Il design meccanico ed elettrico si uniscono con MCAD CoDesigner di Altium

Zachariah Peterson
|  Creato: luglio 16, 2021
Integrazione ECAD MCAD

I progettisti di elettronica che lavorano in piccoli studi di progettazione o in grandi imprese si trovano spesso di fronte a un insieme comune di sfide quando devono interfacciarsi con i progettisti meccanici. Per molti nuovi prodotti, i requisiti del fattore di forma meccanico limiteranno la collaborazione nella progettazione elettrica in termini di layout fisico, posizionamento delle interfacce e selezione dei componenti.

Per molti prodotti elettronici, i progetti di schede flessibili e rigido-flessibili richiedono una modellazione attenta del comportamento meccanico della regione flessibile per garantire che i vincoli del fattore di forma siano soddisfatti e che le regioni flessibili siano affidabili. Questi problemi sono aggravati da cicli di rilascio dei prodotti più rapidi, che richiedono ai progettisti elettrici e meccanici di lavorare insieme più che mai.

Il successo in queste aree richiede una stretta collaborazione tra i domini MCAD e ECAD per garantire che i vincoli meccanici non siano violati e che il progetto finale possa essere prodotto su larga scala. Poiché i sistemi odierni di gestione del design e dei dati mancano ancora di funzionalità di integrazione di base, la collaborazione tra questi domini si basa ancora sullo scambio di file tra le due parti.

Altium ha fatto un passo avanti verso gli strumenti MCAD per aiutare i team di progettazione a superare queste sfide di produttività con l'estensione MCAD CoDesigner. Questo semplice strumento collega i progetti di Altium Designer alle popolari applicazioni MCAD elettriche 3D tramite la piattaforma Altium 365. Unificando il tradizionale flusso di lavoro ECAD/MCAD, i team di progettazione multifunzionali possono eliminare molti dei processi manuali di scambio di file normalmente richiesti come parte della progettazione dell'involucro, della definizione dei vincoli e del controllo delle interferenze.

Aziende innovative come Quantel Laser utilizzano il MCAD CoDesigner per collaborare su tutti gli aspetti dello sviluppo del prodotto. I team di progettazione misti possono avere visibilità sui dati ECAD e MCAD tramite la piattaforma Altium 365, il che aiuta a semplificare lo sviluppo del prodotto ed elimina molte inefficienze nella collaborazione ECAD/MCAD/EDMD.

Abilitare Flussi di Lavoro Più Efficienti

Il pannello CoDesigner in Altium Designer e il suo pannello add-on corrispondente nel software di collaborazione MCAD permettono ai progettisti elettrici e meccanici di interagire senza soluzione di continuità, abilitando un flusso di lavoro collaborativo efficiente. Dietro le quinte, questo flusso di lavoro è facilitato da un robusto supporto lato server che consente di trasferire, rivedere e accettare o rifiutare le modifiche al design senza la necessità di trasferimenti manuali di file in formati di file perdenti. L'estensione CoDesigner fornisce un supporto modello di prima classe preservando i riferimenti alle caratteristiche della scheda, assicurando che gli aggiornamenti del design dell'involucro meccanico in un'applicazione siano accuratamente riflessi nell'applicazione corrispondente.

Dopo che il posizionamento iniziale dei componenti è completato dall'ingegnere di layout PCB, diventa compito dell'ingegnere meccanico verificare che tutto si adatti all'involucro e comunicare le modifiche necessarie come necessario. In molti casi, i progettisti meccanici devono eseguire controlli meccanici dettagliati, analisi degli elementi finiti (FEA) e modificare il posizionamento per garantire che le restrizioni meccaniche siano soddisfatte. L'estensione CoDesigner consente queste attività e molte altre per gli assemblaggi PCB con funzionalità di sincronizzazione e modellazione.

