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三次元CADの評価とプリント基板設計CADへの応用
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ODB++形式でのCAD利用
多少はODB++形式のファイルに関して説明されたものが出てきました。
以前にも少しふれたのですが今回はガーバーエディターをまじえての話にします。

PCADではODB++形式でのEXPORTが可能なのでサンプル基板のデータを出力。
それをCAM350にて同形式でIMPORTしてみました。
(事前にCAM350での自己イン/アウトも試していましたが問題なし)

他の形式とは違って複数のフォルダー形式になりますが
CAM350では基板設計CADではないかと思うぐらいすべての情報が伝わっています。
ガーバー化には基板設計CADの知識が必要ではありますが修正には使えそうです。

色々な基板設計CADがこのODB++形式をイン/アウト機能として
扱ってくれればいいのにと思ってしまいますが、メーカーとしてはこれでは客が流れて
シェアーが変わってしまうのが怖そうです。

CAM350でのODB++での出力では指定したフォルダ内にあった他のファイルを消去
してしまうので事前に出力フォルダを作成しチェックしておく必要があります。
(複数のフォルダーがあるのでそうしているのでしょう。PCADでは大丈夫でした。)

基板設計CAD側の高さ情報も含まれているようですが3DCADレベルのデータかどうかは不明です。
ODB++ Viewer」というものもあるようですがこちらはまだ試していません。

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CUT-OUT
PCADではカットアウトというアイコンはあってもこれまで全然使ったことがありませんでした。
しかし、IDF形式での出力ではBOARDレイヤでのカットアウトは重要で
角穴の場合は簡単に処理できます。
その前にBOARDレイヤでラインで角穴を作図してみましたが、IDFではBOARD内BOARDと解釈されて
しまうのか内側にあるものだけが基板外形と解釈されてしまいました。

つまり
PCAD2002でのCUT-OUT>IDF>CIRCUITWORKS>SOLIDWORKS
という連携で角穴が指定可能です。デフォルトでは角穴はノンスルーホールになるので
後処理でスルーホールの断面の色を変更します。

PCAD2006ではBOARDには専用のCUT-OUTがありそれ以前のファイルがそれに変換されることは
ありません。(ポリゴン扱い)
IDF出力時はエラーも多く、書き直す必要がありそうです。
サーキットワークスでの半田面部品のエラー
CIRCUITWORKSでIDF形式のファイル読み込みも実働し始めたのですが
半田面に実装した部品の一部で位置が少しずれた抵抗アレーを発見。

SOLIDWORKSでのIDF読み込みではCIRCUITWORKS liteが起動してオプションで
底面の配置のチェックを外すなどでシルク形状の配置情報ではエラー回避できます。
しかし、直接CIRCUITWORKSでの読み込みではそのようなオプションはなく
半田面を見ると表示上は正常です。
でも実際に搭載部品で生成すると向きが違って実装されるものがあり。

調べてみると半田面でオリジナルの方向から回転したものに起きています。
抵抗アレー以外ではSOPのICも1ピンを基準にしていたのでチェック用にテスト基板を
作成してみるとその症状を再現。
こういう症状の場合はSOLIDWORKSで後から個別に回転と移動で対応しなければいけないのかと落胆。
また、センター割り振りの部品では問題がないので、これを回避するために部品をセンター割り振りで
全部を再作成しようかとも考えてしまいました。

そこで一旦CIRCUITWORKS側でIDF4形式でセーブし、それを再読み込みして生成すると問題がないことを
発見しました。
PCADから作成したファイルは拡張子がIDFそのものではなく*.brdや*.pro
(他に*.libというファイルがある場合もあり)というファイルを複合で管理する形式です。
それはCIRCUITWORKS側ではIDF2/3形式という名前のようです。

それに比べてIDF4形式では*.idfという一つのファイルで管理できるようです。
結局、CIRCUITWORKS側かSOLIDWORKS側でのエラーかははっきりしませんでしたが
これで回避できてほっとしています。
抵抗アレーの部品自体はこの間に同じ原点にてより現物に近い形に作り直しました。

