Współpraca przy projektowaniu mechanicznym i elektrycznym z wykorzystaniem MCAD Co-Design

Projektanci elektroniki pracujący w małych biurach projektowych lub w dużych przedsiębiorstwach często napotykają na wspólny zestaw wyzwań podczas współpracy z projektantami mechaniki. Dla wielu nowych produktów, wymagania dotyczące formy mechanicznej ograniczają współpracę w zakresie projektowania elektrycznego pod względem układu fizycznego, lokalizacji interfejsów i wyboru komponentów.

Dla wielu produktów elektronicznych, projekty płyt elastycznych i sztywno-elastycznych wymagają starannego modelowania zachowania mechanicznego regionu elastycznego, aby zapewnić spełnienie ograniczeń formy oraz niezawodność regionów elastycznych. Problemy te są potęgowane przez szybsze cykle wydawania produktów, wymagające od inżynierów elektryków i mechaników większej niż kiedykolwiek współpracy.

Sukces w tych obszarach wymaga ścisłej współpracy między domenami MCAD i ECAD, aby zapewnić, że ograniczenia mechaniczne nie są naruszane, a sfinalizowany projekt może być produkowany na dużą skalę. Ponieważ dzisiejsze systemy zarządzania projektami i danymi nadal brakują podstawowych funkcji integracji, współpraca ECAD-MCAD nadal opiera się na wymianie plików między każdą ze stron.

Altium podjął kroki, aby pomóc zespołom projektowym przezwyciężyć te wyzwania związane z współpracą i produktywnością ECAD-MCAD dzięki Altium MCAD CoDesign. To proste narzędzie ECAD do MCAD łączy projekty Altium z popularnymi aplikacjami elektrycznymi MCAD 3D. Poprzez ujednolicenie tradycyjnego przepływu pracy ECAD/MCAD, wielofunkcyjne zespoły projektowe mogą uczestniczyć w inżynierii współpracy, podczas gdy oprogramowanie do integracji ECAD-MCAD eliminuje wiele ręcznych procesów wymiany plików, które zwykle są wymagane jako część projektowania obudowy, definiowania ograniczeń i weryfikacji interferencji. 

Innowacyjne firmy takie jak Quantel Laser wykorzystują współprojektowanie MCAD do współpracy nad wszystkimi aspektami rozwoju produktu. Zmieszane zespoły projektowe mogą mieć wgląd w dane ECAD i MCAD, co pomaga usprawnić rozwój produktu i eliminuje wiele nieefektywności w współpracy ECAD/MCAD/EDMD.

Wzmocnienie bardziej efektywnych przepływów pracy: Współpraca ECAD-MCAD

Panel współprojektowania MCAD i odpowiadający mu panel dodatkowy w oprogramowaniu do współpracy MCAD umożliwiają płynną interakcję między projektantami elektrycznymi i mechanicznymi, umożliwiając efektywny wspólny przepływ pracy. Za kulisami ten przepływ pracy jest ułatwiany przez solidne wsparcie serwerowe, pozwalające na transfer, przeglądanie i akceptowanie lub odrzucanie zmian projektowych bez potrzeby ręcznego transferu plików w formatach plików z utratą jakości. Współprojektowanie MCAD zapewnia wsparcie modeli najlepszej klasy, zachowując odniesienia do cech płytki, co zapewnia, że aktualizacje projektu obudowy mechanicznej w jednej aplikacji są dokładnie odzwierciedlone w odpowiadającej aplikacji.

Po zakończeniu początkowego umieszczania komponentów przez inżyniera układu PCB, zadaniem inżyniera mechanika staje się sprawdzenie, czy wszystko pasuje do obudowy i komunikowanie wymaganych zmian. W wielu przypadkach projektanci mechaniczni muszą przeprowadzić szczegółowe kontrole mechaniczne, analizę elementów skończonych (FEA) i modyfikacje umiejscowienia, aby zapewnić spełnienie ograniczeń mechanicznych. Współprojektowanie MCAD umożliwia wykonanie tych zadań i wielu innych dla zespołów PCB, z synchronizacją i funkcjami modelowania.

Synchronizacja Danych Projektowych

Współprojektowanie MCAD implementuje prosty proces Push-Pull, gdzie aktualizacje są wymieniane między stronami za pomocą przycisku w panelu współprojektowania. Aktualizacje z jednej strony mogą być przekazywane kolegom w ciągu kilku sekund, co uruchamia powiadomienie w panelu współprojektowania współpracownika. Każda ze stron może śledzić zmiany, dodając komentarze do każdej operacji Push. Ta natychmiastowa wymiana krytycznych danych ECAD i MCAD jest realizowana bez potrzeby ręcznego importowania i eksportowania plików IDF/IDX/STEP/DXF. Inżynierowie z obu dziedzin mogą skupić się na współpracy projektowej zamiast na tworzeniu i przesyłaniu plików.

