Synchronisieren eines Kabelbaum-Designprojekts

Viele elektronische Geräte bestehen aus einer Baugruppe mit mehreren Leiterplatten, die durchdacht geformt und in einem mechanischen Gehäuse angeordnet sind, um ein ansprechendes und nützliches Produkt zu schaffen. Die Elektronikdesignsoftware (ECAD) von Altium unterstützt dies: Mehrere Leiterplatten können zu einer Leiterplattenbaugruppe zusammengeführt werden, die als Multi-Board Assembly bezeichnet wird. Diese Baugruppe kann auch das Gehäuse, weitere mechanische Elemente des Produkts und den Kabelbaum umfassen, der die Leiterplatten im Gehäuse miteinander verbindet.

MCAD CoDesigner unterstützt die Synchronisierung von Kabelbaumprojekten zwischen Altium Designer und SOLIDWORKS sowie zwischen Altium Designer und PTC Creo. Diese Seite beschreibt die Unterstützung für die Synchronisierung von Kabelbaumprojekten. Weitere Informationen zur Synchronisierung von Multi-Board-Baugruppen finden Sie auf der Seite Synchronisieren einer Multi-Board-Baugruppe.

• CoDesigner überträgt die folgenden Informationen zum Kabelbaum von ECAD an MCAD:

  • Steckverbinder,

  • Spleißstellen,

  • Verbindungen („Von-Nach“-Daten) und

  • Kabelbaumtopologie (Verbindungspunkte mit den Gruppen von Drähten und Kabeln, die durch diese Punkte verlaufen).

• CoDesigner überträgt die Ergebnisse der 3D-Kabelbaumverlegung von MCAD zurück in die ECAD-Kabelbaum-Layoutzeichnung, darunter:

  • Die physische Länge von Drähten, Kabeln und Kabelbaumsegmenten.

  • Das 3D-Modell des Kabelbaums kann bei der Synchronisierung einer Multi-Board-Baugruppe ebenfalls zusammen mit den mechanischen Gehäuseteilen an ECAD übertragen werden.

Kabelbaumfunktionen von MCAD CoDesigner

Die Kabelbaumunterstützung von MCAD CoDesigner integriert die ECAD- und MCAD-Modelle des Kabelbaums. Das übergeordnete Ziel besteht darin, das Design von harness geometry in MCAD zu ermöglichen und anschließend die physischen Parameter (Längen) der Kabelbaumelemente zurück an ECAD zu übertragen.

Der ursprüngliche Kabelbaumschaltplan bzw. Verdrahtungsplan wird in ECAD als Kabelbaum-Verdrahtungsplan (*.WirDoc) erfasst. Die logischen Verbindungen werden anschließend in eine Kabelbaum-Layoutzeichnung (*.LdrDoc) übertragen, in der die Details der physischen Umsetzung des Kabelbaums definiert werden, beispielsweise Draht- und Kabeldetails, Crimpkontakte, Steckverbinder usw.

Der ECAD-Editor für Kabelbaum-Layoutzeichnungen unterstützt keine Definition der dreidimensionalen Geometrie des Kabelbaums. Dies erfolgt in MCAD, wobei Altium MCAD CoDesigner das Kabelbaumdesign mit Ihrem bevorzugten MCAD-Editor synchronisiert. Sobald die genauen dreidimensionalen Eigenschaften des Kabelbaums in MCAD ausgearbeitet wurden, kann Altium MCAD CoDesigner diese Details zurück an ECAD übertragen. Damit können Sie die Designdokumentation einschließlich Montagezeichnungen und Stückliste fertigstellen.

Dieser Abschnitt, MCAD CoDesigner Harness Capabilities, beschreibt, wie die Verbindungsdetails und die physischen Elemente des Kabelbaums zwischen ECAD und MCAD übertragen werden. Anschließend erläutert der Abschnitt Kabelbaum-Workflow mit MCAD CoDesigner den Ablauf der wechselseitigen Übertragung des Designs zwischen ECAD und MCAD.

Übertragen der Verbindungsinformationen

• CoDesigner überträgt die Verbindungsinformationen (standardmäßige From-To-Informationen) von ECAD an MCAD.