CW_IDF4

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PCADライブラリー
余り意識したことがなかったPCADでの部品名ですが
パターン名と部品名が同じでないとIDF形式での出力では後処理が大変で問題となります。
TANGO時代からの変換や追加作成してきましたがPCAD自体は上書きしなければ
LIBファイル内では各バージョンでの個別部品が混在しているようです。

今回のIDF形式でのファイル出力で手持ちのライブラリにて1割程度はパターン名と部品名が違っていることが
あるようなので同じ名前に統一し始めています。
CIRCUITWORKSではPCADの部品名でハイフンは大丈夫ですがスラッシュ/は駄目なので
3D化の工程でエラーとなります。
こういった部品名はそんなに多くはないでしょうが他の基板設計CADでも部品作成登録時は
注意して命名またはリネームする必要があります。

SOLIDWORKS側ではそれに対応した名前で作成するので当然スラッシュ/はWINDOWS側で
拒否されるので登録不可です。
SOLIDWORKでの表示
PCADでの実験基板からCircuitworks経由での部品登録とSOLIDWORKマウントデータとの調整も
最終版となりました。
うちでは実用化するにはD-SUBコネクタとDDKコネクタの作成が必要ではありますが
それ以外はSOLIDWORKでの部品作成は大体終わりました。

SPLXX_3D_V2.png

こちらにPDFでの生データもアップしてあります。

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PCADのIDF形式
PCAD2002でのIDFで何故かSOT-23などの小さいチップ部品の情報が
*.PROファイルの方にないことが多発。PCAD2006でもそれは同様。

調べていて気がついたのですがどうやらPCADでのIDF出力はシルクレイヤの
ラインを基準に生成しているようです。
小さい部品ではラインではなくてポリゴンを使用していたのですが
それがエラーの原因でした。

他の一部の部品ではアッセンブルレイヤも併用していましたがシルクレイヤに
何らかの情報があるのでOKのようでした。
このような部品でもシルクレイアからライン(円弧を含む)を削除した瞬間に*.PROファイル
側には素性を記述しなくなるので設計時には注意が必要です。

部品のプロパティのアトリビュートに「ComponentHeight」を設定するとIDFに反映されますが
平面上の部品サイズを指定できる箇所はなさそうで、こういった記述での回避は
できそうにありません。
PCADのIDFインポート
P-CAD2002とP-CAD2006とで同じPCBファイル(P-CAD2002で作成)をIDFで
エクスポートし、それをそれぞれのCADでインポートして比較しました。

エラーメッセージなどからIDFインポートのソフトウェアは
P-CAD2002は内部ではP-CAD2001ベース
P-CAD2006は内部ではP-CAD2004ベースのようです。

後者はその工程でやや辛いようで入力時に読み込まないパーツがあるようです。
P-CAD2006からエクスポートしたIDFファイルもP-CAD2002では正常に読み込めることから
そう確信しました。

PCADでは*brd、*.proファイルの2種類が生成され
前者はドリル情報と部品の座標、後者は部品の情報のようですが
すべての情報が記述されている風にも思えないので
インポート時はPCADのライブラリ内の部品名を流用し部品配置しているかもしれません。

Autium Designer Winter09で出力したものはP-CAD2002とP-CAD2006のどちらでも
入力エラーでした。

IDFファイルもDXF形式のように方言や記述の濃度さがあるようです。
CIRCUITWORKS
これは電気系CADと機械系CADとの連携するもので基板設計CADから出力(Export)した
IDFファイルをImportし、SolidWorksでアセンブリモデルを自動作成するソフトウェア
だそうです。
以前は別売りのアドインだったようですが
SolidWorks 2009 Premiumには標準装備されているようです。

PCAD2002-2006ではIDFファイルExportが可能なので連携して使えそうです。
(こちらの下にP-CAD対応のことが書かれています。)

