Solidworks circuitworks что это

Solidworks circuitworks что это

Попробуем перевести плату из Altium Designer в SolidWorks следующую плату:

На плате присутствуют как SMT, так и выводные компоненты, для пайки в отверстия. Несколько компонентов на нижней стороне

При работе будут использованы следующие программы:

Altium Designer Winter 09

CircuitWorks 9 SP1

SolidWorks 2009 с установленными приложениями:

После экспорта получаем два файла:

Описание файлов в п. 3. Файлы имеют текстовый формат, можно открывать и редактировать Блокнотом.

2. Запуск CircuitWorks и настройка

Match component in library by – определяет каким образом будет происходить поиск компонентов в библиотеке. Есть несколько вариантов:

Name Only – только по наименованию посадочного места (footprint).

Name and Number – по имени посадочного места и наименованию компонента (partnumber)

Number Only – только по партнамберу

Name and Height – по футпринту и высоте.

Если в наименовании посадочных мест используются недопустимые для SolidWorks символы, то они заменятся на “–“.

Галочку отображения помощи при каждом старте снимаем.

Вкладка Import предназначена для описания автоматического процесса создания компонента в SolidWorks. Создастся компонент на основании данных, полученных из файла с описаниями компонентов ( *.pro ). Обычно это прямоугольник, выдавленный на высоту, указанную в компоненте на плате (Component Height). Такой способ применим, если нет собственных моделей SolidWorks и необходимо быстро оценить распределение высот по плате, а система проектирования плат этого сделать не позволяет.

Не будем описывать остальные опции, т.к. рассчитываем использовать собственные модели, без автоматической генерации.

Описание путей. По умолчанию создается папка CircuitWorks в паке Мои документы. В ней создаются подпапки для работы CW, можно создать свои. Можно использовать несколько вариантов расположения папок, но добавить их нельзя, кнопка + работает некорректно. Но можно добавить вручную, открыв Блокнотом файл C:\Documents and Settings\User\Application Data\CircuitWorks\CW9Options.xml и добавить нужные пути.

Database – путь до файла базы данных cwrksdb9.mdb ;

Components – папка, куда будут складываться автоматически созданные компоненты. К собственно созданным компонентам не относится, т.к. пути до собственных компонентов будут находиться в файле cwrksdb9.mdb ;

Board Part – папка, куда будет сохраняться модель самой печатной платы;

Outlines – папка для остальных элементов ПП (keep-outs, rooms и т.д. )

Вкладка Feature Details

Определяет цвета для отображения элементов в окне CircuitWorks и цвета для элементов модели, построенной в SolidWorks. Можно определить цвет печатной платы в SW, цвета отверстий, а также задать цвета автоматически созданных компонентов.

Остальные вкладки можно оставить без изменений.

Для предупреждения всевозможных ошибок при открытии IDF файлов в CircuitWorks необходимо описать их структуру.

Откроем файл Блокнотом:

Все разделы IDF файлов имеют общий единый принцип построения:

.SECTION – начало раздела

.END_SECTION – конец раздела.

Заголовок файла не влияет на построение модели, только информация о версии файла, источнике и времени создания.

Описание компонента состоит из двух разделов: Заголовка и координат габаритов компонента. Для безошибочного открытия файла в CircuitWorks строка с заголовком компонента должна иметь следующую структуру:

PackageName – имя посадочного места, Footprint Name в AD, Pattern в PCAD;

Partnumber – В случае с Altium Designer, сюда записывается значение из поля Comment. При экспорте из PCAD в это поле записывается Type. Если для определения библиотечного компонента используем только наименования Footprint (Опция Name Only на вкладке General в настройках), то это значение не важно, но оно обязано присутствовать, т.к. при отсутствии какого-либо из значений произойдет ошибка открытия файла.

В случае если PackageName или Partnumber имеют значение с пробелами, тогда они заключаются в кавычки.

В нашем файле видно, что в первом же компоненте значение partnumber отсутствует, после PackageName следуют два подряд пробела, поэтому заполним это поле самостоятельно, например, « 00 »:

Габариты компонентов описываются координатами точек, по ним строятся линии. Координата каждой точки имеет 4 поля:

Loop Label – целое число, обозначающее тип контура: 0 – внешний контур, n – вырез и его порядковый номер;

X и Y координаты точек;

Include Angle – дробное число, отображает способ соединения точки с предыдущей. Если 0 – линия; при отличии от 0 – дуга, число обозначает угол; 360 – окружность.