Po zaimportowaniu projektu do aplikacji MCAD, wszelkie zmiany dokonane w narzędziu MCAD są synchronizowane z powrotem do strony ECAD za pomocą funkcjonalności Push-Pull. Gdy projekt zostanie ponownie zaimportowany do Altium Designer, dane układu PCB zostaną natychmiast zaktualizowane, aby odzwierciedlić zmiany w obrysie płytki, miedzi, rozmieszczeniu otworów lub lokalizacji komponentów.

Podobnie, kolejne zmiany w Altium Designer mogą być przekazywane z powrotem do strony MCAD, co powoduje aktualizację modelu płyty, gdy projekt jest ponownie wciągany do aplikacji MCAD. Ta synchronizacja w tę i z powrotem jest stosowana również do obudowy, którą można przesłać do Altium Designer.

Wymiana push-pull ECAD-MCAD umożliwia szybkie, iteracyjne doświadczenie inżynieryjne oparte na współpracy pomiędzy dziedzinami elektrycznymi i mechanicznymi. Inżynierowie pracują w swoich znanych narzędziach, a solidne oprogramowanie do współpracy projektowej zapewnia, że przepływy pracy nie są przerywane przez nieproduktywne zadania, takie jak ręczna wymiana plików.

Dokładna reprezentacja modelu

Po zaimportowaniu montażu PCB do aplikacji MCAD, inżynier mechanik musi dysponować precyzyjną geometrią płyty i, w wielu przypadkach, precyzyjną definicją miedzi i masek lutowniczych. Ten precyzyjny model może być używany do przeprowadzania szczegółowych kontroli mechanicznych oraz do symulacji analizy elementów skończonych (FEA), takich jak analiza termiczna lub analiza drgań.

Zsynchronizowane środowiska ECAD i MCAD

Aplikacja współprojektowania MCAD synchronizuje wiele ważnych aspektów środowiska ECAD w aplikacji MCAD i odwrotnie.

1. Projektant mechaniczny może pracować z modelem PCBA bezpośrednio w aplikacji MCAD.
2. Projektant mechaniczny może wybrać i udostępnić elementy obudowy z powrotem do aplikacji ECAD, co pozwala inżynierowi elektrykowi zobaczyć model obudowy i wszelkie istotne ograniczenia.
3. Ponieważ współprojektowanie MCAD działa bezpośrednio z natywnymi danymi MCAD (i robi to ostrożnie!), wszelkie mechaniczne ograniczenia i wymiary określone między elementami na gołej płytce, komponentach PCB lub obudowie są zachowywane podczas każdej synchronizacji. Ponadto, ponieważ ECAD pozwala projektantom na blokowanie komponentów na PCB, współprojektowanie synchronizuje „zablokowany” stan ECAD z „ograniczonym” stanem MCAD.
4. Standardową metodą egzekwowania ograniczeń mechanicznych w projekcie elektrycznym jest zdefiniowanie regionu, z którego należy się wystrzegać, w modelu MCAD. Ponieważ odniesienia do modeli są zachowane po obu stronach, można zdefiniować obszar wykluczenia w narzędziu współpracy MCAD i zsynchronizować go z powrotem do strony ECAD.

Bezproblemowa wymiana danych ECAD-MCAD zapewnia, że współpracujący inżynierowie utrzymują spójność, unikają ponownych prac spowodowanych konfliktującymi aktualizacjami i przyspieszają cykl rozwoju produktu bez kompromisów w zakresie wymagań mechanicznych lub elektrycznych.

ECAD do MCAD Synchronizowane Ograniczenia

Natywne narzędzia do projektowania 3D w Altium Designer zapewniają sprawdzanie ograniczeń i odstępów w 3D, a te same typy definicji odstępów i ograniczeń mogą być przeniesione do aplikacji MCAD do wykorzystania w organizatorach obiektów mechanicznych i zadaniach projektowych. Podobnie, te ograniczenia i odstępy mogą być zdefiniowane w aplikacji MCAD i mogą być przeniesione z powrotem do Altium Designer. Ten poziom synchronizacji pomaga przyspieszyć sprawdzanie interferencji po obu stronach i pozwala na wczesne wykrycie interferencji.

Łączenie komponentów ECAD i MCAD

Współprojektowanie MCAD automatycznie synchronizuje komponenty umieszczone w narzędziu do współpracy MCAD z odpowiadającymi im komponentami w narzędziu ECAD i odwrotnie. Oszczędza to czas w kolaboracji projektowej, ponieważ projektant mechaniczny może natychmiast określić odpowiednie miejsce dla komponentów ograniczonych mechanicznie, takich jak złącza i otwory montażowe. Umieszczenie w aplikacji MCAD pomaga zapewnić, że ograniczenia obudowy są spełnione, ponieważ projektant mechaniczny będzie miał pełną widoczność ograniczeń obudowy, a definicje komponentów po stronie ECAD są automatycznie synchronizowane.

Keep-out można zdefiniować jako warstwę górną lub dolną w narzędziu MCAD, a te przypisania keep-out będą odzwierciedlone w układzie PCB i sprawdzane pod kątem interferencji z zasadami projektowania po stronie ECAD. W razie potrzeby kształt keep-out może być dostosowany w Altium Designer i przesłany z powrotem na stronę MCAD.