Sincronizzazione dei Dati di Progettazione

La capacità MCAD CoDesigner implementa un semplice processo Push-Pull, dove gli aggiornamenti vengono scambiati tra le parti con un pulsante nel pannello CoDesigner. Gli aggiornamenti da un lato possono essere trasferiti a un collega in pochi secondi, e ciò attiva una notifica nel pannello CoDesigner del collaboratore. Ogni parte può tenere traccia dei cambiamenti aggiungendo commenti a ogni operazione di Push. Questo scambio istantaneo di dati critici ECAD e MCAD viene realizzato senza la necessità di importazioni ed esportazioni manuali di file IDF/IDX/STEP/DXF. Gli ingegneri in entrambi i domini possono concentrarsi sulla progettazione invece di creare e trasferire file.

MCAD application file exchange
La funzionalità push-pull nel MCAD CoDesigner rende un progetto Altium accessibile a un ingegnere meccanico all'interno di Altium Designer.

Una volta che il progetto è importato in un'applicazione MCAD, qualsiasi modifica effettuata nello strumento MCAD viene sincronizzata di nuovo verso il lato ECAD con la funzionalità Push-Pull. Una volta che il progetto è riportato in Altium Designer, i dati del layout del PCB si aggiorneranno immediatamente per riflettere le modifiche nel contorno della scheda, nel rame, nella posizione dei fori o nelle posizioni dei componenti. Allo stesso modo, le modifiche successive in Altium Designer possono essere spinte di nuovo verso il lato MCAD, causando l'aggiornamento del modello della scheda una volta che il progetto è riportato nell'applicazione MCAD. Questa sincronizzazione avanti e indietro è applicata anche al contenitore, che può essere spinto in Altium Designer.

MCAD CoDesigner Altium 365
Gli utenti di Altium Designer possono visualizzare il loro involucro in Altium Designer con la funzionalità push-pull. Il plugin MCAD CoDesigner sincronizza rapidamente i dati ECAD con Altium 365 e i progetti sono immediatamente disponibili nelle applicazioni MCAD.

Rappresentazione Precisa del Modello

Una volta che un assemblaggio PCB è importato in un'applicazione MCAD, l'ingegnere meccanico ha bisogno di avere una geometria precisa della scheda e, in molti casi, una definizione precisa del rame e della maschera di saldatura. Questo modello preciso può essere utilizzato per eseguire controlli meccanici dettagliati e per simulazioni di analisi degli elementi finiti (FEA), come l'analisi termica o l'analisi delle vibrazioni.

Ambienti ECAD e MCAD Sincronizzati

L'estensione CoDesigner sincronizza molti degli aspetti importanti di un ambiente ECAD in un'applicazione MCAD e viceversa.

  1. Il progettista meccanico può lavorare con un modello del PCBA direttamente in un'applicazione MCAD.
  2. Il progettista meccanico può selezionare e condividere elementi di un involucro di ritorno all'applicazione ECAD, consentendo all'EE di vedere un modello dell'alloggiamento e qualsiasi vincolo pertinente.
  3. Poiché il MCAD CoDesigner lavora direttamente (e con attenzione!) con dati MCAD nativi, qualsiasi vincolo meccanico e dimensione definita tra elementi sulla scheda nuda, componenti PCB o involucro sono preservati durante ogni sincronizzazione. Inoltre, dato che ECAD permette di bloccare i componenti sul PCB, CoDesigner sincronizza lo stato "bloccato" di ECAD con lo stato "vincolato" di MCAD.
  4. Un metodo standard per imporre vincoli meccanici in un progetto elettrico è definire una regione di esclusione nel modello MCAD. Poiché i riferimenti al modello sono preservati su entrambi i lati, l'esclusione può essere definita nello strumento di collaborazione MCAD e sincronizzata di ritorno al lato ECAD.

Vincoli Sincronizzati

Gli strumenti di progettazione nativi in 3D di Altium Designer forniscono controllo di vincoli e distanze in 3D, e gli stessi tipi di definizioni di distanza e vincoli possono essere inseriti in un'applicazione MCAD per l'uso in organizzatori di oggetti meccanici e compiti di progettazione. Allo stesso modo, questi vincoli e distanze possono essere definiti nell'applicazione MCAD, e possono essere spinti di ritorno in Altium Designer. Questo livello di sincronizzazione aiuta ad accelerare il controllo delle interferenze su entrambi i lati e permette di individuare le interferenze in anticipo.