• In MCAD sollten alle Drähte und Kabel sowohl einen „Von“- als auch einen „Nach“-Steckverbinder haben. Das ECAD-Element „NoConnect“ wird in MCAD als Dummy-Steckverbinder behandelt und als Bauteil ohne Körper mit einem physischen Pin erstellt.

• In PTC Creo erstellt CoDesigner für jeden Draht bzw. jedes Kabel anhand der Verbindungsinformationen die entsprechenden Spool-Elemente. Beachten Sie, dass diese Spools nicht wiederverwendet werden. Dies soll in einem zukünftigen Update implementiert werden.

• In SOLIDWORKS erstellt CoDesigner für jeden Draht bzw. jedes Kabel anhand der Verbindungsinformationen die entsprechenden Elemente (Datensätze) in der Routing-Bibliothek. Diese Elemente werden nicht wiederverwendet. Dies soll in einem zukünftigen Update implementiert werden.

Draht-/Kabeleigenschaften

Beim Push aus ECAD

CoDesigner verwendet die folgenden ECAD-Parameter, um die entsprechenden Draht-/Kabeleigenschaften in MCAD zu konfigurieren:

• Thickness / THICKNESS
  Definiert die Dicke des Drahts/Kabels. In ECAD können die Einheiten zusammen mit dem Wert angegeben oder über den Parameter Units definiert werden. Wenn die Dicke in ECAD nicht festgelegt ist, setzt MCAD CoDesigner THICKNESS für Drähte auf 1 mm und für Kabel auf 3 mm.

• Min. Bending Radius / MIN_BEND_RADIUS
  Definiert den minimalen Biegeradius des Drahts/Kabels. In ECAD können die Einheiten zusammen mit dem Wert angegeben oder über den Parameter Units definiert werden. Wenn der minimale Biegeradius in ECAD nicht festgelegt ist, setzt MCAD CoDesigner MIN_BEND_RADIUS für Drähte auf 1 mm und für Kabel auf 3 mm.

• Units / UNITS
  Die Einheiten, in denen die Werte für Thickness und Min. Bend Radius angegeben werden. Wenn der Parameter Units in ECAD nicht definiert ist und bei der Dicke keine Einheiten angegeben sind, nimmt CoDesigner an, dass die Werte in mm angegeben sind.

• Color / COLOR
  Wenn die Farbe in ECAD nicht festgelegt ist, wird die standardmäßige MCAD-Farbe verwendet.

• Mass Per Unit Length
  Definiert die Masse pro Längeneinheit bzw. die lineare Dichte des Drahts/Kabels. In ECAD können die Einheiten zusammen mit dem Wert angegeben werden, wobei die Gewichts- und Längeneinheiten durch / getrennt werden. Alternativ können sie über den Parameter Mass Units definiert werden. Die Art der Einheitenangabe hängt vom Ziel-MCAD-System ab:

  • Creo: Geben Sie die Einheiten als Masseneinheiten an (z. B. g).

  • SOLIDWORKS: Geben Sie die Einheiten als Masse-/Längeneinheiten an (z. B. g/mm).

• Mass Units / MASS_UNITS
  Die Einheiten, in denen die Masse angegeben wird. Der Parameter für die Masseneinheiten wird immer als Masse angegeben (nicht als Masse/Länge). 

Beim Abrufen in MCAD

Creo

• DENSITY
  Auf den numerischen ECAD-Wert für die Masse pro Längeneinheit (ohne Einheiten) setzen.

• MASS_UNITS
  Auf die Einheiten setzen, die entweder dem Wert oder dem Parameter Mass Units entnommen werden (Masseneinheiten haben Vorrang).

• Prüfen, ob die Längeneinheiten in der Liste der von Creo unterstützten Einheiten enthalten sind (MM, CM, M, INCH, FOOT). Andernfalls eine Warnung ausgeben.

• Prüfen, ob die Masseneinheiten in der Liste der von Creo unterstützten Einheiten enthalten sind (GRAM, KILOGRAM, TON, TONNE, OUNCE, POUND). Andernfalls eine Warnung ausgeben.

• CoDesigner weist die oben aufgeführten Eigenschaften zu und überträgt außerdem alle anderen in ECAD definierten Eigenschaften.

