Integrate i vostri strumenti ECAD con il software di progettazione meccanica

Zachariah Peterson
|  Created: July 14, 2019  |  Updated: April 24, 2020

La comunicazione tra i team ECAD e MCAD può assomigliare al famoso gioco del telefono senza fili

Avete mai giocato al telefono senza fili da bambini? A causa delle incomprensioni che avvengono lungo il percorso, il messaggio e il concetto originali sono completamente stravolti quando tornano al mittente. Questa è la stessa cosa che succede quando i team di progettazione meccanica ed elettrica sono confinati in gruppi diversi. La collaborazione si interrompe e la comunicazione diventa difficile. Il team meccanico non sa cosa sta facendo il team elettrico e viceversa.

Oggi come oggi, probabilmente avete difficoltà a ricordare l’ultima volta in cui è stato rilasciato un nuovo prodotto che fosse totalmente meccanico. La collaborazione con un team di progettazione elettrica è fondamentale per la progettazione PCB moderna, mentre la collaborazione tra i progettisti elettrici e meccanici è indispensabile per creare un prodotto completo. Grazie agli strumenti software appropriati, le svariate metodologie usate da ogni gruppo di progettisti stanno finalmente convergendo in un flusso di lavoro coerente e costante.

Progettazione elettrica e meccanica: una storia di collaborazione

Le porzioni elettriche e meccaniche tipiche della progettazione di un prodotto iniziano su percorsi diversi in programmi diversi. Mentre il PCB si avvicina al completamento, arriva il momento di assicurarsi che possa essere inserito nel suo alloggiamento. A questo punto, inizia un processo iterativo, in cui i progettisti meccanici ed elettrici apportano piccole modifiche al layout del PCB e al design dell’alloggiamento al fine di soddisfare i requisiti di ognuno.

Ovviamente, ciò causa iterazioni inutili della modifica del design, ritardando la produzione e il time-to-market. In alcuni casi, è impossibile individuare la presenza di un disaccordo tra i due gruppi di designer finché non si ricevono le schede dalla prototipazione. Nel peggiore dei casi, una modifica dal punto di vista meccanico potrebbe completamente inibire la funzionalità elettrica desiderata.

Ad esempio, potreste scoprire che i fori di montaggio non sono allineati, le manopole o i pulsanti non corrispondono alle posizioni a cui erano destinazioni nel pannello frontale o semplicemente il PCB non riesce a entrare nel suo alloggiamento. Tutto questo si verifica a causa di incomprensioni tra i designer elettrici e meccanici. Un designer meccanico potrebbe apportare una modifica dell’ultimo minuto all’alloggiamento senza comunicarlo ai designer del PCB, oppure un designer del PCB potrebbe scambiare un componente senza consultare il designer meccanico, facendo sì che il PCB non possa più essere inserito nel suo pacchetto.

Wireframe for a robotic arm

La robotica è un’area che richiede software di progettazione elettrica e meccanica ultra-accurati

Considerazioni su una progettazione di prodotti efficace

I designer elettrici e meccanici si sono già accorti del valore di questo tipo di collaborazione. Secondo un sondaggio del 2018, l’83% degli ingegneri (N = 265) riconosce il valore di una migliore integrazione tra i software di progettazione elettrica e meccanica. Quanto meno, ciò consente di eliminare la necessità per i designer di incontrarsi per trovare una soluzione ai requisiti di ogni team, o di impedire l’esecuzione di prototipazioni storpiate.

Molti importanti requisiti di progettazione elettrica possono essere soddisfatti meccanicamente. La messa a terra dello chassis, la sicurezza ESD e la protezione EMC sono i tre aspetti elettrici importanti strettamente correlati alla progettazione meccanica. Per soddisfare questi tre requisiti elettrici senza violare alcun vincolo meccanico occorre progettare un alloggiamento in metallo con estrema attenzione.

Un altro aspetto della progettazione meccanica correlato alla progettazione e al layout del PCB è la gestione termica. Un alloggiamento deve avere una determinata massa termica per poter impedire il surriscaldamento del pacchetto durante l’uso. Ciò è particolarmente importante nei dispositivi portatili. Nel caso del raffreddamento attivo, l’alloggiamento deve lasciare un flusso d’aria sufficiente per consentire l’abbassamento della temperatura dei componenti attivi a un livello sicuro.

Engineer using mechanical design software

I designer meccanici non devono essere tenuti separati dai designer dei PCB

I punti elencati sopra sono solo alcuni esempi che illustrano il valore offerto dal software di progettazione elettrica e meccanica integrato. Forse il valore maggiore fornito dal software integrato è il miglioramento della collaborazione e della comunicazione tra i membri del team.

Collaborazione con il software di progettazione elettrica e meccanica

Quando si tratta di progettare prodotti elettronici con alloggiamenti meccanici complessi, i designer elettrici e meccanici devono restare in comunicazione per assicurare che il prodotto finale soddisfi gli standard industriali e funzioni come richiesto. La comunicazione non si limita a tenere informate tutte le persone presenti nello stesso ufficio. Occorrono strumenti di collaborazione reali che offrano informazioni costanti a entrambi i lati di un team di progettazione.

Con la piattaforma ECAD giusta che si integra direttamente con il software di progettazione meccanica, il vostro team riuscirà a trattare la progettazione dei prodotti in maniera olistica e collaborativa. I designer possono vedere un modello meccanico del loro PCB sulla piattaforma di progettazione elettrica e sul software di progettazione meccanica. Ciò contribuisce a eliminare gli errori legati al posizionamento dei componenti e alle distanze, aiuta i designer meccanici a identificare le modifiche da apportare agli alloggiamenti e, soprattutto, permette ai designer meccanici ed elettrici di esaminare i dati di progettazione gli uni degli altri. Nel complesso, ciò aiuta a garantire la compatibilità tra le porzioni elettrica e meccanica di un nuovo prodotto.

I designer che lavorano su questo tipo di piattaforma possono, inoltre, adattare un PCB in modo che possa essere usato con sistemi di produzione aggiuntivi. Tali sistemi richiedono istruzioni di stampa specifiche generate dal software di progettazione meccanica; per generare le istruzioni di stampa richieste sarà necessario importare un modello meccanico del progetto nella piattaforma MCAD. L’uso di questa piattaforma integrata consente di risparmiare notevoli quantità di tempo poiché potete progettare la porzione meccanica, la porzione elettrica e le istruzioni di stampa da un’unica piattaforma.

Se volete usufruire dei vantaggi offerti da un flusso di lavoro unificato che integri gli strumenti ECAD e il software di progettazione meccanica, scegliete Altium Designer e le funzionalità di collaborazione MCAD presenti in Altium Concord Pro. In questo modo i team hanno un set di strumenti completo per progettare un layout elettrico per un PCB e il suo alloggiamento. Le funzioni di gestione dei dati presenti in Altium Concord Pro® offrono ai designer informazioni in tempo reale sulla visibilità della catena di approvvigionamento e sull’obsolescenza in un unico programma.

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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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