Collegamento Componenti ECAD e MCAD

L'estensione CoDesigner sincronizza automaticamente i componenti posizionati nello strumento di collaborazione MCAD con i corrispondenti componenti nello strumento ECAD e viceversa. Questo risparmia tempo nella collaborazione di progettazione poiché il progettista meccanico può immediatamente determinare la posizione appropriata per componenti meccanicamente vincolati, come connettori e fori di montaggio. Il posizionamento nell'applicazione MCAD aiuta a garantire che i vincoli dell'involucro siano soddisfatti poiché il progettista meccanico avrà piena visibilità dei vincoli dell'involucro, e le definizioni dei componenti sul lato ECAD vengono sincronizzate automaticamente.

Il keep-out può essere definito come un layer superiore o inferiore nello strumento MCAD, e queste assegnazioni di keep-out saranno riflesse nel layout del PCB e controllate per interferenze rispetto alle regole di progettazione sul lato ECAD. Se necessario, la forma del keep-out può essere regolata in Altium Designer e riportata sul lato MCAD.

ECAD MCAD keepout
Il posizionamento dei componenti e le definizioni del rame definite in Altium Designer vengono riflessi nel tuo strumento MCAD.

Supporto Bidirezionale per Schede Rigid-flex

Le assemblaggi flessibili e rigido-flessibili richiedono una modellazione e una valutazione aggiuntive rispetto a quelle applicate negli assemblaggi PCB rigidi. Il plugin MCAD CoDesigner fornisce supporto per schede flessibili e rigido-flessibili in entrambe le direzioni. Regioni rigide e flessibili, linee di piegatura e forme della scheda possono essere definite nell'applicazione MCAD e reimportate in Altium Designer. Una volta che l'ingegnere di layout posiziona i componenti e completa il routing iniziale, il design può essere valutato e visualizzato in anteprima sul lato MCAD insieme a un involucro. Il supporto bidirezionale per i design rigido-flessibili è fluido e segue lo stesso flusso di lavoro utilizzato per i PCB rigidi.

I tempi in cui gli assemblaggi PCB venivano "lanciati oltre il muro" agli ingegneri meccanici sono finiti, e Altium sta aiutando i team di progettazione a superare le sfide di produttività e collaborazione create dal tradizionale flusso di lavoro ECAD/MCAD. Uno strumento di collaborazione potente come il MCAD CoDesigner di Altium aiuta a colmare il divario tra i domini ECAD e MCAD. Centinaia di aziende si affidano all'estensione MCAD CoDesigner di Altium per rimanere produttive e produrre design più avanzati in meno tempo.

Invece di passare attraverso ripetitivi trasferimenti di file per collaborare con gli utenti MCAD, utilizza il plugin MCAD CoDesigner per Altium Designer. I progetti PCB possono essere importati in SolidWorks, Autodesk Inventor, Fusion 360 o PTC Creo attraverso la piattaforma Altium 365, offrendoti tutto il necessario per lo sviluppo del prodotto in un flusso di lavoro ottimizzato.

Abbiamo appena sfiorato la superficie dell'integrazione ECAD/MCAD/EDMD e di ciò che è possibile con Altium Designer su Altium 365. Inizia oggi la tua prova gratuita di Altium Designer + Altium 365.

Sull'Autore

Sull'Autore

Zachariah Peterson ha una vasta esperienza tecnica nel mondo accademico e industriale. Prima di lavorare nel settore dei PCB, ha insegnato alla Portland State University. Ha condotto la sua Fisica M.S. ricerche sui sensori di gas chemisorptivi e il suo dottorato di ricerca in fisica applicata, ricerca sulla teoria e stabilità del laser casuale. Il suo background nella ricerca scientifica abbraccia temi quali laser a nanoparticelle, dispositivi semiconduttori elettronici e optoelettronici, sistemi ambientali e analisi finanziaria. Il suo lavoro è stato pubblicato in diverse riviste specializzate e atti di conferenze e ha scritto centinaia di blog tecnici sulla progettazione di PCB per numerose aziende. Zachariah lavora con altre società del settore PCB fornendo servizi di progettazione e ricerca. È membro della IEEE Photonics Society e dell'American Physical Society.

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