Понимание синхронизации жгутов — для опытных пользователей

Как MCAD CoDesigner поддерживает проектирование жгутов

Поддержка жгутов в MCAD CoDesigner обеспечивает интеграцию моделей жгута в ECAD и MCAD. Цель состоит в том, чтобы harness geometry проектировался в MCAD, а затем передавался обратно в ECAD в виде физических параметров (длин) элементов жгута.

Общим (и по сути схожим) элементом между средами ECAD и MCAD является то, что принципиальная схема/схема проводки жгута по существу одинакова для обеих сторон обмена моделью жгута. Однако физическая модель различается между ECAD и MCAD. На стороне ECAD точной физической модели жгута нет, тогда как на стороне MCAD физическая модель создается (генерируется) MCAD CoDesigner на основе данных, предоставленных со стороны ECAD (модели разъемов, топология жгута и параметры объектов жгута).

На стороне ECAD источником данных для модели жгута является схема компоновки в проекте жгута. Эта схема плоская и не соответствует реальным пропорциям жгута, но содержит топологию, а также внутреннюю принципиальную схему жгута, которая используется для построения черновой физической модели жгута на стороне MCAD.

Первоначальная поддержка жгутов в MCAD CoDesigner реализована для Creo и Solidworks. Хотя обе реализации можно считать схожими с точки зрения определения схемы проводки, они довольно сильно различаются в части 3D-трассировки кабелей и проводов, а также определения компонентов.

Кратко об их различиях:

1. SOLIDWORKS объединяет каждый кабель\провод на одном и том же маршруте в один общий жгут, а также рекомендует не различать контакты разъемов. Соответственно, MCAD CoDesigner не создает отдельные точки подключения для каждого контакта на каждом компоненте (в соответствии с рекомендациями SOLIDWORKS). С другой стороны, Creo стремится точно моделировать каждый кабель\провод и разъем. Поэтому, когда MCAD CoDesigner загружает проект, он создает точку подключения для каждого контакта Creo.

2. Трассировка в SOLIDWORKS основана на ограниченных 3D-сплайнах (которые по сути являются стандартными объектами SOLIDWORKS, задающими пути трассировки), тогда как Creo использует специальные объекты для проводов и кабелей.

3. В SOLIDWORKS есть отдельные библиотеки кабелей и разъемов, которые создаются/поддерживаются MCAD CoDesigner (и пользователем). Библиотеки определяют доступные провода и разъемы (включая их контакты), которые можно использовать и совместно использовать между проектами. Технически эти библиотеки представляют собой XML-файлы (для проводов) и XML + .sldprt (для разъемов).
   В настоящий момент CoDesigner не поддерживает общие библиотеки MCAD для Creo, вместо этого определяя тип кабеля\провода непосредственно внутри сборки жгута как Spool. В Creo разъемы также являются отдельными моделями, и эти модели можно использовать отдельно без необходимости регистрировать их в какой-либо библиотеке.

4. Помимо части жгута, SOLIDWORKS сохраняет информацию о жгуте в файлах xxx-fromToList.xml и xxx-segmentList.xml. CoDesiger не использует эту информацию напрямую, но SOLIDWORKS требует эти файлы для корректной работы с проектом жгута.

Унифицированная модель проекта жгута

Унифицированная модель, используемая MCAD CoDesigner для обмена жгутом между ECAD и MCAD, по сути отражает модель объекта жгута, созданную в Altium Designer.

Унифицированная модель жгута содержит следующие объекты:

• Провода

• Кабели (содержащие провода)

• Витые пары (в ECAD они рассматриваются как частный случай кабелей)

• Разъемы (терминал, неподключенные точки, сплайс или встроенный сплайс)

• Сегменты жгута (объединяющие кабели и провода на участке их маршрута)

• Точки подключения (это фиксированные точки в компоновке жгута для определения конкретных сегментов маршрута)

Соглашения и допущения при проектировании

1. С точки зрения CoDesigner, кабели считаются стандартными деталями, которые включают несколько проводов. Кабели не объединяют внутри себя другие кабели; для объединения используются сегменты жгута.

2. Минимальный радиус изгиба и толщина — важные физические свойства кабелей и проводов. Они определяют возможную трассировку (и случаи, когда трассировка невозможна) для проводов и кабелей.

