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STEPファイル化の必要性は [3D部品]

これまで何度もPCBDOCファイルにSTEPファイルを載せて、全体をSTEP形式で出力する
作業をしてきました。

たまに見積りを提出しても通らない場合があります。
それを分析してみると、部品点数が少なくても基板外形が複雑な場合は見積りが通ることが
多いようです。
逆に、部品点数が多くとも基板外形が四角形の場合は見積りが通らないことがあります。

前者は樹脂ケースでの機構検討が必須で、後者は四角形の外形なので板金折り曲げのケースの
可能性が高い筈です。

樹脂ケースの場合は、金型を興すのでミスが許されませんからこういった機構検討が重要視
されるのではないかと想像しています。


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STEPファイルの貼り付け手法のまとめ [3D部品]

これまでに何度かSTEPファイルの貼り付けの手法を掲載していますがそれをまとめてみました。
以下、その手順です。

1.「Make Library」コマンドで該当するPCBDOCに対して専用のPCBLIBを生成します。
 (古いファイルの場合はSummer09などのそれに近いバージョンで生成する。)

2.その生成したPCBLIBから「Library List」コマンドでレポートを作成する。
 拡張子を*.Repから*.Txtにするなどして、必要なフットプリントのリストをコピーする。
 (次に検索をするための手順で、テストポイントやランドなどは不要なので除外します。)

3.EXCELマクロなどを利用してPC内にある既存のSTEPファイルを検索します。
 (この自作のマクロはファイルのありそうな親フォルダを指定するだけで検索可能です。)
 こういった処理をしているので使用個数ではなくて部品の種類が重要です。

4.検索リストにないフットプリントのSTEPファイルはソリッドワークスなどで作成するか
 インターネットなどで探してきます。

5.全部揃った場合は一箇所のフォルダにSTEPファイルを集めます。
 (自作マクロではそれにも対応しています。)

6.Delphiスクリプト(STEP_PLACER)を利用してSTEPファイルのある場所を指定し、配置する
 メカニカルレイヤを指定します。
 (このスクリプトはAD14以上でないと動作しないようです。)
 先頭のフットプリントは配置されないようで、また向きが違う場合もあるので個々に微調整を
 します。

7.PCBDOCにて指定したメカニカルレイヤに対応したレイヤペアを指定しておきます。
 (指定しないと半田面に配置したSTEPファイルの後処理で不具合がでるでしょう。)

8.STEPファイルが配置されたPCBLIBを利用してPCBDOCをアップデートしますが
 事前に板厚をチェックしておく必要があります。

9.AD16などで3DPDF化するなどして、STEPファイルが上手く配置されているかをチェックします。
 最後にPCBDOCの全体をSTEPファイルとして出力すれば完了です。

EXCELマクロやDelphiスクリプトを利用するので慣れるとルーティンワークでさほど面倒ではなくなり
ます。
それよりもSTEPファイルを作成するのが一番大変でしょう。
通常の部品は15分/点で、難しいスイッチやコネクタなどの機構関連部品は30分/点かそれ以上掛かる
でしょう。
見積もり価格も通常部品と機構関連部品を分けて見積もっています。

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インターフェース関連製品 [3D部品]

こちらのRJ-45コネクタを探していて、秋月電子通商にはインターフェース関連部品が
あることに気が付きました。

http://akizukidenshi.com/catalog/goods/search.aspx?search=x&keyword=usb

USB、ネットワーク以外のインターフェース関連部品もあります。
ところで前出のRJ-45のコネクタでは100オーム系統の筈なのに内部に75オームを
使用していました。

TX系を例にするとオープンコレクタで50オームが2つの信号にプルアップされます。
電源経由で考えると50+50で100オームとなります。

75オームの抵抗側から見るとその2つの50オームの抵抗は並列に見えるので25オームとなり
75+25で100オームとなるのでしょう。


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押し出しとSTEPファイル [3D部品]

Altium Designer」では3D形状を押し出しでも設定可能です。
3D化 = 形状押し出し、それがすべての方もいらっしゃいます。

しかし、テーパのある部品やクリアランスがあまり無い場合に押し出し形状の場合は
垂直に立ち上がってしまって損をしてしまう部分が出てきます。

ドーターボードなどがあって両方の基板上のテーパのある部品同士が接近している場合は
更に不利です。

3DCADではクリアランス以外にレンダリングという最終形態の写真になるように処理する
場合があります。
しかし、押し出し形状ではカクカクしていて現実とは程遠い形になります。
また色合いにも気を配らない方が多いのでその色もレンダリング結果の画像に反映されて
しまいます。

STEPファイルなどで処理した場合は現実的な形状とほぼ同じなので、基板製造後に部品実装を
した時点での画像や3DPDFになります。
その為、テストポイントの位置や部品の位置関係などでも2Dでの基板設計時には気が付かなかった
問題点が判明することが多々あります。
部品のパッドとランドの具合もはっきりわかりフットプリントの作成ミスに早めに気がつけます。


