O Design Mecânico e Elétrico se Unem com o MCAD CoDesigner da Altium

Zachariah Peterson
|  Criada: Julho 16, 2021
Integração ECAD MCAD

Os designers de eletrônicos trabalhando em pequenas casas de design ou em grandes empresas frequentemente encontram um conjunto comum de desafios ao interagir com designers mecânicos. Para muitos produtos novos, os requisitos do fator de forma mecânica irão restringir a colaboração do design elétrico em termos de layout físico, localização das interfaces e seleção de componentes.

Para muitos produtos eletrônicos, os designs de placas flexíveis e rígido-flexíveis exigem uma modelagem cuidadosa do comportamento mecânico da região flexível para garantir que as restrições de fator de forma sejam satisfeitas e que as regiões flexíveis sejam confiáveis. Esses problemas são agravados por ciclos de lançamento de produtos mais rápidos, exigindo que engenheiros de design elétrico e mecânico trabalhem juntos mais do que nunca.

O sucesso nessas áreas requer uma colaboração estreita entre os domínios MCAD e ECAD para garantir que as restrições mecânicas não sejam violadas e que o design finalizado possa ser produzido em escala. Como os sistemas atuais de gestão de design e dados ainda carecem de recursos básicos de integração, a colaboração entre esses domínios ainda depende da troca de arquivos entre cada lado.

A Altium para ferramentas MCAD deu um passo à frente para ajudar as equipes de design a superar esses desafios de produtividade com a extensão MCAD CoDesigner. Esta simples utilidade conecta projetos do Altium Designer a populares aplicações elétricas 3D MCAD através da plataforma Altium 365. Unificando o tradicional fluxo de trabalho ECAD/MCAD, equipes de design multifuncionais podem eliminar muitos dos processos manuais de troca de arquivos normalmente necessários como parte do design de invólucros, definição de restrições e verificação de interferências.

Empresas inovadoras como a Quantel Laser usam o MCAD CoDesigner para colaborar em todos os aspectos do desenvolvimento de produtos. Equipes de design mistas podem ter visibilidade dos dados ECAD e MCAD através da plataforma Altium 365, o que ajuda a agilizar o desenvolvimento de produtos e elimina muitas ineficiências na colaboração ECAD/MCAD/EDMD.

Empoderando Fluxos de Trabalho Mais Eficientes

O painel CoDesigner no Altium Designer e seu painel adicional correspondente no software de colaboração MCAD permite que designers elétricos e mecânicos interajam de forma contínua, possibilitando um fluxo de trabalho colaborativo eficiente. Por trás dos bastidores, esse fluxo de trabalho é facilitado por um robusto suporte do lado do servidor, permitindo que as alterações de design sejam transferidas, revisadas e aceitas ou rejeitadas sem a necessidade de transferências manuais de arquivos em formatos de arquivo com perda. A extensão CoDesigner oferece suporte de modelo de primeira classe, preservando referências a características da placa, garantindo que atualizações de design de invólucros mecânicos em uma aplicação sejam refletidas com precisão na aplicação correspondente.

Após a conclusão da colocação inicial dos componentes pelo engenheiro de layout de PCB, torna-se tarefa do engenheiro mecânico verificar se tudo se encaixa na caixa e comunicar as alterações necessárias conforme necessário. Em muitos casos, os designers mecânicos precisam realizar verificações mecânicas detalhadas, análise de elementos finitos (FEA) e modificar a colocação para garantir que as restrições mecânicas sejam satisfeitas. A extensão CoDesigner possibilita essas tarefas e muitas outras para montagens de PCB com recursos de sincronização e modelagem.

Sincronização de Dados de Design

A capacidade MCAD CoDesigner implementa um simples processo de Push-Pull, onde atualizações são trocadas entre cada lado com um botão no painel CoDesigner. Atualizações de um lado podem ser transferidas para um colega em segundos, e isso dispara uma notificação no painel CoDesigner do colaborador. Cada lado pode acompanhar as mudanças adicionando comentários a cada operação de Push. Essa troca instantânea de dados críticos ECAD e MCAD é realizada sem a necessidade de importações e exportações manuais de arquivos IDF/IDX/STEP/DXF. Engenheiros de ambos os domínios podem se concentrar no design em vez de criar e transferir arquivos.