3. Компоненты разъемов, используемые для проектирования жгутов, не используются для проектирования печатных плат.

4. Компоненты разъемов должны иметь 3D-модель в своем посадочном месте на стороне ECAD.

5. Физические контакты задаются только в модели разъема в MCAD.

6. Точки подключения, определенные на стороне ECAD, служат способом объединения отдельных проводов/кабелей на их маршруте. Их можно рассматривать как виртуальные «стяжные хомуты» на маршруте набора проводов/кабелей. Такое объединение набора проводов/кабелей может помочь избежать некорректной трассировки, когда провода/кабели мешают друг другу.

7. «Неподключенный» провод должен заканчиваться «неподключенным» терминалом, то есть компонентом. Этот компонент не имеет физического тела, но определяет точное местоположение конца неподключенного провода.

8. Длина кабеля равна длине самого длинного провода внутри него.

9. Суммарная длина сегментов жгута на маршруте кабеля\провода всегда меньше длины этого кабеля\провода. Это связано с тем, что сегменты жгута описывают только объединенные части трассировки кабеля\провода.

10. В SOLIDWORKS (в соответствии с рекомендациями SOLIDWORKS) CoDesigner создает только один контакт как точку входа для разъема. При необходимости пользователь может переопределить разъем, чтобы указать более одной точки подключения с соответствующими контактами.

Ограничения и требования поддержки жгутов

1. CoDesigner не поддерживает изменения схематики или топологии жгута на стороне MCAD.

2. При работе с SOLIDWORKS PDM библиотеки жгутов следует администрировать вручную. XML-файлы жгутов необходимо извлекать перед изменениями и возвращать после внесения изменений. Если планируется обновление разъемов, их также следует извлечь.

3. Сопоставление DMS поддерживается в Creo, а поддержка для SOLIDWORKS была добавлена в выпуске CoDesigner 3.12.

4. В версиях CoDesigner до 3.12 модели разъемов именовались на основе имени посадочного места ECAD. Начиная с CoDesigner 3.12, модели разъемов именуются на основе параметра Naming of component models that are transferred from ECAD to MCAD, настроенного на странице MCAD CoDesigner настроек администратора Workspace.

5. Для SOLIDWORKS на ПК должен быть установлен MS Excel, чтобы работала синхронизация жгутов, а уровень лицензии SOLIDWORKS должен поддерживать SOLIDWORKS routing.

6. Для Creo лицензия на жгуты должна входить в пакет лицензий Creo.

7. CoDesigner не работает с types проводов или кабелей, он создает отдельный type для каждого провода или кабеля, называя его по позиционному обозначению (даже если свойства кабеля\провода полностью совпадают со свойствами других проводов/кабелей).

Работа с библиотеками SOLIDWORKS

• Содержимое библиотеки routing в Solidworks хранится в файлах cable.xml и components.xml вместе со связанными моделями компонентов.

• MCAD CoDesigner всегда использует собственный cable.xml, специфичный для проекта (разный для каждого проекта), и собственный components.xml, который можно совместно использовать между проектами (в том числе совместно с проектами, не относящимися к CoDesigner).

• Components.xml хранится в папке проекта или в общей папке компонентов (если такая папка определена в параметрах MCAD CoDesigner). Модели компонентов, на которые ссылается этот XML, размещаются в той же папке, что и файл Components.xml.

• CoDesigner использует эти библиотечные файлы во время начальных операций pull/push/применения изменений, и это может привести к изменениям в текущих настройках библиотечных файлов в SOLIDWORKS. Поэтому, если требуются библиотеки, не относящиеся специально к CoDesigner (например, если пользователь хочет использовать сборку жгута, не относящуюся к CoDesigner), инженеру MCAD может потребоваться убедиться, что заданы правильные библиотеки по умолчанию.

Особенности моделирования неподключенных проводов

• На схеме проводки ECAD неподключенный провод должен быть соединен с сущностью Not-connected.

• На схеме компоновки ECAD должна быть создана точка подключения, связанная с конкретной сущностью Not-connected схемы проводки, а также сегмент жгута, который проложит неподключенный провод к этой точке.

