1 - 2008

Интеграция T-FLEX CAD с P-CAD — задача 3D-моделирования

Николай Капитанов, Дмитрий Кресик, Михаил Егоров

В журнале «САПР и графика» № 2’2006 была опубликована статья «Решение задачи интеграции T-FLEX CAD c P-CAD» (http://tflex.ru/products/demo/detail.php?ID=1175), в которой описан разработанный в ОАО АНПП «ТЕМП-АВИА» программный модуль формирования КД на печатные платы в T-FLEX CAD 9.0. Там же было отмечено, что наше предприятие ведет разработку программного модуля для формирования трехмерной модели печатной платы. Этому модулю и посвящена данная статья.

В нашей работе основными инструментами, позволяющими получать трехмерные изображения печатной платы, являются T-FLEX CAD 3D, P-CAD и интегрированная база данных (ИБД) электрорадиоизделий (ЭРИ) предприятия (рис. 1). ИБД организована посредством Microsoft SQL Server, что позволяет использовать все возможности данной СУБД — от разграничения прав доступа до автоматического архивирования данных по расписанию. Полная структура базы данных позволяет хранить всю информацию об ЭРИ: класс элемента, номер ТУ, содержание драгоценных материалов, электрические параметры и пр. В контексте этой статьи рассмотрим обобщенную структуру части ИБД, относящейся именно к 3D-моделям (рис. 2).

Рис. 1. Структурная схема получения трехмерной модели печатной платы

Рис. 1. Структурная схема получения трехмерной модели печатной платы

 

Рис. 2. Обобщенная структура ИБД в части 3D

Рис. 2. Обобщенная структура ИБД в части 3D

Вся информация, обеспечивающая связь элементов P-CAD с их трехмерными моделями в T-FLEX CAD 3D, сведена в таблицу посадочных мест. Необходимость ее введения обусловлена тем, что отдельные ЭРИ могут быть представлены в разных корпусах и соответствующий элемент P-CAD должен отвечать нескольким типам посадочных мест на плате. В таблицу моделей сведена информация о параметрических трехмерных прототипах элементов, созданных в T-FLEX CAD 3D (наименование, путь к grb-файлу). Каждому прототипу поставлена в соответствие своя таблица параметров (что обозначено на рисунке красными стрелками). В таблицу элементов занесена информация об ЭРИ (наименование, ТУ, прочие данные). При такой организации базы данных не составляет труда перейти от установленного элемента в P-CAD к его трехмерной модели в T-FLEX CAD 3D с применением параметризации. Хотя использование параметрических моделей и усложняет разработку 3D-прототипов, а также налагает дополнительные требования на базу данных, это позволяет сократить количество моделей в десятки раз. Последнее значительно облегчает их сопровождение и отслеживание изменений 3D-моделей. На рис. 3 показаны различные 3D-модели, полученные из одного прототипа с применением параметризации, заложенной в T-FLEX CAD 3D.

Рис. 3a

 

Рис. 3б

 

Рис. 3в

 

Рис. 3г

Рис. 3. Модели, полученные из одного 3D-прототипа: а — микросхема 1113ПВ1А; б — микросхема 142ЕН5А; в — микросхема 5559ИН4У; г — конденсатор К53-56; д — диодная сборка 2Д706АС9

Сегодня на предприятии ведется наработка количества элементов, перекрываемых 3D-прототипами, поэтому на рисунках можно видеть, что уровень детализации 3D-моделей пока невысок. Однако и этого вполне достаточно для проектной работы.