Координаты построения компонентов задаются относительно точки привязки компонента.

Раздел описания отверстий.

Каждое отверстие описывается одной строкой с параметрами, следующими через пробел:

— Объект, с которым ассоциировано отверстие. BOARD – элемент ПП, PIN – элемент компонента (отверстие для вывода), VIA – переходное отверстие. Если отверстие ассоциировано как элемент компонента, то перед PIN идет обозначение компонента, к которому оно принадлежит, например, R12 PIN ;

— Последний параметр обозначает принадлежность отверстия системе, в которой оно было создано, Mechanical, Electrical или UNOWNED

Раздел описания компонентов.

Заголовок компонента должен иметь следующую структуру

Положение компонента имеет следующую структуру

Offset – смещение компонента относительно ПП, координата Z;

Rotation – поворот в градусах;

Side – сторона размещения TOP или BOTTOM

Placement status – статус размещения, для экспортируемых компонентов всегда будет PLACED.

4. Корректировка файлов IDF

Как описано выше, большинство ошибок при открытии будет связано с незаполненной графой Comment в Altium Designer. Если таких компонентов оказалось немного, то исправить ошибку можно прямо в файлах IDF, открыв их блокнотом. Забиваем между двух подряд идущих пробелов любое значение, например, «00». Но желательно все-таки эту операцию провести непосредственно в Altium Designer до экспорта, отследив через панель PCB List наличие Comment для каждого компонента. Для этого необходимо вызвать панель PCB List и выставить следующие опции:

Заметим, что при экспорте из PCAD такой ошибки не будет, т.к. в это поле запишется строка Type, а она присутствует всегда.

Сразу можно отфильтровать отверстия. Они идут по порядку: сперва монтажные ( NPTH ), затем металлизированные ( PTH ), последними переходные отверстия ( VIA ). Если нужно удалить переходные отверстия, но оставить металлизированные, то это необходимо произвести на этом этапе. Дальше в CW или SW отделить отверстия выводных компонентов от переходных будет очень сложно, они будут идти одним элементом.

При экспорте из Altium Designer возможна ситуация, когда координата Z (Offset) не равна нулю.

Это происходит, когда компоненту назначен 3D body и его начальная точка ( Standoff Height ) отличается от нуля. Также подобное может произойти, если компонент имеет 3D body, проходящее сквозь плату (специальные соединители, кнопки и т.д.). Поэтому, если координаты модели в базе SolidWorks отсчитываются от нуля, необходимо и здесь выставить «0». При экспорте из PCAD такое возможно у компонентов, расположенных на нижней стороне платы.

Если все файлы корректны, на экране CircuitWorks получаем печатную плату с прорисованными отверстиями и габаритами компонентов:

Слева дерево печатной платы. В нем последовательно идут: Контур печатной платы, монтажные неметаллизированные отверстия, металлизированные отверстия, компоненты. Каждый элемент дерева имеет определенные свойства, их можно посмотреть по правой клавише, отредактировать или отфильтровать. Компоненты объединены в группы с одинаковым footprint. У группы и каждого отдельно взятого компонента также присутствуют свойства, которые можно редактировать. Компоненты подсвечиваются на плате при их выделении в дереве.

Значки у компонентов могут следующих типов

В последнем случае наиболее распространенная ошибка – отсутствие значение Height. Если компоненты будут создаваться автоматически, необходимо это значение ввести через свойства компонента.

6. Создание библиотеки компонентов

Библиотека должна быть пуста. Слева наименования компонентов, справа их отображение и описания. Описание состоит из 2-х разделов основного (Basic) и дополнительного (Advanced). Сортировка и выбор компонента будут осуществляться по одному параметру: Component Name (для нас это Footprint Name). Закроем окно библиотеки

По окончании процесса появится сообщение, что все завершено. Нажать ESC для закрытия окна. Получаем печатную плату с автоматически созданными компонентами:

Закроем файл без сохранения.

