PCB Studio

Kaum ein Produkt kommt heutzutage ohne Elektronik und die zugehörigen Leiterplatten (Printed Circuit Board, PCB) aus. Das Leiterplattendesign ist deshalb ein wichtiger Bestandteil der Produktentwicklung. Oft kommt es dann zu Problemen, wenn die Leiterplatte ins Gehäuse eingepasst werden soll. Onshape verhindert genau solche Probleme, indem mechanische Konstruktion und das Leiterplattendesign miteinander synchronisiert werden.

Onshape PCB-Studio ist keine Leiterplattendesign-Software, sondern eine Schnittstelle zu solchen Systemen. Onshape unterstützt an dieser Stelle die Industriestandards, die speziell für die Interoperabilität entwickelt wurden, wie Intermediate Data Format (IDF), Incremental Design Exchange (IDX) und EAGLE (BRD). In der Kombination aus Onshape, einem PCB-Designwerkzeug und PCB-Studio als Schnittstelle entsteht eine komplette Entwicklungsumgebung für mechatronische Produkte und Systeme.

Der Prozess beginnt mit der Definition der Leiterplattenform in einem Part Studio von Onshape. Der Konstrukteur modelliert die Leiterplatte mit ihrer Außenform und sämtlichen Aussparungen. Zudem lassen sich Keepout-Areas definieren, also Bereiche, in denen keine elektronischen Bauteile vorhanden sein dürfen. Dann wird dieses Bauteil als ECAD-Bauteil definiert. PCB-Studio ermöglicht es nun, diese Geometrie in einem Austauschformat abzuspeichern und dem ECAD-Team zur Verfügung zu stellen. Haben die Leiterplattenentwickler die elektronischen Bauteile auf dem PCB platziert, kann dieser neue Stand wieder in Onshape importiert werden.

ECAD-Dateien enthalten zum einen die Positionen der Elektronikbauteile auf der Leiterplatte und zum anderen detaillierte Metadaten zu jedem Bauteil. PCB-Studio nutzt nun beim Import der Datei diese Metadaten, um das entsprechende Bauteil in der integrierten Bauteilbibliothek zu identifizieren. Dann baut PCB-Studio aus den in der Bibliothek enthaltenen 3D-Modellen der Bauteile ein detailliertes Modell der bestückten Leiterplatte auf und integriert dieses in die Produktbaugruppe. So können Sie sehr schnell die richtige Position aller Buchsen, Schalter, Tasten und Anschlüsse in Relation zum restlichen 3D-Modell des Produkts überprüfen und auf Kollisionen kontrollieren. Sind Änderungen notwendig, wird der Prozess des Exports über PCB-Studio, Änderung im ECAD-System und Re-Import in PCB-Studio wiederholt.

In PCB-Studio ist eine Bauteildatenbank enthalten, die neben den zur Identifizierung notwendigen Metadaten vereinfachte 3D-Modelle enthält. Diese Geometrien repräsentieren die Grundmaße des jeweiligen Bauteils und ermöglichen eine grobe Kollisionskontrolle. Sind die Platzverhältnisse beengter, können Sie detaillierte Onshape Bauteilmodelle in der Datenbank ablegen, dann baut PCB-Studio automatisch diese realistischen Modelle ein.

PCB-Studio sorgt dafür, dass Koordinatensysteme, Namenskonventionen und Maßeinheiten auf Seite der MCAD-Konstruktion wie auf Seite des ECAD-Leiterplattendesigns identisch sind. So weiß jeder, wovon der andere spricht.
Das integrierte Produktdatenmanagement (PDM) in Onshape verwaltet MCAD- wie auch ECAD-Daten in seinen versionierten Dokumenten. Natürlich stehen die innovativen Funktionen wie das Branching/Merging auch bei der mechatronischen Entwicklung zur Verfügung, um Designalternativen zu untersuchen.

Wenn Sie in der 3D-Baugruppe eine Kollision oder eine Fehlplatzierung erkennen, können Sie das betreffende Bauteil an die richtige Stelle verschieben. Beim nächsten Export werden diese geänderten Platzierungen an das ECAD-Team übergeben, so dass die Elektronikspezialisten beispielsweise das Leiterbahnenrouting anpassen können.
In der anderen Richtung werden Änderungen in der Bestückung oder der Platzierung, die sich aus dem Elektronikdesign ergeben, ebenfalls dreidimensional an das MCAD-Team kommuniziert. So kann beispielsweise das Gehäuse des Produkts so geändert werden, dass ein größeres Elektronikbauteil Platz findet.