これとは別にPCAD2002/IDFファイルを「Altium Designer Winter 09」に
Importすると上手くいきません。

PCAD2002/2006同士では同ファイル形式で部品としては
ほぼ問題なくやり取りできるので残念です。

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PCB_LIB
PCAD2006で追加または修正した*.LIB内の個別部品は
旧PCAD2002では部品名は表示されますが部品配置はできませんでした。

ただ修正や新規追加した部品以外は問題なく右のPATTERN表示窓に表示され
配置も可能なので*.LIB内でも新旧は個別管理されているようです。

いずれにしてもPCAD2006では旧LIBファイルをコピーして
別途管理した方が安心です。
それ以外には毎回旧PCAD2002で部品を作成しそのファイルをコピーして
利用することも可能ですが、新規部品の作成数が多いと管理ミスが発生しそうです。

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PCB.INI設定
PCAD2006内の各プログラムで、PCB機能しかうちでは使用していません。
そういう訳で実作業に入る為の残りの設定はPCB.INIぐらいです。
画面表示と印刷色設定はPCAD2002の時とさほど差は無いようなので
テキストエディタでレイヤを確認しながらコピーしました。

その他の設定は以前に丸ごとファイルコピーして動作しなかったことがあるので
丁寧な手法が必要です。
PC2台でPCAD2002とPCAD2006をそれぞれ稼動して両方の画面を見ながらPCAD2002の
設定を継承するようにラジオボタンを設定して完了しました。

メニュー依存するショートカット割振するMACROファイルなどは実際に設計作業に
入ってから修正していきますが、微調整する部分はさほど多くはなさそうです。

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PCAD2006新機能の総合評価
PCAD2004からではなくPCAD2002からの2段飛びのアップグレードですが
それでも激しく変わったという感じはしませんでした。
PCAD2004からだと余計にそう感じることでしょう。

実際に一から設計しないとわからない細かい改修部分があるのかもしれませんが
使いやすくなった部分はありますが費用対効果という意味では微妙です。
しかし、PCAD自体はバクも少なく地道にバージョンアップしてきたので
開発が終わり、これが事実上の最後のバージョンというのは残念です。

差動ペアに続いて等長配線支援に関して、もっと充実して欲しかったのが心残りです。

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PCAD2006の新機能8
8.Enhanced P-CAD 2006 Bonus Technologies
新機能の最後の項目となります。

□「Situs topological autorouter」では
 Situsというオートルータ対応になったようです。

□「CAMtastic」の中では
 ODB++ export機能が追加されているのが今までとは大きな違いです。

□「Mixed-signal circuit simulation」では
 Spice 3f5 model対応ということなのでしょう。

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PCAD2006の新機能7
7.Enhanced copper pour capabilities

Options » Configure» Manufacturingに
Copper Pour Backoff From Coutout Option
が追加されています。
新しいアルゴリズムを採用し、過去の手法も選択可能ということなのでしょう。
手持ちの試しの基板では差が確認できませんでした。

PCAD2006_N7

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PCAD2006の新機能5
5.New Board Outline
基板の外形線や基板内で切り抜く部分をBOARDレイヤに作図する機能が追加されました。
カレントレイヤに関係なくBOARDレイヤに作図されます。

連続線で書かれていますが図形として管理しているようなので確定した外形は
一部のラインの選択はできず、全体をブロック選択しないと移動などはできないようです。
また基板外形はコピーはできないようです。
(カットアウトはコピー可能)

基板外形をDXFインポートしていたりOUTLINEなど別のレイヤで処理している場合は
この機能はあまり有用ではありません。

PCAD2006_N5

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プロフィール

SOPHIL

Author:SOPHIL
神奈川県でプリント基板のパターン設計業務をしています。
使用CADはP-CAD2002/2006、三次元CAD/SOLIDWORKSで実装部品を立体化
3DCAD、CG、グラフィックソフトを利用し
パターン設計ソフトの更なる使い勝手の改善にトライ。

メール

質問や仕事などのメール送付は下記アドレスまで お願い致します。

sophil@mug.biglobe.ne.jp

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