SOLIDWORKS

• Wert und Einheiten anhand der SOLIDWORKS Einstellungen festlegen.

• Die Masseneinheiten sollten aus folgenden Quellen übernommen werden:

  • Aus dem in Mass Per Unit Length enthaltenen Wert (sofern Einheiten vorhanden sind),

  • oder, wenn Mass Per Unit Length keine Einheiten enthält, aus einer Kombination der Parameter Mass Units und Units. Wenn in diesem Fall kein Parameter für die Länge Units vorhanden ist, die Eigenschaft Mass Per Unit Length nicht zuweisen und eine Warnung ausgeben.

• Prüfen, ob die Längeneinheiten in der Liste der von SOLIDWORKS unterstützten Einheiten enthalten sind (mm, cm, m, in). Andernfalls eine Warnung ausgeben.

• Prüfen, ob die Masseneinheiten in der Liste der von SOLIDWORKS unterstützten Einheiten enthalten sind (mg/mm, g/cm, kg/m, lb/in). Andernfalls eine Warnung ausgeben.

Steckverbinder

• Da es derzeit nicht möglich ist, die physischen Pins in ECAD zu definieren, sollten diese Pins in MCAD durch Ändern der von CoDesigner erstellten Standard-Pins festgelegt werden (siehe unten). Darüber hinaus können Sie in PTC Creo die Modelle vorab mit Pins versehen und sie über die native ECAD-MCAD-Bauteilverknüpfung verwenden.

• Wenn die native ECAD-MCAD-Bauteilverknüpfung nicht verwendet wird:

  • Wenn in der ECAD-Bibliothek Modelle für Steckverbinder gespeichert sind, werden diese nach MCAD übertragen. Andernfalls erstellt CoDesigner leere Platzhaltermodelle in MCAD.

  • In SOLIDWORKS werden diese Modelle in der Routing-Bibliothek registriert.

  • Für neu übertragene Steckverbinder (Steckverbinder, die weder im Kabelbaum-Projektordner noch im gemeinsamen MCAD-Bauteilordner gefunden wurden) erstellt CoDesigner physische Platzhalter-Pins in MCAD:

    • In PTC Creo: den vollständigen Satz von Pins (wire entry ports) entsprechend der Pinbelegung in ECAD sowie einen zusätzlichen cable entry port.
    • In SOLIDWORKS: einen connection point pro Steckverbinder.

  • Der Mechanikentwickler kann diese Platzhalter-Pins in den Modellen neu ausrichten (und auch die Modelle selbst erstellen, falls leere Platzhaltermodelle verwendet wurden).

  • In SOLIDWORKS werden die Modelle wiederverwendet, wenn sie im gemeinsamen Bauteilordner gespeichert sind. In PTC Creo werden sie immer wiederverwendet.

  • Ab MCAD CoDesigner 3.10 unterstützt CoDesigner die Verwendung nicht numerischer Kennungen für Steckverbinder-Pins.

• In MCAD weist CoDesigner den Steckverbindern die Referenzbezeichner entsprechend der Zuweisung in ECAD zu.

Spleiße

In ECAD gibt es keine physische Definition eines Spleißes. CoDesigner erstellt Spleiße in MCAD als Kabelbaumkomponenten ohne Körper mit einer Standardausrichtung der Pins/Drähte. Beachten Sie, dass alle Drähte in eine Richtung ausgerichtet sind und der Standardabstand zwischen den Drähten 0,1 Zoll (2,54 mm) beträgt.

• PTC Creo: Spleiße werden durch Teile dargestellt, deren Eintrittsanschlüsse entsprechend den dort angeschlossenen Drähten erstellt werden. Der Mechanikentwickler muss die Ausrichtung der Eintrittsanschlüsse in den Spleißen an das 3D-Layout des Kabelbaums anpassen.

• SOLIDWORKS: Spleiße werden durch Teile dargestellt, deren Verbindungspunkte entsprechend den dort angeschlossenen Drähten erstellt werden. Der Mechanikentwickler muss die Ausrichtung der Verbindungspunkte in den Spleißen an das 3D-Layout des Kabelbaums anpassen.

• In MCAD weist CoDesigner den Spleißen die Referenzbezeichner entsprechend der Zuweisung in ECAD zu.

