Разработка конструкторской документации

Конструкторская документация – это набор документов, описывающих изделие или оборудование.

Грамотно разработанная КД – не просто руководство по эксплуатации, а полная информация об устройстве, габаритах, способах изготовления изделия.

Разработка и оформление конструкторской документации осуществляются непосредственно перед началом производственного процесса. Конструкторская документация помогает изготовить изделие без лишних финансовых и трудовых затрат, максимально сохранив его функционал.

Разработка конструкторской документации подчиняется нормативным правилам, на которые необходимо опираться в первую очередь при работе с изделием.

Разработка конструкторской документации по ГОСТ

Разработка конструкторской документации на всех этапах проектирования должна соответствовать последовательности, утвержденной в ЕСКД, а при выборе материалов, помимо цены, учитываются требования ГОСТа; если же речь идет о сопутствующем программном продукте, при его разработке необходимо опираться на нормы ЕСПД.

Кратко о том, что представляет собой каждый из упомянутых стандартов.

ЕСКД – это единая система конструкторской документации с регламентированными правилами разработки, проектирования и сдачи документов. Это основа для разработки проектно-конструкторской документации. ЕСКД использует много положений ГОСТов, а последними из них стали:

• ГОСТ 2.051­2006: об электронных документах и их одновременном применении с бумажными;
• ГОСТ 2.052­2006: об электронной модели изделия и ее преобразовании из бумажного формата;
• ГОСТ 2.053­2006: об электронной структуре изделия на основании последних вариантов КД.

Кроме того, для разработки, оформления и обращения программных продуктов/документов применяются регламенты ЕСПД – единой системы программной документации.

Разработка технической и конструкторской документации проводится с помощью современного ПО. Один из примеров – программа Altium Designer. В ней сконцентрированы широкие возможности проектирования и попутного создания конструкторской документации.

При использовании большинства зарубежного ПО возникает необходимость адаптировать его под российские стандарты. Также часто приходится руководствоваться техническими условиями, максимально приближенными к стандартам ГОСТа.

Разработка рабочей конструкторской документации на заказ для современной аппаратуры – технологически сложный процесс, и мы рассмотрим его основные стадии по порядку.

Стадии разработки конструкторской документации

Схемные документы

Для них применяются структурные схемы, которые отражают общую структуру устройства. Перед проектированием для Altium Designer требуется выполнить грамотную настройку, для чего применяются следующие функции программы:

• Подготовка бланка форматок схемного листа: настройка конфигурации листа, формирование шаблонформатки, разработка основной надписи документа, которая должна соответствовать ГОСТу.
• Формирование библиотек схемных компонентов с соблюдением требований ЕСКД.
• Глобальная настройка графического редактора схемы: заключается в установке и отключении флажков основных опций.

Использование этих инструментов позволяет получить схемный документ, полностью или максимально соответствующий стандарту ЕСКД.

В Altium Designer возможно формирование многолистовых документов по иерархической схеме. Наиболее наглядно эту возможность демонстрируют структурные схемы, которые проще поместить в формат данного материала.

Иерархия структурных схем формируется по меньшей мере в двух проектах: PCB­проекте и зависимом от него FPGA­проекте. А комплект документации состоит из следующих видов схем:

• схема «обвязки» ПЛИС;
• схема логического ядра ПЛИС;
• схемный символ запрограммированной ПЛИС;
• схемный документ верхнего уровня PCB­проекта.

Каждый проект индивидуален, поэтому компетентные сотрудники принимают решение: принципиальными или структурными схемами будет представлен проект. В иерархическом проекте обязательно есть несколько принципиальных схем и соответствующей документации.

Текстовые документы

Это список компонентов по ГОСТ 2.702­75, а также спецификация узла по ГОСТ 2.106­96. Для их формирования требуется определить основные характеристики компонентов, которые обеспечивают данные документы необходимыми записями. Это можно сделать двумя способами:

• в схемном документе проекта;
• в процессе формирования баз данных по компонентам.

Автоматизация этого процесса теоретически возможна, но обычно требуется его доработать до регламентов ЕСКД. Необходим контроль со стороны специалиста во избежание ошибок.

Графические документы

Создавать графические материалы можно в самой программе Altium Designer. В руководстве по эксплуатации программы достаточно много указаний.