• На стороне MCAD для каждой точки подключения «not-connected» будет создана отдельная модель разъема. По сути, поведение неподключенного провода на стороне MCAD будет таким же, как и поведение подключенного провода, с той лишь разницей, что «разъем» для неподключенного провода существует только на стороне MCAD.

Как работает начальный Pull в MCAD

В MCAD начальную процедуру pull для жгута можно рассматривать как многоэтапный процесс, состоящий из следующих шагов:

1. Создание сборки жгута (это просто сборка, аналогично сборке PCB).

2. Размещение разъемов (и при необходимости их создание) внутри созданной сборки в позициях, соответствующих диаграмме компоновки ECAD в плоскости X-Y. То есть начало координат разъема должно находиться в той же позиции X-Y, что и диаграмма компоновки, а ось Z разъема должна иметь то же направление, что и ось Z сборки:

   1. Разъемы представляют собой детали MCAD, созданные на основе моделей Parasolid. Эти модели предоставляются ECAD и именуются по имени футпринта, использованного для компонента ECAD (если ECAD может их предоставить).

   2. В качестве альтернативы, вместо использования модели ECAD для создания детали разъема, разъем можно сопоставить с существующей деталью разъема MCAD, используя настройки сопоставления компонентов CoDesigner.

   3. Если деталь разъема еще не существует на стороне MCAD, она автоматически создается из модели ECAD следующим образом:

      1. Для Creo деталь создается из модели Parasolid, предоставленной ECAD (если модель не предоставлена, используется пустая модель). В этой детали каждый контакт разъема моделируется как система координат, расположенная в плоскости X-Z в один ряд (с шагом 0,1 дюйма), ориентированная так же, как ориентирована система координат детали по умолчанию. Дополнительно создается система координат для присоединения входящего кабеля, специально именованная ‘CS0’, расположенная по X посередине ряда контактов, с равными смещениями по координатам X и Z (то есть для более длинных рядов контактов расстояние от ряда контактов до CS0 больше)

      2. Для SOLIDWORKS процедура аналогична, со следующими отличиями:

         1. Контакты разъемов, не являющихся splice, не моделируются как физические точки соединения. Вместо этого создается только одна точка соединения, с которой контакты ассоциируются виртуально (и эта же точка также используется для присоединения кабелей к их разъему). Контакт точки соединения определяется как нормальный к плоскости Front, со смещением 100 mil по X и 100 mil по Y от начала координат. Направление контакта противоположно оси Z.

         2. Созданный разъем (включая информацию о его «виртуальных» контактах) регистрируется в библиотеке SOLIDWORKS (components.xml), чтобы SOLIDWORKS в дальнейшем распознавал эту деталь как компонент. См. формат свойств разъемов SOLIDWORKS. 

   4. Сущности ‘Splice’ и ‘Not-connected’ также моделируются как разъем и регистрируются в библиотеке разъемов (components.xml), но без тела (только с точками соединения). Детали для этих сущностей именуются на основе идентификаторов ECAD. Эти детали предназначены для конкретного проекта и не предполагаются для совместного использования между разными проектами.

      1. И в Creo, и в SOLIDWORKS splice моделируются как разъемы. Каждый контакт моделируется отдельно. Эти контакты ориентированы так же, как контакты разъема, в один ряд вдоль оси Y, с шагом 100 mil между ними.

      2. Линейные splice (или Taps) моделируются аналогично splice, без какого-либо разъема для провода, который обходит splice. У такого провода нет точных точек подключения, но позднее он может быть проложен через расположения splice.

3. После размещения всех разъемов в сборке схема (то есть таблица From-To) импортируется в проект MCAD. Импорт схемы является внутренним процессом MCAD; CoDesigner лишь подготавливает данные для импорта и запускает его. На этом этапе случаи Creo и SOLIDWORKS существенно различаются.

   1. Для Creo:

      1. Деталь жгута создается в сборке жгута с помощью MCAD CoDesigner.

      2. Файл wirelist в нейтральном формате (NWF) подготавливается MCAD CoDesigner и импортируется в жгут (спецификация NWF, NWF).

      3. Создаются логические провода/кабели и катушки на основе импортированных логических данных (логические сущности не имеют геометрии в модели).