Verdrillungen

CoDesigner 3.7 (und höher) synchronisiert verdrillte Paare mit MCAD als Kabel und berechnet die physische Länge der Drähte unter Berücksichtigung der Eigenschaften Twists per Unit Length und Thickness, die im ECAD-Objekt Twist definiert sind.

Twists per Unit Length und Thickness sind als Parameter des ECAD-Kabelbaumobjekts Twist definiert.

Die unverdrillte Länge jedes Drahtes wird wie folgt berechnet:

Wire Length (untwisted) = Turn Length x Number of Turns

Dabei gilt:

• Number of Turns = Twists per Unit Length * Cable Length

  • Twists per Unit Length = number of twists per unit length of cable, defined as a parameter of the ECAD Twist object

   

• Turn Length = sqrt((Twist Pitch)^2 + (pi*Thickness)^2)

  • Twist Pitch = 1 / Twists per Unit Length

  • Thickness = outer diameter of the twisted pair, defined as a parameter of the ECAD Twist object

   

ECAD-Verbindungspunkte und Kabelbaumtopologie

In PTC Creo

• CoDesigner erstellt Datum Point-Elemente, die den Verbindungspunkten in ECAD entsprechen (mit Ausnahme der ECAD-Verbindungspunkte für Steckverbinder).

• CoDesigner führt anschließend die erste physische Verlegung der Drähte/Kabel durch und verwendet dabei diese Punkte als Positionspunkte.

• Der Mechanikentwickler kann diese Punkte an beliebigen Stellen in der Produktbaugruppe platzieren und neue Positionspunkte für die Führung der Drähte/Kabel erstellen.

• Es wird empfohlen, die aus ECAD übertragenen Verbindungspunkte nicht zu löschen, da sie die Kabelbaumtopologie definieren. Wird ein solcher Punkt gelöscht, versucht CoDesigner, ihn bei der nächsten Synchronisierung wiederherzustellen (an der Standardposition im Raum). Unter bestimmten Umständen kann dies jedoch zu Fehlern führen.

• Der Maschinenbauingenieur kann die physischen Drähte/Kabel löschen und anschließend neu erstellen oder ein Netzwerk erstellen und die physischen Drähte/Kabel daran entlangführen. Das Netzwerk und die Drähte/Kabel müssen jedoch weiterhin durch die aus ECAD übertragenen Verbindungspunkte verlaufen, damit die in ECAD festgelegte Kabelbaumtopologie erhalten bleibt.

In SOLIDWORKS

• Für jeden ECAD-Verbindungspunkt (mit Ausnahme des ECAD-Verbindungspunkts jedes Steckverbinders) erstellt CoDesigner eine 1 mm lange Linie innerhalb der 3D-Leitungsführungsskizze.

• Es wird davon abgeraten, die aus ECAD übertragenen Verbindungspunkte zu löschen, da sie die Kabelbaumtopologie definieren. Wird ein solcher Punkt gelöscht, versucht CoDesigner, ihn bei der nächsten Synchronisierung wiederherzustellen. Dies kann jedoch unter bestimmten Umständen zu Fehlern führen.

Physische Leitungsführung

In SOLIDWORKS

• Direkt nach dem Empfang des ursprünglichen Kabelbaumentwurfs aus ECAD empfiehlt es sich, die von CoDesigner erstellte 3D-Leitungsführungsskizze zu prüfen und die Positionen der Verbindungspunkte zu ermitteln. Vergleichen Sie dazu die Skizze mit der in der ECAD-Layoutzeichnung festgelegten 2D-Kabelbaumtopologie. Ein klares Verständnis der Topologie in der 3D-Skizze hilft Ihnen, die 3D-Leitungsführung korrekt aufzubauen.

• In manchen Fällen sind die Übergänge zwischen den Segmenten in der von CoDesigner erstellten 3D-Leitungsführungsskizze nicht glatt (die Tangentialität lässt sich nicht korrekt einstellen). Außerdem kann SOLIDWORKS gelegentlich einige der physischen Drähte nicht durch die von CoDesigner erstellte 3D-Leitungsführungsskizze führen. Wenn beispielsweise mehrere Wege zwischen zwei Steckverbindern in der Skizze vorhanden sind, führt SOLIDWORKS die physischen Drähte/Kabel über den kürzesten Weg. Diese Probleme lassen sich vom Benutzer leicht beheben. Dabei ist die Bedeutung der aus ECAD übertragenen Verbindungspunkte zu beachten.