Рис. 4. Менеджер базы данных «3D прототипы»

Рис. 4. Менеджер базы данных «3D прототипы»

Для сопровождения и администрирования ИБД создана специальная программа — менеджер базы данных. На рис. 4 показана вкладка «3D-прототипы» с выбранной параметрической 3D-моделью «Микросхема_универсал.grb», созданной в T-FLEX CAD 3D. В правой части окна отображаются переменные и их значения по умолчанию из ИБД. При добавлении нового 3D-прототипа, а также при изменении существующих информация о параметрах прототипа автоматически считывается из соответствующего grb-файла посредством открытого программного интерфейса T-FLEX CAD Open API. Сопоставление элемента соответствующему 3D-прототипу осуществляется на вкладке «Элементы» (рис. 5). Здесь необходимо произвести выбор прототипа каждому корпусу элемента, а также задать значения его переменным. Пользователь может сразу увидеть результат (рис. 6) — это тоже реализовано с помощью T-FLEX CAD Open API.

Рис. 5. Менеджер базы данных «Элементы»

Рис. 5. Менеджер базы данных «Элементы»

 

Рис. 6. Просмотр прототипа с заданными параметрами в менеджере ИБД

Рис. 6. Просмотр прототипа с заданными параметрами в менеджере ИБД

 

Рис. 7. Окно модуля формирования 3D-изображения печатной платы

Рис. 7. Окно модуля формирования 3D-изображения печатной платы

Запуск модуля формирования трехмерного изображения печатной платы осуществляется из меню T-FLEX CAD 3D. Рабочее окно этого модуля представлено на рис. 7. Перед началом работы необходимо настроить подключение к MS SQL Server нажатием кнопки «Настроить» (выводится стандартный диалог подключения к СУБД). При успешном подключении в строке состояния отобразится имя сервера. Далее необходимо выбрать путь к PCB-файлу. Если уже открыт проект печатной платы в редакторе P-CAD PCB, то после установки галочки «Использовать пути текущего проекта» произойдет автоматическое считывание директории. Выбор опций из группы «Опции 3D импорта» позволяет подключать и отключать следующие возможности:

«Формировать печатную плату» — создавать твердотельную модель печатной платы;

«Обрабатывать отверстия» — производить выталкивание сквозных отверстий;

«Формировать проводники» — наносить на плату твердотельную модель проводящих дорожек;

«Устанавливать элементы» — располагать электрорадиоизделия.

После установки всех опций можно приступать к формированию трехмерного изображения — этот процесс запускается нажатием кнопки «Импорт». Если выбранный проект печатной платы еще не открыт в P-CAD PCB, модуль произведет его автоматическое открытие, считывание информации через API DBX и построение трехмерной модели в T-FLEX CAD 3D. Получение 3D-изображения печатной платы можно производить в несколько этапов с предварительным просмотром результатов каждого этапа.

Исходный проект печатной платы в P-CAD PCB (а) и результат работы модуля — трехмерное изображение спроектированной печатной платы (б)

Рис. 8а

 

 

Исходный проект печатной платы в P-CAD PCB (а) и результат работы модуля — трехмерное изображение спроектированной печатной платы (б)

Рис. 8б

 

Рис. 8. Исходный проект печатной платы в P-CAD PCB (а) и результат работы модуля — трехмерное изображение спроектированной печатной платы (б)

Начинать процесс следует с запуска модуля с включенными опциями «Формировать печатную плату» и «Обрабатывать отверстия». В результате будет сгенерировано изображение печатной платы с отверстиями. Затем необходимо произвести импорт с включенной опцией «Устанавливать элементы» — на сформированную плату будут установлены ЭРИ. Затем, при необходимости, нужно закончить формирование 3D-изображения с включенной опцией «Формировать проводники».

На рис. 8 приведены окно P-CAD PCB с открытым проектом печатной платы и ее сформированная трехмерная модель в T-FLEX CAD 3D.

Таким образом, используя API систем T-FLEX CAD и P-CAD, функции параметризации в T-FLEX CAD 3D и благодаря разработанной ИБД, стало возможным создание подсистемы трехмерного отображения спроектированной печатной платы, а также импорта и автоматизированного оформления КД печатной платы в T-FLEX CAD 2D, описанных в статье «Решение задачи интеграции T-FLEX CAD и P-CAD» («САПР и графика» № 2’2006).

САПР и графика 1`2008