MCAD application file exchange
A funcionalidade push-pull no MCAD CoDesigner torna um projeto Altium acessível a um engenheiro mecânico a partir do Altium Designer.

Uma vez que o design é importado para uma aplicação MCAD, quaisquer alterações feitas na ferramenta MCAD são sincronizadas de volta para o lado ECAD com a funcionalidade Push-Pull. Uma vez que o design é puxado de volta para o Altium Designer, os dados de layout da PCB serão imediatamente atualizados para refletir mudanças no contorno da placa, cobre, posicionamento de furos ou localizações de componentes. Da mesma forma, mudanças subsequentes no Altium Designer podem ser empurradas de volta para o lado MCAD, fazendo com que o modelo da placa seja atualizado uma vez que o design é puxado de volta para a aplicação MCAD. Esta sincronização de ida e volta também é aplicada ao invólucro, que pode ser empurrado para o Altium Designer.

MCAD CoDesigner Altium 365
Os usuários do Altium Designer podem visualizar seu invólucro no Altium Designer com a funcionalidade push-pull. O plugin MCAD CoDesigner sincroniza rapidamente os dados ECAD com o Altium 365, e os designs estão imediatamente disponíveis em aplicações MCAD.

Representação Precisa do Modelo

Uma vez que uma montagem de PCB é importada para uma aplicação MCAD, o engenheiro mecânico precisa ter uma geometria precisa da placa e, em muitos casos, uma definição precisa de cobre e máscara de solda. Esse modelo preciso pode ser usado para realizar verificações mecânicas detalhadas e para simulações de análise de elementos finitos (FEA), como análise térmica ou análise de vibração.

Ambientes ECAD e MCAD Sincronizados

A extensão CoDesigner sincroniza muitos dos aspectos importantes de um ambiente ECAD em uma aplicação MCAD e vice-versa.

  1. O designer mecânico pode trabalhar com um modelo da PCBA diretamente em uma aplicação MCAD.
  2. O designer mecânico pode selecionar e compartilhar elementos de uma caixa de volta para a aplicação ECAD, permitindo que o Engenheiro Eletrônico veja um modelo do alojamento e quaisquer restrições relevantes.
  3. Como o MCAD CoDesigner trabalha diretamente com dados MCAD nativos (e com cuidado!), quaisquer restrições mecânicas e dimensões definidas entre elementos na placa nua, componentes do PCB ou caixa são preservadas durante cada sincronização. Além disso, uma vez que o ECAD permite o bloqueio de componentes no PCB, o CoDesigner sincroniza o estado “bloqueado” do ECAD com o estado “restrito” do MCAD.
  4. Um método padrão para impor restrições mecânicas em um design elétrico é definir uma região de exclusão no modelo MCAD. Como as referências do modelo são preservadas em cada lado, a exclusão pode ser definida na ferramenta de colaboração MCAD e sincronizada de volta para o lado ECAD.

Restrições Sincronizadas

As ferramentas nativas de design 3D do Altium Designer fornecem verificação de restrições e folgas em 3D, e os mesmos tipos de definições de folga e restrições podem ser inseridos em uma aplicação MCAD para uso em organizadores de objetos mecânicos e tarefas de design. Da mesma forma, essas restrições e folgas podem ser definidas na aplicação MCAD, e elas podem ser enviadas de volta para o Altium Designer. Este nível de sincronização ajuda a acelerar a verificação de interferências em ambos os lados e permite que as interferências sejam detectadas precocemente.

Ligação de Componentes ECAD e MCAD

A extensão CoDesigner sincroniza automaticamente os componentes colocados na ferramenta de colaboração MCAD com os componentes correspondentes na ferramenta ECAD e vice-versa. Isso economiza tempo na colaboração de design, pois o designer mecânico pode determinar imediatamente o local apropriado para componentes mecanicamente restritos, como conectores e furos de montagem. A colocação na aplicação MCAD ajuda a garantir que as restrições do invólucro sejam satisfeitas, pois o designer mecânico terá total visibilidade das restrições do invólucro, e as definições de componentes no lado ECAD são sincronizadas automaticamente.