В папке D:\Work\CircuitWorks\Database сложились автоматически созданные компоненты:

Component Name – Footprint Name, Pattern;

Component Number – Comment (или Type в PCAD);

Component Filename – имя файла модели SolidWorks;

Component Path – путь до файла;

Configuration Name – конфигурация внутри файла

SolidWorks. Файлы SW могут хранить несколько конфигураций одной детали. Например, чип резисторы всех типоразмеров от 0201 до NNNN можно хранить в одном файле, меняя конфигурацию при установке.

Ref. Des. Prefix – Приставка обозначения компонента. В нашем случае неважно, необходимо при автоматическом построении для цветового деления компонентов. Может пригодиться для применения фильтров, вписываем то же значение, что и в редакторе ПП;

Component Height – Высота. В нашем случае, при использовании базы данных неважно, несет только информативный характер, но может быть использована для фильтрации на плате по высоте;

X Offset, Y Offset – смещение начальной точки модели SW относительно начальной точки посадочного места в библиотеке PCB;

Rotation – Поворот модели SW относительно посадочного места;

Orientation – вид модели при построении.

Теперь нужно все автоматически созданные компоненты заменить подобным образом. Можно повторить операцию для остальных компонентов средствами CW. Можно сделать непосредственно в базе данных. Замену большого количества компонентов удобнее производить в файле базы данных cwrksdb9.mdb посредством Microsoft Access

Закроем окно библиотеки.

Откроем файл базы данных cwrksdb9.mdb :

По наименованию столбцов можно определить их назначение

ID – номер компонента в базе, счетчик, инкрементируется самостоятельно, редактировать не нужно:

Name – Component Name, Footprint, Pattern;

Partnumber – Comment или Type;

Location – путь до модели;

Part – наименования файла модели;

Configuration – номер конфигурации;

Height – высота в метрах(!);

Orientation – Ориентация в пространстве, если плата будет вертикальная, Orientation=1, в нашем случае плату располагаем горизонтально, Orientation=2;

RefDesSeed – RefDes, значения не имеет;

ComponentType – для компонентов на плате всегда значение 3;

CADSystem – всегда 0, ни на что не влияет;

X Offset, Y Offset, Rotation – смещение и поворот модели относительно посадочного места.

При подмене компонентов необходимо убедиться, что все компоненты ориентированы одинаково при создании в библиотеке Altium Designer и Solidworks.

Altium Designer SolidWorks при виде сверху, кнопка

Если ориентация компонента с моделью не совпадает, в нашем случае это SOT-23:

Если после импорта модель отображается с непрорисованными кромками, необходимо сменить стиль отображения на панели сверху

Теперь необходимо проверить и совместить начальную точку модели с начальной точкой построения компонента в Altium Designer. Для этого в SolidWorks нужно отобразить положение начальной точки:

Сравним положение нуля в AD и SW:

Теперь при выборе кромку размер отобразится в миллиметрах 30.81 мм

Для перемещения тела необходимо выполнить Вставка\Элементы\Переместить-Копировать

Смотрим, правильно ли сместилась модель, если нет, то галочкой Переставить размер и кнопками Выравнивание устанавливаем в нужное положение.

Модель готова для использования. При желании ее можно раскрасить. Если нет в наличии, то фото компонента можно посмотреть на www.digikey.com:

Технология раскрашивания в SolidWorks меняется от версии к версии. Данная схема подходит для версий 2008-2010. Для остальных может отличаться.

Преобладающий цвет черный, поэтому сначала всю модель красим в черный пластик. Для этого нужно выбрать самый верхний элемент в дереве конструирования и нажать Редактировать внешний вид на центральной панели:

7. Редактирование детали печатной платы

Для контроля расположения компонентов желательно перевести проводники на модель печатной платы в SolidWorks. Самый легкий способ реализации перевести с помощью рисунка.

В случае, если пункта PhotoWorks нет, необходимо установить приложение дополнительно. Если все установлено, то на этой же панели появятся кнопки PhotoWorks.

Выбираем верхнюю поверхность ПП и нажимаем кнопку Надпись

Приложение PhotoWorks можно отключить. Изображение останется. Сохраните файл.

В появившемся окне в нижней строке установите галочку Use this existing board model и выберите готовую модель детали ПП.

