Методы создания печатных плат

					6.051003.3331.01.КР
Зм	Лист	№ Докум.	Подпись	Дата
					Разработка печатной платы в  системе P-CAD. « Сторожевое устройство на базе датчика движения »	Лит	Лист	Листов
Студент		Анисимов С.Д					1
						НУК
Препод.		Прищепов Е.О.

 

					6.051003.3331.01.КР	Лист
Зм	Лист	№ Докум.	Подпись	Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение	9
1 Обзор существующих САПР	10
1. 1 САПР для машиностроения	12
1. 2 САПР для электроники	16
2 Создание символов компонентов	23
3 Создание корпусов компонентов	28
4 Создание библиотеки компонентов	32
5 Создание схемы электрической принципиальной	37
6 Разработка печатной платы	43
Заключение	46
Список используемой литературы	47
Приложение А. Перечень элементов	48
Приложение Б. Чертежи	50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Задачей данного  курсового проекта является рассмотрение методов создания печатных плат, с использованием САПР. Создание печатных плат будет проходить в программе P-CAD. В процессе создания такой печатной платы будет разработаны и создана функциональная схема и корпусы компонентов, библиотеки компонентов и корпуса компонентов. На данном этапе возможности ЭВМ и универсальность САПР, разработка сводится к минимуму.

P-CAD - это система автоматизированного проектирования печатных плат. В систему входят редакторы принципиальных схем и многослойных печатных плат, программы автоматического размещения компонент на печатной плате и трассировки соединений, выдачи чертежей на принтер, плоттер, выдачи данных на станки с ЧПУ (числовое программное управление), а так же вспомогательные сервисные программы.

Два основных понятия системы:

Символ – это файл, содержащий условное графическое обозначение (УГО) одной секции компонента вместе с информацией относящейся к ее функционированию, а также информацию о структуре компонента в его физическом корпусе называемую упакованной информацией (количество секций, выводов, их типов и т.д.). По умолчанию файл имеет расширение *.sym.

Корпус– это файл, в котором содержится информация о физических размерах корпуса компонента, местах расположения выводов, типе компонентов (штыревой, планарный) и т.д. По умолчанию файл имеет расширение *.prt.

Система P-CAD включает в себя взаимосвязанные пакеты программ, образующие систему сквозного проектирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

					6.051003.3331.01.КР
Зм	Лист	№ Докум.	Подпись	Дата
					Обзор существующих САПР	Літ	Лист	Листов
Студент		Анисимов С.Д
						НУК
Препод.		Прищепов Е.О.

 

 

1. Обзор существующих  САПР

За последние два десятка  лет произошло качественный скачек в развитии САПР. Это обусловлено  глобальным прогрессом и переходом  на более усовершенствованные технологии проектирования. Такое стремительное  развитие САПР привило к стимулированию многих сфер технического проектирования, которое смогло усовершенствовать  процесс проектирования различных  машин, устройств, и технологии их создания. Автоматизация сферы, как производство современной продукции требует от предприятий внедрения систем автоматизированного проектирования (САПР).

Необходимость создания на предприятиях систем автоматизированного проектирования в настоящее время ни у кого не вызывает сомнений. Особенно остро  эта проблема стоит перед предприятиями  авиационно-космической, машиностроительной и других наукоемких отраслей промышленности.

Бурное развитие технологий привело  к тому, что разработка и выпуск конкурентоспособной наукоемкой продукции  невозможен без использования современных  средств автоматизации проектирования на всех этапах жизненного цикла изделия - от дизайнерской задумки до производства и утилизации.

Современные интегрированные САПР позволяют решить весь спектр конструкторско-технологических  проблем, стоящих перед современным  предприятием, выпускающим или проектирующим  наукоемкую продукцию.

Интегрированные САПР позволяют

• резко повысить качество выпускаемой продукции;
• сократить сроки разработки новых изделий и расширить ассортимент выпускаемой продукции;
• сократить производственный цикл;
• выйти на мировой уровень производства и сертифицировать его на соответствие международным стандартам качества серии ISO 9000. Это является необходимым условием для ведения международного бизнеса.

Внедрение современных интегрированных  САПР коренным образом изменяет концепцию  проектирования и производства. В  основе нового подхода лежит создание электронной модели (ЭМ) изделия  (или математической модели ММ) и принципы совместной работы коллектива разработчиков в единой интегрированной среде.

Разработка электронной модели изделия в современных САПР высшего  и/или среднего уровня позволяет:

• спроектировать на основе математической модели технологическую оснастку, необходимую для производства;
• провести все необходимые инженерные анализы и расчеты;
• подготовить комплект конструкторско-технологической документации на изделие;
• получить программы для станков с ЧПУ и изготовить оснастку и изделия.
• создать ассоциативную связь между всеми компонентами получившейся системы, обеспечивающую постоянное соответствие и автоматическую передачу изменений между формообразующими поверхностями деталей, сборок, техоснастки, программами для ЧПУ и конструкторско-технологической документацией;
• организовать электронный документооборот, обеспечивающий мгновенный доступ к необходимой и достоверной информации об изделии для всех разработчиков.

 

1.1 САПР для машиностроения

Традиционно продукты САПР для машиностроения разделены на три класса: тяжелый, средний и легкий. Такая классификация  сложилась исторически, и хотя уже  давно идут разговоры о том, что  грани между классами вот-вот  сотрутся, они остаются, так как  системы по-прежнему различаются  и по цене, и по функциональным возможностям.

Под термином “САПР для машиностроения”  обычно подразумеваются пакеты, выполняющие  функции CAD/CAM/CAE/PDM, т. е. автоматизированного  проектирования, подготовки производства и конструирования, а также управления инженерными данными.