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3D Model SLDPRT [3D部品]

海外にはソリッドワークスのデータをダウンロードできるサイトがありますが
国内ではお見掛けすることはありません。

知り合いの「 TechWeb.co.jp」さんではダウンロードに向けてサイトの準備工事中です。
http://www.techweb.co.jp/TechLIB-PCB3DS/index.html

サムネイル付きでアルファベット順での分類なのでわかりやすいでしょう。
他の記事でも説明したようにAD15.1以上であればSTEPファイルの代わりに
そのまま配置可能です。

実際にダウンロードできるようになるには暫くの時間が掛かるようですが
楽しみにお待ちください。


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各種CADのSTEPファイル [3D部品]

「Altium Designer」用にSTEPファイルを準備していますが
他のCADでもSTEPファイルを貼り付けて3D対応させるものがあります。

板金設計では問題なくとも、樹脂成型品で込み合った基板の場合は
機構設計者は金型設計のためのデータが複雑になるのでどうしても3D対応でないと
いけなくなります。

弊社への依頼も基板設計CADも「Altium Designer」ではない場合も多いようです。
汎用のSTEPファイルなのでこういった対応も可能です。
基板設計後に突然に顧客から3D化を依頼される場合も多いでしょうが
STEPファイルに対応している基板設計CADの場合は対応可能なので仕事をお受けする
ことが可能です。



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STEPファイルの必要性 [3D部品]

AD16より部品ライブラリーにて常識的な形状であればSTEPファイルを生成することが
可能です。
しかし、機構部品やスイッチ類などはそういう訳にはいかず無いままになります。

逆に、機構設計者にとってはその部分の情報は重要で、高さやクリアランスを知りたいので
そこを省略というのは考えにくいでしょう。

弊社ではソリッドワークスで部品作成をしていますのでその部分にも対応が可能です。
部品の複雑さにもよりますが、平均的には1点につき1000円程度でSTEPファイルの
作成をお受けします。


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Altium Designerの3D部品とSTEPファイル [3D部品]

AD16ではライブラリ作りでSTEPファイルが合成されることが多くなります。
これにより部品の3D化が進むのですがそのテンプレートにない複雑な部品では
どうにもならなくなります。

そういった状態には弊社でソリッドワークスで部品を作成しSTEPファイルとして
供給が可能です。

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7セグLEDの3D部品作成 [3D部品]

ソリッドワークスにて7セグLEDを作成する場合に今まで時間が掛かっていたのが
8の文字部分です。

ラインを個別に描いて押し出して作成していました。
フォントで作成できないかを調べてみると何種類がDLできるものがありました。
その中でもこちらのフォントが一番使いやすいようです。
LED7SEG_Standard.ttf

検索で探してみてください。
そのDLしたファイルを右クリックすればフォントインストールが可能です。

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3D電子部品の無料DL [3D部品]

「SolidWorks2010」で作成した3D電子部品をこちらのドロップボックスに
アップしておきました。

3D_parts_A.zip

3D_parts_B.zip

このファイル内にはメカニカルなものは含まれていません。

追記
上記のファイルはリング切れなので
再アップしたこちらからDLしてください。

3D_Parts.zip

DL方法
以前よりDLが複雑になったようえす。
パスワードなどを求められたら一旦、ESCキーで逃げてから対応してください。


収録内容は3DデータをHDDに移動し解凍した後でこちらのD3内のマクロにて
基準ファイルパスを指定して検索してみてください。

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SOP、QFPの規格化 [3D部品]

まずは両者に共通のガルウィング部分について
ピッチとその板の幅の関係はメーカーを問わずこんな感じです。

ピッチ            幅            押し出し幅
0.4mmピッチ        0.18mm        0.09mm x 2
0.5mmピッチ        0.22mm        0.11mm x 2
0.65mmピッチ    0.3mm        0.15mm x 2
0.8mmピッチ        0.35mm        0.17mm x 2
1.0mmピッチ        0.4mm        0.2mm x 2

板厚みは0.15mm一定で良いでしょう。

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3D部品作成時の注意点 [3D部品]

基板上の2D部品でも気を使いますが3D部品ではそれに高さ情報だけではなくて
各部の色が重要になります。
それはレンダリング時に発揮されます。
LEDやテストポイントでは小さい部品の割にはその色が重要なので注意が必要です。

図面内に情報が少ない場合も多く誤魔化す訳にもいかずある程度は追及して
処理しています。

また、形状を流用することも考慮してある程度は規格化して作成することも必要です。
その場合はシリーズを一気に作成することでメーカーが異なっていても共通点が
あるかどうかを見極めます。

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AltiumとSTEP [3D部品]

「AltiumDesigner」ではSTEPファイルを配置できるので部品の3D化が可能ですが
逆に3DCADなどでSTEPファイルの作成ができないとそれは無理といえそうです。