MCAD CoDesigner-Workflow für Kabelbäume

In ECAD wird der Kabelbaum als Kabelbaumprojekt entworfen. Dabei kann es sich um ein eigenständiges Kabelbaumprojekt handeln. Alternativ kann das Kabelbaumprojekt zusammen mit verknüpften Leiterplattenprojekten als untergeordnetes Projekt eines Multi-Board-Baugruppenprojekts erstellt werden.

ECAD – Kabelbaum-Verdrahtungsplan erstellen

Der ECAD-Kabelbaum wird als Kabelbaumentwurfsprojekt (*.PrjHar) erstellt. Die logische Darstellung des Kabelbaums wird in einem Kabelbaum-Verdrahtungsplan (*.WirDoc) erfasst. Wenn der Kabelbaum einem Multi-Board-Baugruppenprojekt untergeordnet ist, können die Bauteile und Verbindungen des Kabelbaums aus dem übergeordneten Multi-Board-Schaltplan importiert werden, sofern für jedes Harness Entry in diesem Schaltplan ein geeignetes Workspace-Part definiert und Mated Parts/Pins konfiguriert ist.

ECAD – In die Kabelbaum-Layoutzeichnung übertragen

Die physische Struktur des ECAD-Kabelbaums wird in einer Kabelbaum-Layoutzeichnung (*.LdrDoc) definiert. Die Kabelbaum-Layoutzeichnung enthält die Topologie des Kabelbaums, und die MCAD-Integration (CoDesigner-Push/Pull) erfolgt über die Layoutzeichnung. Sobald die Steckverbinder in der Kabelbaum-Layoutzeichnung vorhanden sind, kann der ECAD-Ingenieur einen Push nach MCAD durchführen. Der MCAD-Ingenieur kann anschließend die 3D-Kabelführung in MCAD erstellen.

MCAD – Gerätebaugruppe erstellen

Wenn der Kabelbaum als Teil der MCAD-Gerätebaugruppe entworfen wird, sind in MCAD einige Schritte erforderlich, um die ECAD- und MCAD-Baugruppen miteinander zu verknüpfen.

• Öffnen Sie die MCAD-Gerätebaugruppe oder erstellen Sie eine neue.

• Wenn in ECAD ein entsprechendes Multi-Board-Baugruppenprojekt vorhanden ist, klicken Sie im Panel Altium CoDesigner auf die Schaltfläche Link Multiboard und wählen Sie das per Push übertragene ECAD-Multi-Board-Baugruppenprojekt aus. Dadurch werden die ECAD- und MCAD-Baugruppen miteinander verknüpft. Wenn Ihre MCAD-Baugruppe bereits eine Leiterplatte enthält, ist die Schaltfläche Link Multiboard im Panel nicht verfügbar. Verwenden Sie stattdessen den Befehl Link Multiboard im Dropdown-Menü oben im Panel Altium CoDesigner ().

• In einer verknüpften Baugruppe erkennt CoDesigner automatisch jede Leiterplatte. Andere mechanische Teile können ebenfalls von MCAD nach ECAD übertragen werden, indem sie als zum Gerätegehäuse gehörig gekennzeichnet werden. Wenn Ihre Baugruppe beispielsweise bereits das Produktgehäuse enthält, wählen Sie dieses Teil bzw. diese Baugruppe im MCAD-Modellbaum aus und klicken Sie anschließend im Menüband Altium CoDesigner auf die Schaltfläche Enclosure. Es können beliebig viele MCAD-Teile oder Unterbaugruppen als Bestandteil des Gehäuses einbezogen werden, einschließlich der Kabelbaumbaugruppe und der Kabelbaum-Befestigungsclips.

• Fügen Sie die MCAD-Baugruppe für jede Leiterplatte in die MCAD-Gerätebaugruppe ein.

Die MCAD-Gerätebaugruppe ist nun bereit für das Hinzufügen des Kabelbaums.