Но проще делать это, комбинируя Altium Designer с альтернативными инструментами. Наиболее популярны AutoCAD, nanoCAD, Solid Works, Autodesk Inventor, КОМПАС.

С помощью экспорта и импорта документа в различных программах, а также применением шаблонов и других инструментов удается получить необходимый набор графических документов.

Разработка программной документации позволяет подобрать программу для всех стадий проектирования.

Формирование чертежей

Разработка чертежей деталей и блоков готовых изделий – важнейший момент при производстве печатных плат и других электронных компонентов. При формировании документа отображаются такие данные как:

• развернутое изображение детали;
• размеры, допустимые отклонения и шероховатость поверхностей;
• расстояния между компонентами изделия;
• перечень необходимых технических условий;
• подробные сведения о материале.

Чертежи модулей, блоков, корпусов и других элементов играют важнейшую роль при производстве продукта. Поэтому чертеж должен быть не просто точным, но согласованным с техническими условиями изготовления детали.

Подготовка сборочных чертежей

В отличие от рабочих, сборочные чертежи деталей содержат данные, необходимые для их сборки и контроля. Такой чертеж обязательно сопровождается спецификацией.

Этот тип документации особенно необходим для плат с навесными компонентами, которые называют также печатными узлами. В этом виде чертежа обязательно отражены:

• Изображение детали: информирует о расположении и установленной связи между элементами чертежа.
• Информация для сборки и контроля платы: изображение и технические требования.
• Размеры и допустимые отклонения: параметры, которые нуждаются в контроле и выполнении по сборочному чертежу.

Последний момент особенно важен при дальнейшей работе с чертежом. При разработке чертежей изделий и деталей обязательно указываются:

• номера позиций компонентов;
• присоединительные размеры, по которым деталь объединяется с другими устройствами;
• установочные размеры, по которым деталь устанавливается на свое место;
• прочие размеры на усмотрение заказчика и по параметрам чертежа, если в них есть необходимость.

Номера позиций фиксируются с помощью выносных линий. Со стороны проектировщика очень важно грамотно расположить эти линии – таким образом, чтобы выноски были удобными для изучения и не усложняли работу с чертежом.

Чтобы изготавливать и контролировать продукт, необходимо указывать его размеры на чертеже. Но важно, чтобы они не загромождали изображение. Если в чертеже есть одинаковые элементы, не стоит повторять обозначения размеров – достаточно указать их для одной детали.

Также чертеж рассказывает об узлах, которые можно включать в схему. При условии, что она отвечает требованиям ГОСТа или индивидуальному конструкторскому варианту монтажа, эта информация обязательно присутствует в текстовой части.

Кроме того, в документе обязательно содержится следующая информация:

• размеры для справок;
• установка элементов;
• контактные площадки и выводы элементов;
• защитное покрытие платы;
• маркировка печатной платы по ГОСТу.

При указании информации о выводах стоит учитывать, что не все они фиксируются припоем: для соединения деталей может использоваться и специальный клей.

Отдельно от чертежей размещается спецификация – список всех элементов сборочной единицы и документов, на которые необходимо опираться при изготовлении деталей. Спецификация играет важную роль при планировании и запуске изделий в производство.

Стоит заметить, что для печатных плат сложность чертежа зависит от их типа. Чертежи двухсторонних металлизированных плат требуют больше работы.

Методы разработки конструкторской документации

Разработка конструкторской документации на изделие или аппаратуру – услуга, для которой стоимость и сроки определяются индивидуально. Всë зависит от технологической сложности изделия и отчасти от способа разработки КД.

КД разрабатывается тремя способами:

• ручной;
• полуавтоматический;
• автоматизированный.

Ручной метод предпочтителен, поскольку чертеж составляется под контролем специалиста. В большинстве проектов особо критические моменты прорабатываются вручную, поскольку автоматическая программа редко дает ожидаемый результат.

Зато сочетать автоматические методы с ручным имеет смысл, чтобы ускорить работу. Конструкторская документация создается в программе-проектировщике параллельно с проектированием платы, но корректируется в соответствии с действующими стандартами.

Это лишь некоторые важные моменты, касающиеся разработки КД. Пока программы-проектировщики не могут сделать всю работу за вас, важно выбрать профессионального разработчика. Мы предлагаем чертежи корпусов и модулей электроники, а также услуги по их изготовлению.