Áreas de exclusão podem ser definidas como uma camada superior ou inferior na ferramenta MCAD, e essas atribuições de exclusão serão refletidas no layout da PCB e verificadas quanto a interferências contra as regras de design no lado ECAD. Se necessário, a forma de exclusão pode ser ajustada no Altium Designer e enviada de volta para o lado MCAD.

ECAD MCAD keepout
A colocação de componentes e as definições de cobre definidas no Altium Designer são refletidas na sua ferramenta MCAD.

Suporte Bidirecional para Placas Rígido-flexíveis

Montagens flexíveis e rígido-flexíveis requerem modelagem e avaliação adicionais além do que é aplicado em montagens de PCBs rígidas. O plugin MCAD CoDesigner oferece suporte para placas flexíveis e rígido-flexíveis em ambas as direções. Regiões rígidas e flexíveis, linhas de dobra e formas de placas podem ser definidas na aplicação MCAD e enviadas de volta para o Altium Designer. Uma vez que o engenheiro de layout posicione os componentes e complete o roteamento inicial, o design pode ser avaliado e visualizado previamente no lado do MCAD junto a uma caixa. O suporte bidirecional para designs rígido-flexíveis é contínuo e segue o mesmo fluxo de trabalho usado para PCBs rígidas.

Os dias em que montagens de PCB eram “jogadas por cima do muro” para os engenheiros mecânicos acabaram, e a Altium está ajudando as equipes de design a superar os desafios de produtividade e colaboração criados pelo fluxo de trabalho tradicional ECAD/MCAD. Uma ferramenta de colaboração poderosa como o MCAD CoDesigner da Altium ajuda a fechar a lacuna entre os domínios ECAD e MCAD. Centenas de empresas contam com a extensão MCAD CoDesigner da Altium para se manterem produtivas e produzirem designs mais avançados em menos tempo.

Em vez de passar por transferências de arquivos repetitivas para colaborar com usuários de MCAD, use o plugin MCAD CoDesigner para Altium Designer. Os designs de PCB podem ser importados para o SolidWorks, Autodesk Inventor, Fusion 360 ou PTC Creo através da plataforma Altium 365, oferecendo tudo o que é necessário para o desenvolvimento de produtos em um fluxo de trabalho simplificado.

Apenas começamos a explorar a integração ECAD/MCAD/EDMD e o que mais é possível com o Altium Designer no Altium 365. Inicie sua avaliação gratuita do Altium Designer + Altium 365 hoje.

Sobre o autor

Sobre o autor

Zachariah Peterson tem vasta experiência técnica na área acadêmica e na indústria. Atualmente, presta serviços de pesquisa, projeto e marketing para empresas do setor eletrônico. Antes de trabalhar na indústria de PCB, lecionou na Portland State University e conduziu pesquisas sobre teoria, materiais e estabilidade de laser aleatório. A experiência de Peterson em pesquisa científica abrange assuntos relacionados aos lasers de nanopartículas, dispositivos semicondutores eletrônicos e optoeletrônicos, sensores ambientais e padrões estocásticos. Seu trabalho foi publicado em mais de uma dezena de jornais avaliados por colegas e atas de conferência, além disso, escreveu mais de dois mil artigos técnicos sobre projeto de PCB para diversas empresas. É membro da IEEE Photonics Society, da IEEE Electronics Packaging Society, da American Physical Society e da Printed Circuit Engineering Association (PCEA). Anteriormente, atuou como membro com direito a voto no Comitê Consultivo Técnico de Computação Quântica do INCITS, onde trabalhou em padrões técnicos para eletrônica quântica e, no momento, atua no grupo de trabalho P3186 do IEEE, que tem como foco a interface de portas que representam sinais fotônicos com simuladores de circuitos da classe SPICE.

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