El diseño mecánico y eléctrico se unen con el MCAD CoDesigner de Altium

Zachariah Peterson
|  Creado: Julio 16, 2021
Integración ECAD MCAD

Los diseñadores electrónicos que trabajan tanto en pequeñas casas de diseño como en grandes empresas a menudo se encuentran con un conjunto común de desafíos al interactuar con los diseñadores mecánicos. Para muchos productos nuevos, los requisitos del factor de forma mecánico limitarán la colaboración en el diseño eléctrico en términos de disposición física, ubicación de interfaces y selección de componentes.

Para muchos productos electrónicos, los diseños de placas flexibles y rígido-flexibles requieren un modelado cuidadoso del comportamiento mecánico de la región flexible para asegurar que se satisfagan las restricciones del factor de forma y que las regiones flexibles sean fiables. Estos problemas se ven agravados por ciclos de lanzamiento de productos más rápidos, lo que requiere que los ingenieros de diseño eléctrico y mecánico trabajen juntos más que nunca.

El éxito en estas áreas requiere una colaboración estrecha entre los dominios de MCAD y ECAD para asegurar que no se violen las restricciones mecánicas y que el diseño finalizado pueda producirse a gran escala. Debido a que los sistemas actuales de gestión de diseño y datos aún carecen de características básicas de integración, la colaboración entre estos dominios todavía depende del intercambio de archivos entre cada lado.

Altium ha mejorado las herramientas de MCAD para ayudar a los equipos de diseño a superar estos desafíos de productividad con la extensión MCAD CoDesigner. Esta sencilla utilidad conecta proyectos de Altium Designer con populares aplicaciones de MCAD eléctrico 3D a través de la plataforma Altium 365. Al unificar el flujo de trabajo tradicional ECAD/MCAD, los equipos de diseño multifuncionales pueden eliminar muchos de los procesos manuales de intercambio de archivos normalmente requeridos como parte del diseño de la carcasa, la definición de restricciones y la verificación de interferencias.

Empresas innovadoras como Quantel Laser utilizan el MCAD CoDesigner para colaborar en todos los aspectos del desarrollo del producto. Los equipos de diseño mixtos pueden tener visibilidad de los datos ECAD y MCAD a través de la plataforma Altium 365, lo que ayuda a agilizar el desarrollo del producto y elimina muchas ineficiencias en la colaboración ECAD/MCAD/EDMD.

Empoderando flujos de trabajo más eficientes

El panel CoDesigner en Altium Designer y su panel adicional correspondiente en el software de colaboración MCAD permite que los diseñadores eléctricos y mecánicos interactúen sin problemas, habilitando un flujo de trabajo colaborativo eficiente. Detrás de escena, este flujo de trabajo es facilitado por un robusto soporte del lado del servidor que permite que los cambios de diseño se transfieran, revisen y acepten o rechacen sin necesidad de transferencias manuales de archivos en formatos de archivo con pérdida. La extensión CoDesigner proporciona un soporte de modelo de primera clase al preservar referencias a características de la placa, asegurando que las actualizaciones de diseño de la carcasa mecánica en una aplicación se reflejen con precisión en la aplicación correspondiente.

Después de que el ingeniero de diseño de PCBs completa la colocación inicial de los componentes, se convierte en el trabajo del ingeniero mecánico verificar que todo encaje en la carcasa y comunicar los cambios necesarios según sea necesario. En muchos casos, los diseñadores mecánicos necesitan realizar controles mecánicos detallados, análisis de elementos finitos (FEA) y modificar la colocación para asegurar que se satisfagan las restricciones mecánicas. La extensión CoDesigner permite estas tareas y muchas más para ensamblajes de PCB con características de sincronización y modelado.

Sincronización de Datos de Diseño

La capacidad de MCAD CoDesigner implementa un simple proceso de Empujar-Tirar, donde las actualizaciones se intercambian entre cada lado con un botón en el panel de CoDesigner. Las actualizaciones de un lado se pueden transferir a un colega en segundos, y esto desencadena una notificación en el panel de CoDesigner del colaborador. Cada lado puede llevar un registro de los cambios agregando comentarios a cada operación de Empujar. Este intercambio instantáneo de datos críticos de ECAD y MCAD se logra sin la necesidad de importaciones y exportaciones manuales de archivos IDF/IDX/STEP/DXF. Los ingenieros en ambos dominios pueden concentrarse en el diseño en lugar de crear y transferir archivos.

MCAD application file exchange
La funcionalidad de push-pull en MCAD CoDesigner hace que un proyecto de Altium sea accesible para un ingeniero mecánico desde Altium Designer.

Una vez que el diseño se importa en una aplicación MCAD, cualquier cambio realizado en la herramienta MCAD se sincroniza de vuelta al lado ECAD con la funcionalidad de Empuje-Tirón (Push-Pull). Una vez que el diseño se reintegra en Altium Designer, los datos de la disposición del PCB se actualizarán inmediatamente para reflejar cambios en el contorno de la placa, cobre, colocación de agujeros o ubicaciones de componentes. De manera similar, los cambios subsiguientes en Altium Designer pueden empujarse de vuelta al lado MCAD, provocando que el modelo de la placa se actualice una vez que el diseño se reintegra en la aplicación MCAD. Esta sincronización de ida y vuelta también se aplica a la carcasa, la cual puede introducirse en Altium Designer.

MCAD CoDesigner Altium 365
Los usuarios de Altium Designer pueden ver su carcasa en Altium Designer con la funcionalidad de push-pull. El complemento MCAD CoDesigner sincroniza rápidamente los datos de ECAD con Altium 365, y los diseños están inmediatamente disponibles en las aplicaciones de MCAD.