В SolidWorks отображение начальной точки во всплывающем меню на сборке

Теперь, в случае ошибки, можно визуально определить, у каких компонентов смещена начальная точка. В SolidWorks измерение расстояний происходит автоматически при выборе линии или двух точек, результат отображается в строке состояния. Если этого не происходит (сложная поверхность, неявная точка) то поможет команда Инструменты/Измерить

Если есть ошибки установки компонентов, то необходимо откорректировать библиотеку CircuitWorks и запустить заново построение в SW. Не забыв указать, что деталь ПП уже есть. При правильных моделях и корректных ссылках на них в базе CircuitWorks должны получить правильную модель:

Контролируем положение выводных компонентов по отверстиям, SMD по рисунку

На закладке Настройка камеры можно попробовать изменить настройку фокальной длины. При уменьшении значения, будет накладываться большая перспектива.

Источник

Проектирование печатных плат средствами модуля CircuitWorks

При работе над проектом, включающим как электрическую, так и механическую составляющие, одной из основных трудностей является воспроизведение в среде трехмерной САПР полноценных 3D моделей печатных плат со всеми входящими элементами (рис.1.1).

Наличие таких моделей позволяет имитировать процесс сборки изделия на стадии проектирования и гарантировать отсутствие интерференции (взаимопересечения) компонентов печатной платы и корпуса устройства при монтаже готового устройства. Геометрическое моделирование такой платы средствами любой трехмерной САПР довольно трудоёмко, а с учетом того, что схемотехническое проектирование уже проведено, по сути, является двойной работой.

Рис. 1.1. Сборочная модель печатной платы

Для решения этой задачи в SolidWorks входит модуль CircuitWorks (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Окно CircuitWorks

Данное приложение формирует трехмерные модели печатных плат на основании данных, полученных из электротехнических САПР (ECAD), таких как MentorGraphics, OrCAD, P-CAD, AltiumDesigner и др.

В качестве источника данных для CircuitWorks применяется IDF файл, файл обмена информацией между схемотехническими и механическими САПР или же файл формата XML. В результате трансляции данного файла в SolidWorks создается трехмерная сборка, состоящая из печатной платы и элементов. Если элементная база печатной платы имеется в библиотеке электронных компонентов CircuitWorks (рис. 1.3), то приложение будет использовать библиотечные детали (рис. 1.4) и размещать их на печатной плате в соответствии с заданными в IDFфайле координатами. При отсутствии компонента в базе данных CircuitWorks предварительно, в автоматическом режиме создаст его габаритную модель (прямоугольный параллелепипед), а затем расположит его на печатной плате. Такой подход позволяет повысить скорость формирования сборочной модели печатной платы, причем генерация элемента происходит только один раз при внесении его в библиотеку. CircuitWorks предоставляет возможность предварительного добавления компонентов в библиотеку вручную, их удаления, модификации существующих компонентов, например, для придания реалистичного отображения или же изменения электрических свойств.

Рис. 1.3. Окно библиотеки компонентов CircuitWorks

CircuitWorks позволяет решить и обратную задачу – сохранить сборку печатной платы SolidWorks в формате IDF и передать её в схемотехническую САПР. Можно создать твердотельную модель печатной платы и ее компонентов на основе эскиза в SolidWorks, а затем сохранить с информацией об электрических свойствах и характеристиках (рис.1.5). Эту возможность удобно использовать в тех случаях, когда габариты печатной платы зависят от формы и размеров корпуса прибора или отсека оборудования, в котором эта печатная плата будет эксплуатироваться. При необходимости можно изменить в сборке SolidWorks размещение элементов печатной платы, полученной в IDF формате и созданной модулем CircuitWorks, а затем сохранить в файл IDF измененные координаты элементов для последующей трассировки полученного результата в схемотехнической САПР.

Рис. 1.4. Библиотечный элемент с группой контактов

Гибкие средства фильтрации CircuitWorks (рис. 1.6) в совокупности с инструментом предварительного просмотра позволяют исключить данные, содержащиеся в файле ECAD, которые не должны быть переданы в модель SolidWorks. Например, все отверстия заданного размера или все электронные компоненты определенного типа могут быть исключены и не будут формироваться в модели.

Рис. 1.5. Монтаж печатной платы

Рис. 1.6. Фильтрация элементов в CircuitWorks

Источник