   2. Для SOLIDWORKS:

      1. Во временной папке (временная папка Windows) создается подготовленный Excel-файл таблицы From-To, в котором регистрируется связность разъемов (пример формата таблицы Excel).

      2. Подготавливается файл cable.xml (по сути, библиотека), в котором регистрируются кабели проекта (см. формат свойств кабеля).
         Note: в отличие от библиотеки компонентов, библиотека кабелей (cables.xml) должна быть специфичной для проекта, а не общей для нескольких проектов. Этот XML-файл создается в папке проекта.

      3. Выполните команду Import From-To (Start from From-To) с параметрами: таблица Excel From-To, файл Cable.xml и файл Components.xml, чтобы создать деталь жгута. Деталь будет создана с использованием шаблона жгута по умолчанию в созданной выше сборке.

      4. Импортированные компоненты и кабели будут распознаны SOLIDWORKS и логически соединены (без точной трассировки кабелей). Однако это не просто импорт данных схемы в модель MCAD (как в случае с Creo), а создание детали жгута с «каркасом» для дальнейшей геометрии трассировки жгута. В частности, в детали жгута создаются эскиз жгута и точки соединения разъема (специальные линии в эскизе).
         Note: Реализация жгутов в SOLIDWORKS требует, чтобы на ПК был установлен MS Office. Это позволяет SOLIDWORKS импортировать XLS-файлы, которые подготавливает CoDesigner.

4. Далее в проекте создаются точки соединения (в терминах ECAD) с использованием координат из чертежа компоновки.

   1. Для Creo точки соединения создаются как базовые точки.

   2. Для SOLIDWORKS точки соединения создаются как отрезки линий в 3D-эскизе жгута. Длина этих отрезков составляет 40 mil, а центр каждого отрезка лежит на точке соединения. Сам отрезок параллелен оси Y эскиза.

5. Информация о точках соединения и сегментах пучков сохраняется в специальных свойствах сборки модели MCAD. Этими свойствами управляет MCAD CoDesigner, и пользователь не должен редактировать их вручную.

   1. В Creo они сохраняются в свойствах: AltiumMCAD_ConnectionPoints и AltiumMCAD_BundleSegments.

   2. В SOLIDWORKS они сохраняются в свойствах: ConnectionPointsStorage и BundleSegmentsStorage.

6. Последний этап процесса pull жгута на стороне MCAD — это трассировка кабелей и проводов. Стоит отметить, что они не трассируются автоматически на основе таблицы From-To, поскольку также необходимо учитывать точки соединения и точки tap, не упомянутые в таблице From-To (по сути, включая также сегменты пучков со стороны ECAD).

   1. Для Creo с использованием API жгутов CoDesigner выполняет следующее:

      1. Трассирует каждый кабель/провод от начального до конечного разъема через точки соединения, созданные на предыдущем шаге (точки соединения для использования распознаются на основе данных сегментов пучка, полученных из ECAD).

      2. Провода трассируются от пина разъема к пину разъема, тогда как кабели трассируются от входного порта кабеля разъема (представленного как CS0) к другому входному порту кабеля. Провода, находящиеся внутри кабеля, автоматически не трассируются и при необходимости могут быть проложены вручную.

      3. Для корректной работы на этом этапе важно, чтобы CoDesigner находил правильные точки соединения (пины) на каждом разъеме, а MCAD мог трассировать провод/кабель с учетом ограничений по толщине/минимальному радиусу изгиба и расстоянию между точками трассировки. Если провести провод/кабель в рамках заданных ограничений невозможно, он не будет трассирован, и будет выдана ошибка.

   2. В SOLIDWORKS трассировка выполняется следующим образом:

      1. Эскиз трассировки и сама трассировка открываются для редактирования в SOLIDWORKS.

      2. Трассируется каждый отдельный провод/кабель.

         1. Для трассировки кабеля/провода первым шагом является определение разъемов from/to и связанных с ними точек соединения разъема.

         2. Затем, в соответствии с сегментами пучка, в которых определяется провод/кабель, задается последовательность точек эскиза, через которые проходит провод/кабель.

         3. Далее запускается автотрассировка.

