского проекта из объемной сборки изделия, как показано на Рис. 1, делается средствами системы Навигатор СП, но в этой роли может фигурировать любая PDM/PLM-система, позволяющая создавать из объемных сборок конструкторские проекты и работать с ними.

Модель процесса с учетом производимых операций исполнителями показана на схеме в Приложении №1. На схеме исполнители присутствуют как разные лица, но надо понимать, что этим самым обозначены принципиальные роли исполнителей. Вполне возможно рассматривать ситуации, где кто-то из исполнителей совмещает несколько ролей.

Обеспечение компонентами

Организация работы с БД компонентов максимально унифицирована средствами системы Технорма/ИнтраКАД. Для всех конструкторов вводится единое администрирование БД средствами модуля Технорма/АдминКАД. Компоненты для PCAD готовятся в формате библиотечных файлов *.lib, модели корпусов прямо в MCAD-системе. БД ЭК содержат электрические компоненты с унифицированными параметрами, которые сформированы в Таблицу параметров (Таблица типоразмеров). В БД ЭК компоненты одинакового типа представлены в табличном виде, что облегчает задачу последующего выбора элемента с необходимыми параметрами и его дальнейшей вставкой в проект. БД ЭК содержит в себе графические символы для включения в схему Symbol и Pattern. Symbol - схематическое изображение электрического элемента, необходим для построении принципиальной электрической схемы. Pattern – 2D проекция корпуса электрического элемента, необходим для создания разводки и монтажа печатной платы.

Преимущества решения

Применение технологии позволит быстро получать точную модель электронной платы, где построены элементы с учетом их реального положения и глубины посадки на плату. В свою очередь точная геометрия платы позволит оптимально учесть все особенности габаритов для проектирования конструктива изделия. Точная геометрия платы будет также необходима, если потребуется произвести автоматизированный тепловой расчет, то есть промоделировать, насколько хорошо охлаждается плата. При этом расчет тепловых потоков моделируется с учетом реальной высоты элементов и положения ножек. В тех случаях, где проектируется кабельная разводка прямо на модели сборки изделия с помощью MCAD-системы, геометрия выводов (разъемы, клеммы), содержащаяся в объемной сборке платы сможет быть использована для автоматизированного проектирования 3D-модели кабельных жгутов.

Традиционно задача стыковки проектов ECAD-системы и MCAD-системы решается средствами файлового обмена через например IDF-файл, в котором ECAD-система фиксирует состав элементов и таблицу соединений. Таким образом, например, действует специальный интерфейсный модуль CircuitWorks компании Priware Ltd (Англия), который также обладает возможностями 2-стороннего интерфейса между MCAD-системой SolidWorks и ECAD-системами, и имеет свою библиотеку корпусов элементов. Минимальный пакет CircuitWorks Lite даже вставляется теперь в базовый пакет SolidWorks. Все это делает CircuitWorks реальным для внедрения решением.

Однако представленное технологическое решение на базе системы Технорма/ИнтраКАД имеет некоторые преимущества:

  1. Оперативность решения, которая достигается прямой интерактивной работой 2-х систем на одной машине с установленными системами PCAD и SolidWorks. Это позволяет подстроить решение по разводке за более короткое время, чем это было бы в случае применения интерфейсного IDF-файла.
  2. В предлагаемой технологии обозначение компонента RefDes фигурирует как конструктивный элемент на плате. Конвертор PCB-CAD обрабатывает его и создает прямо на плате его 3-мерную модель в виде покрашенного в другой цвет элемента Cut Extrude на основе 2D-контура RefDes (обозначение слегка вдавливается в плату). Это позволяет хорошо видеть RefDes прямо на объемной модели платы, соответственно, компоненты RefDes отображаются на дереве построения.
  3. Все генерируемые компоненты имеют привязки к плате, это позволяет затем вручную более точно и корректно вносить изменения в их положение.
  4. Решение построено на едином процессе администрирования БД компонентов, как для электронных, так и механических компонентов, что существенно упорядочивает процесс использования компонентов.
  5. Каждый элемент БД ЭК является компонентом системы Технорма, поэтому может иметь конфигурации и параметры погружения, что обеспечивает более точное управление посадкой элементов на плату, выбор конфигурации элемента, определение высоты его посадки и вылета ноги с обратной стороны платы.
  6. Технология легко ставится на компьютеры специалистов, так как система Технорма/ИнтраКАД и ее клиентские модули не требуют предоставления специальных прав, загрузка модулей идет через модуль MS Internet Explorer.
  7. За счет подключения системы Навигатор СП обеспечивается формирование единого конструкторского проекта, так как состав необходимых для включения в спецификацию параметров каждого элемента в БД легко управляется модулем Технорма/АдминКАД.
  8. CircuitWorks на данный момент реализован как плагин к SolidWorks, с одной стороны это обеспечивает высокую скорость работы, но с другой стороны это решение может быть использовано только для организаций, которые ориентированы на SolidWorks. Технология на основе системы Технорма/ИнтраКАД хорошо приспособлена для реализации процесса на основе других CAD-систем.

 

Поставка и сопровождение

Комплект поставки существенно зависит от конкретной конфигурации пользователя, в которой работают участники процесса. В любом случае для запуска технологии надо решить вопрос обеспечения конструкторов БД ЭК, так как Конвертор PCB-CAD обязательно требует использования компонентов. Таким образом, минимальный комплект для компании, работающей в SolidWorks, должен включать модули:

№

Наименование модуля

Стоимость руб.

Примечание

1

Технорма/ИнтраКАД (сервер)

6600

Единый для организации

2

Технорма/Конвертор PCB-CAD

9000

Достаточен 1 на всю организацию

3

Технорма/PCAD

5000

Рассчитывается из числа конструкторов PCAD

3

Технорма/SW

4700

Рассчитывается из числа конструкторов SolidWorks (Необходим, если модель изделия, требует использования механических компонентов)

4

Технорма/АдминКАД

11900

Рассчитывается из необходимого числа администраторов БД

5

Навигатор СП

9900

Поставляется для конструкторов SolidWorks в случае, если нет PDM-системы

 

ИТОГО (НДС не облагается)

47100

 

Комплект поставляется на CD-ROM диске с аппаратным сетевым ключом защиты, который может ставиться на любой компьютер. Годовое сопровождение программных модулей включает пакеты обновлений (upgrade) модулей, телефонные консультации по горячей линии, ответы на вопросы и консультации по факсу и электронной почте, обеспечение информацией о новейших версиях и новостях компании. За приобретением нужно обращаться в фирму Глосис-Сервис. Телефоны в Санкт-Петербурге (812) 542 04 69, 542 16 48. Предложения по сотрудничеству присылать по электронной почте: soft@glosys.ru, Николаю Пиликову .