MCAD – Kabelbaumsynchronisierung

Dieser Abschnitt beschreibt die MCAD-spezifischen Schritte zur Synchronisierung des Kabelbaumentwurfs.

MCAD – Den Kabelbaum und die Multi-Board-Baugruppe an ECAD übertragen

• Öffnen Sie das Panel Altium CoDesigner. Wenn Sie im Kontext der Gerätebaugruppe arbeiten, werden im Dropdown-Menü oben im Panel alle Projekte aufgeführt, die CoDesigner erkennt. Wählen Sie den Kabelbaum aus der Liste aus, um ihn zum aktiven Projekt zu machen. Sie können den Kabelbaum auch synchronisieren, wenn die Baugruppe separat geöffnet wurde.

• Klicken Sie auf Push, geben Sie einen geeigneten Comment an und klicken Sie auf Send, um die Kabelbaumdefinition per Push an den Workspace zu übertragen.

• Im letzten Schritt übertragen Sie die gesamte Gerätebaugruppe per Push an ECAD. Wählen Sie im Panel Altium CoDesigner die Gerätebaugruppe im Dropdown-Menü für das aktive Projekt aus.

• Um alle mechanischen Teile in das Gehäuse aufzunehmen, wählen Sie im Modellbaum per Mehrfachauswahl das Gehäuse, den Kabelbaum und alle Clips aus. Die Leiterplatten müssen Sie nicht einbeziehen.

• Klicken Sie im Menüband Altium CoDesigner auf die Schaltfläche Enclosure ().

• Ein Bestätigungsdialog zeigt an, dass der Vorgang erfolgreich war, und alle mechanischen Elemente werden im Panel aufgeführt. Falls der Vorgang nicht erfolgreich ist, liegt dies höchstwahrscheinlich daran, dass die Gerätebaugruppe nicht als aktives Projekt festgelegt wurde.

ECAD – Kabelbaum und Multi-Board-Baugruppe per Pull nach ECAD übertragen

• Jede Kabelbaumbaugruppe muss mit ihrem ECAD-Kabelbaumprojekt synchronisiert werden.

• Wenn Sie die MCAD-Gerätebaugruppe mit der ECAD-Multi-Board-Baugruppe synchronisieren, müssen Sie außerdem jedes Leiterplattenprojekt von MCAD nach ECAD synchronisieren und jede Leiterplatte in der Multi-Board-Baugruppe aktualisieren (sofern diese bereits eingefügt wurden).

• Bei einem Pull in einem ECAD-Kabelbaumprojekt werden die physischen Längen von Adern, Kabeln und Kabelbaumsegmenten in die Kabelbaum-Layoutzeichnung geladen.

• Bei einem Pull in einer ECAD-Multi-Board-Baugruppe werden Positions- und Ausrichtungsänderungen für jede Leiterplatte abgerufen und angewendet, alle zum Gehäuse gehörenden 3D-Modelle (im STEP-Format) geladen und positioniert sowie der Kabelbaum als STEP-Modell geladen und positioniert.

• Öffnen Sie die Multi-Board-Baugruppe in ECAD und rufen Sie anschließend im Panel MCAD CoDesigner die Baugruppe per Pull aus dem Workspace ab.

  Die vollständige Multi-Board-Baugruppe mit Leiterplatten, Kabelbaum und Gehäuse kann zwischen MCAD und ECAD synchronisiert werden.

Kabelbaumänderungen, die von ECAD nach MCAD übertragen werden können

• Die Zusammenstellung der Adern und Kabel.
• Verbindungsinformationen (Von-Nach-Daten).
• Topologie (Verbindungspunkte mit den jeweiligen Adern und Kabeln, die durch diese Punkte verlaufen).

Kabelbaumänderungen, die von MCAD nach ECAD übertragen werden können

• In die Kabelbaum-Layoutzeichnung (*.LdrDoc) – Die physische Länge von Adern, Kabeln und Kabelbaumsegmenten.

• In die Multi-Board-Baugruppe (*.PrjMbd) – Das 3D-Modell des Kabelbaums kann bei der Synchronisierung der Multi-Board-Baugruppe zusammen mit den mechanischen Gehäuseteilen ebenfalls an ECAD gesendet werden.