            Note: Кабель будет трассирован, даже если нарушены геометрические ограничения по минимальному радиусу изгиба или толщине, однако SOLIDWORKS покажет такой кабель как имеющий несогласованные области.

Сбор данных о конструкции жгута в MCAD для отправки в ECAD

• Ключевая информация, отправляемая из MCAD в ECAD, — это длина проводов, кабелей и сегментов пучка.

• Провода, кабели, компоненты и их соединения напрямую считываются из модели на стороне MCAD. Точки соединения и сегменты пучка в модели MCAD не существуют, поэтому они берутся из данных, сохраненных в свойствах.

• Длина кабелей и проводов получается из соответствующих проводов и кабелей через API MCAD, и если провод/кабель также трассирован, то длина должна быть корректной.

• Длина сегмента пучка не является тем, что MCAD предоставляет напрямую. Чтобы получить эту длину, CoDesigner сначала находит и идентифицирует все точки сегмента в модели жгута, а затем запрашивает у API MCAD расстояние между точками вдоль маршрута. Этот процесс может завершиться неудачей, если какие-либо точки не включены в трассировку провода/кабеля сегмента.

Обновление конструкции жгута в MCAD изменениями из ECAD

• На стороне MCAD CoDesigner принимает все изменения в конструкции, кроме изменений положений разъемов (CoDesigner игнорирует изменения положения, используя позиции из исходного размещения).

• Если схема изменена, CoDesigner повторно импортирует FromToTable и соответствующим образом обновит трассировку. Однако если изменены только свойства, CoDesigner применяет только изменения свойств.

• Изменение точки соединения — это особый случай, при котором таблица From-To не импортируется повторно (поскольку фактически она не изменилась). Однако изменение точки соединения означает, что провода должны быть трассированы заново. Это поведение можно использовать как намеренный триггер для повторной трассировки. Например, если пользователь удалит точку соединения на стороне MCAD и снова выполнит Pull для жгута, то после применения изменений кабели/провода, проходящие через удаленную точку соединения, будут трассированы заново. Это можно использовать как способ восстановления трассировки для конкретных проводов.

• Еще один случай, который стоит отметить: при изменениях связности выполняется только частичная повторная трассировка по мере необходимости, однако схема на стороне MCAD обновляется полностью (поскольку CoDesigner не может запросить частичное обновление схемы).

• В ECAD единственным входящим изменением, которое можно применить, является изменение длины проводов, кабелей и сегментов пучка. Изменение длины применяется как свойство соответствующих объектов, при этом геометрия на стороне ECAD не изменяется.

Устранение проблем синхронизации жгута

Распространенные причины проблем

Из-за ограничений на стороне MCAD и существенных различий в способе моделирования жгута в ECAD и MCAD не каждая конструкция жгута ECAD может быть корректно построена в MCAD. Если жгут не может быть корректно построен в MCAD, в ECAD потребуется внести изменения в конструкцию жгута. MCAD CoDesigner пытается выявить такие случаи во время Push из ECAD, однако возможно, что будут распознаны не все случаи, поэтому для выявления неподдерживаемых элементов конструкции ECAD может потребоваться детальное исследование.

Примечания по работе в среде SOLIDWORKS PDM

• Стандартное правило работы с SOLIDWORKS PDM таково: все файлы, которые могут быть изменены, должны быть checked out перед изменением, а после завершения всех изменений — checked in.

• Для изменений жгута это правило относится к: детали жгута и всем XML-файлам, участвующим в процессе проектирования жгута, то есть cables.xml, components.xml, xxx-fromToList.xml и xxx-segmentList.xml. Если один из этих файлов не checked out, при применении изменений к конструкции жгута или при доступе другого пользователя PDM к этой конструкции могут возникнуть непредсказуемые ошибки.

• Для начального Pull жгута убедитесь, что components.xml находится в состоянии checked out до выполнения Pull, если используется общая папка компонентов CoDesigner.

SOLIDWORKS: изменение разъемов (включая добавление нескольких точек соединения)

• После создания новых или переопределения существующих точек соединения в разъеме в SOLIDWORKS необходимо выполнить команду SOLIDWORKS Re-Import From/To (в контексте сборки жгута), а затем Rebuild с использованием файла From-To .xlsx, соответствующего этой сборке жгута.