Первые CAD-системы появились еще  на заре вычислительной техники —  в 60-х годах. Именно тогда в компании GeneralMotors была разработана интерактивная графическая система подготовки производства, а в 1971-м ее создатель — доктор Патрик Хэнретти (его называют отцом САПР) — основал компанию ManufacturingandConsultingServices (MCS), оказавшую огромное влияние на развитие этой отрасли. По мнению аналитиков, идеи MCS составили основу почти 70% современных САПР.

В начале 80-х, когда вычислительная мощность компьютеров значительно  выросла, на сцену вышли первые CAM-пакеты, позволяющие частично автоматизировать процесс производства с помощью  программ для станков с ЧПУ, и CAE-продукты, предназначенные для  анализа сложных конструкций.

Таким образом, к середине 80-х системы  САПР для машиностроения обрели форму, которая существует и сейчас. Но наиболее бурное развитие происходило  в течение 90-х годов — к тому времени на поле вышли новые игроки “средней весовой категории”.

Усиление конкуренции стимулировало  совершенствование продуктов: благодаря  удобному графическому интерфейсу значительно  упростилось их использование, появились  новые механизмы твердотельного моделирования ACIS и Parasolid, которые сейчас используются во многих ведущих САПР, значительно расширились функциональные возможности.

Можно сказать, что переход в  новый век стал для рынка САПР переломным моментом. В такой ситуации на первый план вышли две основные тенденции — слияния/поглощения компаний и поиск новых направлений  для роста. Яркий пример первой тенденции  — покупка компанией EDS в 2001 г. двух известных разработчиков тяжелых САПР — Unigraphics и SDRC, а второй — активное продвижение концепции PLM (ProductLifecycleManagement), подразумевающей управление информацией об изделии на протяжении всего его жизненного цикла.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 – Классы САПР для машиностроения

Класс САПР	Продукт	Компания
Тяжелый	Unigraphics NX  CATIA  Pro/Engineer	UGS PLM Solutions (EDS)  DassaultSystemes/IBM  PTC
Средний	Зарубежные системы  SolidEdge  SolidWorks  Inventor и MechanicalDesktop  Cimatron  think3  CadKey  PowerSolutions  Отечественные продукты  КОМПАС(CAD/CAM/CAE/PDM)  T-Flex (CAD/CAM/CAE/PDM)  КРЕДО (CAE)	UGS PLM Solutions (EDS  SolidWorks  Autodesk    Cimatron  Think3 S.p.A.  CadKey  Delcam      "Аскон"    "ТопСистемы"    НИЦАСК
Легкий	AutoCAD  SurfCAM 2D  DataCAD  IntelliCAD  TurboCAD	Autodesk  Surfware  DataCAD  CADopia  IMSI
Специализированные	САПР
Промышленное проектирование	AutoPlant	Rebis (принадлежит фирме Bentley)
Строительное проектирование (железобетон)	RobotMillennium	RoboBAT
Архитектурное проектирование	ArchitecturalDesktop	Autodesk

 

Главная особенность “тяжеловесов” состоит в том, что их обширные функциональные возможности, высокая производительность и стабильность достигнуты в результате длительного развития. Все они далеко не молоды: CATIA появилась в 1981 г., Pro/Engineer — в 1988-м, а Unigraphics NX, хотя и вышла лишь несколько месяцев назад, является результатом слияния двух весьма почтенных систем — Unigraphics и I-Deas, приобретенных вместе с компаниями Unigraphics и SDRC.

Средний класс САПР появился относительно недавно — в середине 90-х. До этого существовало только два полюса — на одном мощные системы, работающие на Unix (впрочем, тогда их было гораздо больше, чем сейчас), а на другом — простые программы двумерного черчения для ПК. Но к 1995 г. вычислительная мощность ПК выросла, а Windows стала более стабильной и начала поддерживать многозадачность. Это позволило разработчикам создать системы автоматизированного проектирования, которые заняли промежуточное положение между тяжелым и легким классами. От первых они унаследовали возможности трехмерного твердотельного моделирования, а от вторых — невысокую цену и ориентацию на платформу Windows. Они произвели настоящий переворот в мире САПР, позволив многим конструкторским и проектным организациям перейти с двумерного на трехмерное моделирование.

Лидерами этого сегмента являются системы SolidEdge (разработанная фирмой Intergraph, а теперь принадлежащая UGS PLM Solutions (EDS)), SolidWorks одноименной компании (в настоящее время — подразделение DassaultSystemes), а также Inventor и MechanicalDesktop корпорации Autodesk. Это далеко не полный перечень средних САПР. В данном сегменте работает множество компаний, в том числе и российских, предлагающих относительно недорогие системы  стоимостью порядка 5—8 тыс. долл. на одно рабочее место. Их популярность среди  пользователей постоянно растет, и благодаря этому данная область  очень динамично развивается.

В результате по функциональным возможностям средний класс постепенно догоняет своих более дорогостоящих конкурентов. Однако далеко не всем пользователям  требуется такое разнообразие функций. Тем, кто в основном работает с  двумерными чертежами, прекрасно подойдет система легкого класса, которая  стоит в несколько раз дешевле.

Программы легкой категории служат для простого двумерного черчения, поэтому их обычно называют электронной чертежной доской. И хотя к настоящему времени “легковесы” обрели и некоторые трехмерные возможности, у них нет средств параметрического моделирования, имеющихся в более мощных системах.

Первые системы двумерного моделирования  появились еще в 70-х годах, когда  были разработаны средства для изображения  линий, окружностей и кривых на экране монитора с помощью макрокоманд  и интерфейсов прикладного программирования.