Zintegruj swoje narzędzia ECAD z oprogramowaniem do projektowania elementów mechanicznych

Zachariah Peterson
|  July 14, 2019

Komunikacja między zespołami ECAD i MCAD może być jak zabawa w głuchy telefon

Chyba każdemu zdarzyło się bawić w dzieciństwie w głuchy telefon. Gdy wiadomość powraca do wysyłającego, kolejne błędy w komunikacji pojawiające się po drodze powodują, że pierwotna wiadomość i idea są całkowicie zmodyfikowane. Ta samo dzieje się wtedy, gdy zespoły projektowe mechaników i elektryków działają odrębnie w różnych grupach. Współpraca się załamuje i komunikacja staje się coraz trudniejsza. Zespół mechaniczny nie wie, co robi zespół elektryczny i odwrotnie.

Dziś prawdopodobnie trudno byłoby sobie przypomnieć, kiedy po raz ostatni pojawił się nowy produkt, który był całkowicie mechaniczny. Współpraca w ramach zespołu projektowego elektryków ma kluczowe znaczenie dla współczesnych projektów PCB, a współpraca między projektantami elektrycznymi i mechanicznymi ma krytyczny wpływ na tworzenie całego produktu. Rozbieżne metody stosowane przez poszczególne grupy projektantów w końcu stają się zbieżne dzięki odpowiednim narzędziom programowym, łącząc się w jednolity, spójny przepływ pracy

Projektowanie elektryczne i mechaniczne: historia współpracy

Typowe mechaniczne i elektryczne części projektowania produktu rozpoczynają się w różnych punktach w różnych programach. Gdy projekt PCB zbliża się do ukończenia, przychodzi czas na sprawdzenie, czy płytka PCB zmieści się w swojej obudowie. W tym punkcie zaczyna się proces iteratywny, w którym projektanci mechaniczni i elektryczni wprowadzają niewielkie zmiany w układzie płytki PCB i konstrukcji obudowy, żeby uwzględnić wymogi drugiej strony.

Oczywiście prowadzi to do zbędnych iteracji modyfikacji projektu. To z kolei opóźnia rozpoczęcie produkcji i skierowanie produktu na rynek. W niektórych przypadkach można nawet nie zauważyć żadnych rozbieżności pomiędzy tymi dwiema grupami projektantów do momentu, gdy płytki zostaną poddane testom prototypów. W najgorszym przypadku modyfikacje konstrukcji mechanicznej mogą całkowicie zniweczyć pożądaną funkcjonalność elektryczną.

Przykładowo może się okazać, że otwory montażowe nie są wyrównane, tarcze lub przyciski nie znajdują się w zamierzonych miejscach na przednim panelu lub płytka PCB po prostu nie pasuje do obudowy. Źródłem wszystkich tych problemów jest niewłaściwa komunikacja między projektantami elektrycznymi i mechanicznymi. Projektant mechaniczny może w ostatniej chwili zmodyfikować obudowę, nie mówiąc o tym projektantom PCB, albo projektant PCB może zamienić komponent, nie konsultując się z projektantem mechanicznym, przez co płytka PCB przestanie pasować do przeznaczonej dla niej obudowy.

Wireframe for a robotic arm

Robotyka to jedna z tych dziedzin, gdzie potrzebne jest niezwykle precyzyjne oprogramowanie do projektowania elektrycznego i mechanicznego

Uwagi dotyczące udanego projektu produktu

Projektanci elektryczni i mechaniczni już dostrzegają wartość tego rodzaju współpracy. Zgodnie z ankietą z 2018 r. 83% inżynierów (N = 265) docenia wartość lepszej integracji ECAD i MCAD. Pozwala to co najmniej wyeliminować zbędne spotkania projektantów, które są poświęcone analizie wzajemnych wymogów, albo może zapobiec nieudanym testom prototypów.

Wiele istotnych wymogów projektów elektrycznych można spełnić mechanicznie. Uziemienie podstawy montażowej, bezpieczeństwo elektrostatyczne ESD oraz kompatybilność elektromagnetyczna to trzy ważne aspekty elektryczne, które są ściśle związane z konstrukcją mechaniczną. Spełnienie wszystkich trzech wymogów elektrycznych bez naruszenia żadnych ograniczeń mechanicznych wymaga precyzyjnego zaprojektowania metalowej obudowy.

