Решение задачи интеграции T-FLEX CAD и P-CAD

Николай Капитанов, Павел Митрохин, Ольга Юдова
ОАО АНПП «Темп-Авиа»

Системы автоматизированного проектирования на современном предприятии должны поддерживать весь цикл проектирования и подготовки производства изделий.
К сожалению, сегодня нет ни одной САПР, способной обеспечить сквозной цикл — от разработки конструкции изделия и входящего в него блока электроники до их изготовления и выпуска комплекта технической документации. Поэтому предприятиям приходится использовать различные наборы программных продуктов и специальные конверторы для передачи данных из системы в систему, что, безусловно, не слишком удобно. Но сегодня это единственный выход из создавшегося положения, и чем проще и лучше подобные конверторы, тем выше уровень интеграции систем.
В ОАО АНПП «Темп-Авиа» проектирование механических деталей для изделий электромеханики и датчиковой аппаратуры производится с помощью комплекса интегрированных программных продуктов T-FLEX российской компании «Топ Системы», а для разработки блоков электроники применяется интегрированный комплекс программ для проектирования печатных плат P-CAD 2001.
При разработке многокомпонентных изделий и сборок обязательным этапом является подготовка полного комплекта конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД. А для анализа проектируемого изделия в целом необходимо получить его конечное трехмерное изображение еще до начала этапа производства.
T-FLEX CAD 9 предоставляет солидный набор программных средств для решения задач автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства, но отсутствие встроенного модуля импорта из P-CAD делает невозможным использование T-FLEX CAD для получения конструкторской документации на разработанный блок электроники и его трехмерной модели. По этой причине нами было принято решение о разработке модуля интеграции используемых систем P-CAD и T-FLEX.
Перед специалистами предприятия стояли следующие задачи:

  • передать контур будущей печатной платы, сформированный из разработанного корпуса блока электроники из T-FLEX в P-CAD;
  • передать топологию печатной платы с электрорадиоизделия (ЭРИ) из P-CAD в T-FLEX CAD для возможности оформления конструкторской документации;
  • автоматизировать оформление конструкторской документации в T-FLEX CAD на печатные платы в соответствии с ЕСКД;
  • построить трехмерную модель блока электроники в T-FLEX CAD на основе данных, полученных из P-CAD.

В ходе анализа возможности интеграции указанных систем мы рассмотрели несколько способов реализации этого вопроса и сочли наиболее простым и функциональным использование поставляемого в составе системы T-FLEX CAD v. 9 программного интерфейса, который позволяет разработать программу обмена данными через программные интерфейсы Open API (T-FLEX ) и ACCEL DBX (P-CAD).
Для решения вышеназванных задач мы создали три функциональных модуля: модуль импорта/экспорта, модуль формирования КД и модуль формирования 3D-модели.

Рис. 1. Место расположения печатной платы (ПП)
и контур ПП в T-Flex CAD 2D

Рис. 2. Контур ПП, переданный в P-CAD PCB

Модуль импорта-экспорта

Этот модуль предназначен для экспорта разработанного контура печатной платы (ПП) из T-FLEX CAD 2D в P-CAD PCB и для импорта топологии печатной платы в T-FLEX CAD 2D из P-CAD PCB.
Модуль не содержит рабочего окна и запускается непосредственно из меню T-FLEX. Исходной информацией для модуля экспорта является изображение ПП в T-FLEX(рис. 1).
На рис. 2 представлен результат работы программы — чертеж переданного контура ПП в окне редактора P-CAD 2001 PCB.

Рис. 3. Рабочее окно импорта ПП

После запуска модуля импорта ПП появляется рабочее окно (рис. 3), которое содержит список слоев текущего открытого проекта в редакторе PCAD PCB.
Для импорта ПП нужно пометить галочкой те слои, которые следует передать в T-FLEX CAD, при необходимости откорректировать дополнительные параметры в блоке «Опции» и нажать на кнопку «Импорт». Указание опции «Импорт областей заливки» позволяет передавать области сплошной металлизации «CopperPour», а опции «Передавать невидимые позиционные обозначения» — все позиционные обозначения элементов, которые не отображаются на плате в редакторе PCAD PCB.
После запуска модуля происходят поэлементное считывание данных из проекта, открытого в PCAD (рис. 4), и передача их в T-FLEX для построения изображения топологии ПП. Условием правильного отображения в T-FLEX CAD 2D-объектов является присвоение им (при их создании) соответствующих цветов и типа линий, а также размещение этих объектов на нужных слоях (рис. 5).