• Если добавлены новые точки соединения, также потребуется нарисовать новые сплайны к вновь созданным точкам соединения.

Когда начальный Pull завершается неудачей

Если начальный Pull или обновление жгута не работает в MCAD, стоит проверить следующее:

1. Доступна ли пользователю лицензия на жгуты? (пользователь должен иметь уровень Pro или Enterprise)
2. Есть ли какие-либо предупреждения при отправке конструкции жгута из ECAD? (если да, важно их устранить)
3. Есть ли у MCAD-программы подходящие лицензии для поддержки функциональности проектирования жгутов? (если есть сомнения, пользователю следует попробовать создать жгут вручную)
4. Отображаются ли какие-либо ошибки во время Pull конструкции жгута в MCAD? Например, если невозможно трассировать некоторые провода/кабели, возможно, стоит проверить их параметры толщины/минимального радиуса изгиба)
5. Если используется SOLIDWORKS PDM, убедитесь, что все файлы, связанные со жгутом (включая библиотеки), находятся в состоянии checked out перед обновлением жгута/начальным Pull.
6. Если наблюдается непоследовательное поведение, прочитайте ошибки и предупреждения в журнале, чтобы определить возможные первопричины.
7. Для SOLIDWORKS возможна ситуация, когда провода/кабели не трассируются автоматически, поэтому стоит проверить это на панели ‘Edit Route’->’Edit wires’. Если здесь у провода/кабеля есть предупреждение или нулевая длина, может потребоваться вручную проложить его, выбрав сегменты пути, по которым должен проходить провод.

Отправка изменений в ECAD

В ситуации, когда начальный Pull из ECAD сработал, но жгут не удалось корректно отправить обратно в ECAD, причиной могут быть неподдерживаемые изменения, внесенные в MCAD. Есть действия, которых следует избегать в MCAD, чтобы не попасть в такую ситуацию:

1. Не удаляйте и не переименовывайте точки соединения, созданные MCAD CoDesigner (по сути, не изменяйте топологию жгута).
2. Не изменяйте схему жгута в MCAD, то есть не добавляйте/не удаляйте/не переименовывайте разъемы, провода или кабели.
3. Не изменяйте свойства кабелей или проводов (они не синхронизируются обратно в ECAD).
4. Не изменяйте имена пинов разъема/точек входа для точек входа разъема, созданных CoDesigner.
5. Перед Push изменений из MCAD убедитесь, что в жгуте нет несогласованностей, которые подсвечиваются в MCAD.
6. В Creo, если в конструкции есть какие-либо кабели, убедитесь, что вы вручную трассировали провода, идущие от концов кабеля к пинам разъема (ручную трассировку можно выполнить, выбрав кабель и запустив трассировку).
7. Для SOLIDWORKS в рамках диагностики стоит проверить назначение сегментов трассировки конкретным проводам. В некоторых редких случаях это назначение может быть некорректным, и может потребоваться исправить его вручную.

Обновление конструкции MCAD изменениями из ECAD

1. Обновление проекта жгута изменениями из ECAD может привести к потере трассировки на стороне MCAD, если узлы жгута (точки подключения/разъёмы) удаляются. Независимо от того, должен ли MCAD CoDesigner корректно применять такие изменения удаления, рекомендуется избегать подобных обновлений.

2. Перед обновлением проекта MCAD изменениями из ECAD рекомендуется убедиться, что проект жгута на стороне MCAD согласован (не содержит предупреждений/ошибок, обнаруженных MCAD).

3. В общем случае рекомендуется сохранить сборку жгута MCAD перед применением новых изменений, чтобы при необходимости можно было откатиться к предыдущему состоянию.

4. Если CoDesigner не может получить изменения жгута из ECAD в Creo (отображается сообщение об ошибке), может потребоваться удалить физический кабель в модели, а также соответствующую катушку, а затем снова получить изменения. После этого потребуется заново выполнить трассировку этого кабеля из дерева модели.

5. Если изменяется связность или трассировка кабеля либо провода, MCAD CoDesigner может выполнить его повторную трассировку, что приведёт к появлению несвязанных объектов MCAD, привязанных к трассировке кабеля или провода.