Representación Precisa del Modelo

Una vez que un ensamblaje de PCB se importa en una aplicación MCAD, el ingeniero mecánico necesita tener una geometría precisa de la placa y, en muchos casos, una definición precisa del cobre y la máscara de soldadura. Ese modelo preciso puede utilizarse para realizar chequeos mecánicos detallados y para simulaciones de análisis de elementos finitos (FEA), como análisis térmico o análisis de vibración.

Ambientes ECAD y MCAD Sincronizados

La extensión CoDesigner sincroniza muchos de los aspectos importantes de un ambiente ECAD en una aplicación MCAD y viceversa.

  1. El diseñador mecánico puede trabajar con un modelo del PCBA directamente en una aplicación MCAD.
  2. El diseñador mecánico puede seleccionar y compartir elementos de una carcasa de vuelta a la aplicación ECAD, permitiendo al ingeniero eléctrico ver un modelo de la vivienda y cualquier restricción relevante.
  3. Debido a que el MCAD CoDesigner trabaja directamente (¡y con cuidado!) con datos nativos de MCAD, cualquier restricción mecánica y dimensiones definidas entre elementos en la placa desnuda, componentes del PCB o carcasa se preservan durante cada sincronización. Además, dado que ECAD permite bloquear componentes en el PCB, CoDesigner sincroniza el estado "bloqueado" de ECAD con el estado "restringido" de MCAD.
  4. Un método estándar para hacer cumplir restricciones mecánicas en un diseño eléctrico es definir una región de exclusión en el modelo MCAD. Dado que las referencias de modelo se preservan en cada lado, se puede definir una exclusión en la herramienta de colaboración MCAD y sincronizarse de vuelta al lado ECAD.

Restricciones Sincronizadas

Las herramientas de diseño 3D nativas de Altium Designer proporcionan verificación de restricciones y holguras en 3D, y los mismos tipos de definiciones de holgura y restricciones pueden introducirse en una aplicación MCAD para su uso en organizadores de objetos mecánicos y tareas de diseño. De manera similar, estas restricciones y holguras pueden definirse en la aplicación MCAD, y pueden reintroducirse en Altium Designer. Este nivel de sincronización ayuda a acelerar la verificación de interferencias en ambos lados y permite detectar interferencias tempranamente.

Vinculación de Componentes ECAD y MCAD

La extensión CoDesigner sincroniza automáticamente los componentes colocados en la herramienta de colaboración MCAD con los componentes correspondientes en la herramienta ECAD y viceversa. Esto ahorra tiempo en la colaboración de diseño ya que el diseñador mecánico puede determinar inmediatamente la ubicación apropiada para componentes mecánicamente restringidos, como conectores y orificios de montaje. La colocación en la aplicación MCAD ayuda a asegurar que se satisfagan las restricciones del recinto, ya que el diseñador mecánico tendrá plena visibilidad de las restricciones del recinto, y las definiciones de componentes en el lado ECAD se sincronizan automáticamente.

El área de exclusión puede definirse como una capa superior o inferior en la herramienta MCAD, y estas asignaciones de área de exclusión se reflejarán en el diseño del PCB y se verificarán en busca de interferencias contra las reglas de diseño en el lado ECAD. Si es necesario, la forma del área de exclusión puede ajustarse en Altium Designer y enviarse de vuelta al lado MCAD.

ECAD MCAD keepout
La colocación de componentes y las definiciones de cobre definidas en Altium Designer se reflejan en su herramienta de MCAD.

Soporte Bidireccional para Placas Rígido-flexibles

Las ensamblajes flexibles y rígido-flexibles requieren modelado y evaluación adicionales más allá de lo que se aplica en ensamblajes de PCB rígidos. El complemento MCAD CoDesigner proporciona soporte para placas flexibles y rígido-flexibles en ambas direcciones. Las regiones rígidas y flexibles, líneas de doblado y formas de la placa pueden definirse en la aplicación MCAD y reintegrarse en Altium Designer. Una vez que el ingeniero de diseño coloca los componentes y completa el enrutamiento inicial, el diseño puede evaluarse y previsualizarse en el lado de MCAD junto con una carcasa. El soporte bidireccional para diseños rígido-flexibles es fluido y sigue el mismo flujo de trabajo utilizado para PCBs rígidos.

Los días en que los ensamblajes de PCB se “lanzaban por encima del muro” a los ingenieros mecánicos han terminado, y Altium está ayudando a los equipos de diseño a superar los desafíos de productividad y colaboración creados por el flujo de trabajo tradicional ECAD/MCAD. Una herramienta de colaboración poderosa como el MCAD CoDesigner de Altium ayuda a cerrar la brecha entre los dominios ECAD y MCAD. Cientos de empresas confían en la extensión MCAD CoDesigner de Altium para mantenerse productivas y producir diseños más avanzados en menos tiempo.

En lugar de pasar por transferencias de archivos repetitivas para colaborar con usuarios de MCAD, utiliza el plugin MCAD CoDesigner para Altium Designer. Los diseños de PCB pueden importarse en SolidWorks, Autodesk Inventor, Fusion 360 o PTC Creo a través de la plataforma Altium 365, brindándote todo lo necesario para el desarrollo de productos en un flujo de trabajo optimizado.

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Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson tiene una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Actualmente brinda servicios de investigación, diseño y marketing a empresas de la industria electrónica. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland y realizó investigaciones sobre la teoría, los materiales y la estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas de láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sensores ambientales y estocástica. Su trabajo ha sido publicado en más de una docena de revistas revisadas por pares y actas de congresos, y ha escrito más de 1000 blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Es miembro de IEEE Photonics Society, IEEE Electronics Packaging Society, American Physical Society y Printed Circuit Engineering Association (PCEA), y anteriormente se desempeñó en el Comité Asesor Técnico de Computación Cuántica de INCITS.

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