Рис. 4. Топология ПП в редакторе P-CAD PCB

Рис. 5. Файл топологии ПП, импортированный
в T-Flex CAD из P-CAD

Рис. 6. Рабочее окно формирования КД

В процессе импорта будет отображаться окно «Ход программы» с отображаемыми там именами текущих обрабатываемых слоев. Все элементы ПП, полученные при передаче из P-CAD в T-FLEX CAD 2D, имеют истинные размеры. Нанесение размеров, надписей и других элементов чертежа выполняется средствами T‑FLEX CAD 2D. При работе с полученным файлом может возникнуть необходимость изменения масштаба. T-FLEX при изменении масштаба не позволяет масштабировать толщину линий, поэтому при разработке программы был использован собственный алгоритм задания их толщины.

Модуль формирования конструкторской документации

Модуль формирования КД выполняет следующие функции:

  • формирование детального чертежа;
  • формирование сборочного чертежа;
  • установка измерительной линейки;
  • вставка таблицы условных обозначений.

Для работы с данным модулем необходимо иметь в системе T-FLEX CAD 2D-файл топологии печатной платы, полученный при передаче из P-CAD 2001 PCB (см. рис. 5).
Рабочее окно модуля формирования КД представлено на рис. 6. В данном диалоговом окне располагаются два поля — «Прямое» и «Зеркальное», которые отображают все сигнальные слои платы с указанием соответствующего цвета. Для получения комплекта КД необходимо указать слои для прямого и зеркального изображения соответственно. Выбор осуществляется установкой галочки у тех слоев, которые будут использованы для данного типа обработки (прямое/зеркальное).
Для одного слоя может быть выбран только один тип обработки, то есть либо прямое изображение, либо зеркальное.

Рис. 7. Детальный чертеж

Результатом работы модуля является комплект послойных чертежей (сборочный чертеж, деталировка), соответствующий ГОСТ 2.417-91 «Печатные платы. Правила выполнения чертежей».
Все обработанные чертежи хранятся в едином документе (файл *.grb) на отдельных страницах, что удобно и для хранения, и для работы с документацией.
При обработке детального чертежа ПП (рис. 7) монтажные отверстия разных диаметров прорисовываются отличным друг от друга образом:
условные обозначения отверстий стандартных диаметров (0,6; 0,8; 1,0; 1,3; 1,5; 1,8; 2,2 мм) строго определены в соответствии с ГОСТ 2.307-68 «Нанесение размеров и раздельных отклонений», а обозначения нестандартных диаметров берутся из автоматически созданного массива, что исключает повторения). Сборочный чертеж изделия показан на рис. 8.

Рис. 8. Сборочный чертеж

Согласно ГОСТ на чертеже должна быть нанесена измерительная линейка, и с этой целью в меню T-FLEX добавлена команда «Установить сетку».
Для удобства работы курсор мыши прорисовывается в виде сетки, меняющей направление в случае обработки зеркального изображения.
Полученный чертеж должен также содержать информацию об используемых отверстиях. Модуль предполагает вставку таблицы условных обозначений, но на данный момент ее автоматическое заполнение невозможно, что обусловлено отсутствием в T-FLEX API функций, необходимых для работы с внутренней базой данных. Разработчиками T-FLEX CAD этот вопрос прорабатывается, и в ближайшее время заполнение таблицы будет производиться автоматически.

Модуль формирования 3D

Если вернуться к началу статьи, то можно увидеть, что перечень предъявляемых требований к комплексной системе проектирования устройства не ограничивается разработкой ПП и выпуском документации на нее — здесь необходимо комплексное решение.
Как продолжение этого следует рассматривать разработку электромеханического устройства целиком. Данное устройство состоит из нескольких ПП, размещенных в его корпусе, поэтому большой интерес в этом плане представляет твердотельная модель ПП.
Для реализации нашего проекта сегодня ведется разработка соответствующего прикладного модуля для T-FLEX CAD 3D. Полученный на данный момент модуль показан на рис. 9. Параллельно с этим осуществляется создание библиотеки 3D-моделей элементов.
Разработанный нашим предприятием конвертор позволяет осуществлять двусторонний обмен геометрической информацией между системами T-FLEX CAD и P-CAD 2001 PCB, а также автоматизировать оформление конструкторской документации в соответствии с ЕСКД. На основе полученных из P-CAD данных можно построить трехмерную модель блока электроники в T-FLEX CAD 3D. Применение модулей позволяет достичь высокой степени интеграции между системами T-FLEX и P-CAD и объединить механическую и электронную части проекта.

Скачать PDF