Innym aspektem projektu mechanicznego, który jest powiązany z projektem i układem płytki PCB, jest zarządzanie ciepłem. Obudowa musi mieć określoną masę termiczną, aby zapobiec nadmiernemu przegrzewaniu się układu podczas działania. Jest to szczególnie istotne w urządzeniach przenośnych. W przypadku aktywnego chłodzenia obudowa musi umożliwiać wystarczający przepływ powietrza, aby obniżyć temperaturę aktywnych komponentów do bezpiecznego poziomu.

Engineer using mechanical design software

Konstruktorzy mechaniczni nie muszą być odizolowani od konstruktorów PCB

Punkty wyszczególnione powyżej to tylko kilka przykładów ilustrujących korzyści zapewniane przez zintegrowane oprogramowanie do projektowania elektrycznego i mechanicznego. Największą korzyścią wynikającą ze stosowania oprogramowania zintegrowanego może być lepsza współpraca i komunikacja pomiędzy członkami zespołów.

Współpraca przy użyciu oprogramowania do projektowania elektrycznego i mechanicznego

Gdy trzeba zaprojektować produkty elektroniczne ze skomplikowanymi obudowami mechanicznymi, projektanci elektryczni i mechaniczni muszą stale się komunikować, aby dopilnować, że produkt finalny będzie spełniał normy branżowe i działał w zamierzony sposób. Komunikacja to coś więcej niż przebywanie wszystkich zaangażowanych osób w jednym biurowcu. Potrzebne są narzędzia do prawdziwej współpracy, które będą dostarczać spójne informacje obu stronom zespołu projektowego.

Dysponując odpowiednią platformą ECAD, która integruje się bezpośrednio z oprogramowaniem do projektowania mechanicznego, zespół projektowy jest w stanie podejść do projektowania produktu w sposób holistyczny i na drodze współpracy. Projektanci mogą zobaczyć mechaniczny model swoich płytek PCB na swojej platformie projektowania elektrycznego i w swoim oprogramowaniu do projektowania mechanicznego. To pomaga wyeliminować luzy i błędy rozmieszczenia komponentów, ułatwia projektantom mechanicznym identyfikowanie wymaganych zmian w konstrukcjach obudów i, co najważniejsze, pozwala projektantom mechanicznym i elektrycznym widzieć dane projektowe drugiej strony. Ogólnie mówiąc, pomaga to zapewnić kompatybilność między częścią elektryczną a mechaniczną nowego produktu.

Praca na platformie tego typu umożliwia również projektantom adaptowanie płytek PCB do zastosowania w systemach produkcji przyrostowej. W przypadku tych systemów potrzebne są specjalne instrukcje drukowania wygenerowane przez oprogramowanie do projektowania mechanicznego i trzeba będzie zaimportować model mechaniczny swojego projektu do platformy MCAD, żeby wygenerować niezbędne instrukcje drukowania. Praca na tej zintegrowanej platformie zapewnia znaczące oszczędności czasu: na jednej platformie można zaprojektować część mechaniczną, część elektryczną i wygenerować instrukcje drukowania.

Żeby móc skorzystać z zalet ujednoliconego przepływu pracy, który integruje narzędzia ECAD i oprogramowanie do projektowania mechanicznego, potrzebny jest Altium Designer oraz funkcje współpracy z MCAD w Altium Concord Pro. Dzięki temu zespół dysponuje kompletnym zestawem narzędzi do projektowania układu elektrycznego PCB oraz obudowy. Funkcje zarządzania danymi w Altium Concord Pro® dają również projektantom ogląd łańcucha dostaw w czasie rzeczywistym oraz informacje o dezaktualizacji w ramach jednego programu.

Skontaktuj się z nami lub pobierz bezpłatną wersję próbną Altium Designer® i Altium Concord Pro. Uzyskasz dostęp do najlepszych w branży narzędzi do projektowania układu elementów, współpracy z MCAD oraz zarządzania danymi na jednej platformie. Porozmawiaj z ekspertem Altium, aby dowiedzieć się więcej.

About Author

About Author

Zachariah Peterson has an extensive technical background in academia and industry. Prior to working in the PCB industry, he taught at Portland State University. He conducted his Physics M.S. research on chemisorptive gas sensors and his Applied Physics Ph.D. research on random laser theory and stability.His background in scientific research spans topics in nanoparticle lasers, electronic and optoelectronic semiconductor devices, environmental systems, and financial analytics. His work has been published in several peer-reviewed journals and conference proceedings, and he has written hundreds of technical blogs on PCB design for a number of companies. Zachariah works with other companies in the PCB industry providing design and research services. He is a member of IEEE Photonics Society and the American Physical Society.

most recent articles

Back to Home