STEPファイルは「ライノセラス」でも作成可能なので諦めることはありません。
IDF形式を使えばSTEPファイル貼り付けでなくてもソリッドワークスなどの
3D部品置換で対応可能です。
IDFの利点は部品の移動などの変更が入っても変化するのは座標の情報だけなので
素早く対応ができるということです。
この点に関してはメーカーなどでも説明不足なので基板CADユーザーが十分に理解
できていないでしょう。

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EXCELを利用したSWとIDF [3D部品]

ソリッドワークスでEXCELのテーブルを利用して問題になりそうなのが
個別部品にした時に重いのとそのファイル名です。
IDFではファイル名が重要です。

そこでソリッドワークス側で個別部品に変身させた後にSTEPファイルで保存し
それをインポートすることです。
形状の変更はできませんがIDFで利用するには問題ありませんでした。
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3D部品をどこまで作るのか [3D部品]

基板設計CADでは部品作りは当然ですが3D化するにはそれに対応した部品を
同時に作成する必要があります。
機構部品はそのたびにリアルに作成する必要があります。
それとは違って汎用部品またはそれに近いものはそうでもありません。
うちでは1005未満の部品は機構設計では無視できるサイズなので3D部品は
作成していません。

また、2012サイズのものはCR、インダクターなどに存在していますが外形色と
厚みである程度は分類可能です。
基準となるものを作成してその都度、別名保存して管理しています。

コネクタは重要ですがシリーズで作成することにしています。
使用する可能性があるものに限り、事前に空き時間に作成しています。

SCHと違ってPCB、3D部品は代用することが難しいのでその辺りの考え方を
事前にはっきりしておく必要ありです。
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STEPファイルの色 [3D部品]

STEPファイルを扱っているサイトは、知る限りでは海外では2箇所で国内では
一つです。

しかし、色合いや部品名シルクまで入っているSTEPファイルは極めて
少ないようです。

国内のものは形状だけを意識して専用3DCADで半自動で作成しているからかも
しれませんが、折角なので色合いも合わせこんで欲しいものです。

色合いは見た目というよりは3DCAD側から見るとレンダリング工程で
重要な項目となります。

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設計テーブルの多用 [3D部品]

機械系ではよく使われている設計テーブル。
電気系では類似部品が極めて多いのでこの設計テーブルを使わない手はありません。
コネクタ以外に使えそうなのは電解コンデンサなど。
直径と高さとピッチそして色を設計テーブルでコントロールすることが可能です。
他にはSOP、QFP、2極のチップ部品などでしょうか。
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3D STEP ファイルの必要度 [3D部品]

オムロンやアルプスなどで3D部品をSTEP形式などで扱っています。
それである程度は扱えますが、必要な部品がすべては
揃わない場合があるようです。
そういう場合は弊社にて対応できますのでメールなどでご連絡をお願い致します。

部品製作に関しては1点あたり15分以上も掛かる場合もあり
具体的な料金リストを作成しにくいです。
(現在、料金リストを作成中です。)

1点あたり100-800円程度は、ばらつきます。
汎用品は弊社で販売しているこちらのDVD-R内に収録しておりますので
そちらとの併用をお勧めしております。
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STEPファイルの形状化け対策 [3D部品]

「AltiumDesigner」にソリッドワークスで作成したSTEPファイルを配置し
3D化部品を作成しています。

これによって「AltiumDesigner」で部品配置し全体をSTEPファイル形式で
出力すれば3D化したことになります。
(「AltiumDesigner」では拡張子を手動で*.STEP、*.STPにする必要あり。)

ところがこのSTEPファイルは「AltiumDesigner」で解釈したSTEPファイルなので
微妙に化けるようです。
アドビ社のアクロバット3Dでは比較的問題ないのですがレンダリング
ソフトウェアなどでは顕著です。

STEPファイルをソリッドワークスファイルに読み込んで変換してもそれは
一緒です。

その場合は個別部品を置換するかファイルそのものをオリジナルに変更する
ことで対応できます。
(ソリッドワークスエクスプローラやファイラーを併用します。)

この流れを説明するとこのようになります。
Solidworks(個別A) > STEPファイルに変換(個別) > AltiumDesigner 
> STEP(アセンブリー)出力 > Solidworksに読み込み変換(アセンブリー) 
> Solidworks(アセンブリーの構成部品で化けたものを個別Aファイルで置換)

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チップタンタルのサイズと型番 [3D部品]

チップタンタルの3D部品を作ろうと4社のカタログを見て
整理しました。
A-Dのアルファベット+数字で表示されることが多いのですが
サイズと高さを併記して型番の代わりにしました。

M1608_08
P2012_11

-------------------------
これ以下のリード線は「コの字」に統一しています。

A3216_09
A3216_14
A3216_16

B3528_11
B3528_14
B3528_19

C6032_14
C6032_25

D7343_19
D7343_28
D7343_38


他にもあるかも知れませんがとりあえずはこれで3D部品の作成作業の
開始です。
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