Wsparcie dwukierunkowe dla płyt sztywno-giętkich

Płyty giętkie i sztywno-giętkie wymagają dodatkowego modelowania i oceny poza tym, co jest stosowane w montażach sztywnych PCB. Wtyczka współprojektowania MCAD zapewnia wsparcie dla płyt giętkich i sztywno-giętkich w obu kierunkach. Regiony sztywne i giętkie, linie zginania oraz kształty płyt mogą być zdefiniowane w aplikacji MCAD i przesłane z powrotem do Altium Designer. Gdy inżynier układu umieści komponenty i zakończy wstępne trasowanie, projekt może być oceniany i podglądany po stronie MCAD wraz z obudową. Wsparcie dwukierunkowe dla projektów sztywno-giętkich jest płynne i podąża za tym samym przepływem pracy, co używany dla sztywnych PCB.

Wsparcie mechaniczne dla montaży wielopłytowych w narzędziach ECAD i MCAD

Większość produktów zawiera więcej niż jedną płytę drukowaną, co wymaga precyzyjnego umiejscowienia elementów montażowych, połączeń międzypłytowych oraz większych komponentów w obudowie PCB. Oprogramowanie MCAD jest często używane do planowania układów tych płyt drukowanych, aby można było określić narzędzia i montaż dla obudowy PCB. Ponadto, projektant mechaniczny może planować etapy fabrykacji i montażu obudowy, a następnie eksportować rysunki produkcyjne części obudowy PCB.

W tradycyjnym podejściu z integracją ECAD/MCAD, montaże wielopłytowe były obsługiwane przez importowanie każdej indywidualnej płyty PCB do aplikacji MCAD i ręczne ich rozmieszczanie w modelu 3D obok obudowy. Teraz, gdy oprogramowanie ECAD takie jak Altium Designer może obsługiwać montaże PCB wielopłytowe w jednolitym projekcie, narzędzia MCAD mogą robić to samo z modelem 3D układu PCB. Użytkownicy MCAD mogą definiować układ płyt i fizyczne połączenia, które mogą być przekazywane z powrotem do projektanta ECAD, aby sprawdzić, czy logiczne połączenia mieszczą się w fizycznych ograniczeniach określonych po stronie MCAD.

Wsparcie dla montażu wielopłytowego PCB w Autodesk Fusion 360

Wsparcie dla wbudowanych wgłębień

Jednym z aspektów projektowania PCB, który często jest ignorowany i zazwyczaj uwzględniany tylko w produktach specjalistycznych, są wbudowane wgłębienia. Te wgłębienia mogą być wypełnione miedzią, aby pełnić funkcję wbudowanych radiatorów, lub używane do montowania komponentów wewnątrz PCB. Zazwyczaj, gdy są używane do montażu komponentów, wbudowane wgłębienia pomieszczają pasywne części SMD; jednak teoretycznie, układy scalone również mogłyby być umieszczone w wgłębieniu PCB.

Współprojektowanie MCAD teraz wspiera definiowanie wgłębień i sprawdzanie interferencji w wgłębieniach wewnątrz oprogramowania MCAD, takiego jak w PTC Creo, jak pokazano poniżej. Gdy wgłębienie jest umieszczone i aktualizacja jest przesłana z powrotem do oprogramowania ECAD, region wgłębienia zostanie zdefiniowany w PCB, a części mogą być umieszczane w warstwie wbudowanego wgłębienia jak zwykle. Użytkownik MCAD może następnie sprawdzić interferencje wgłębienia względem ścian bocznych, sufitu wgłębienia (dla całkowicie wbudowanych wgłębień) lub płaskości do górnej powierzchni płyty.

Definicja wgłębienia PCB w PTC Creo

Współpraca ECAD-MCAD oznacza, że era "przerzucania przez mur" dobiegła końca!

Czasy, kiedy montaże PCB były "przerzucane przez ścianę" do inżynierów mechanicznych, minęły, a oprogramowanie do współpracy projektowej od Altium pomaga zespołom projektowym przezwyciężyć wyzwania produktywności i współpracy, które stworzył tradycyjny przepływ pracy ECAD/MCAD. Potężne narzędzie do współpracy inżynieryjnej, jakim jest współprojektowanie MCAD, pomaga zasypać przepaść między domenami ECAD i MCAD.

Zamiast przechodzić przez powtarzalne transfery plików, aby współpracować z użytkownikami MCAD, użyj współprojektowania MCAD w Altium. Projekty PCB mogą być importowane do SolidWorks, Autodesk Inventor, Fusion 360 lub PTC Creo, dając wszystko, co potrzebne do rozwoju produktu, w uproszczonym przepływie pracy.

Gotowy, aby zoptymalizować swoją współpracę ECAD-MCAD za pomocą współprojektowania MCAD? Zacznij współpracować już dziś!