ECAD Tools Integration für die mechanische Konstruktion

Die Kommunikation zwischen ECAD und MCAD Teams kann wie ein Dosentelefon wirken

Haben Sie als Kind jemals ein Dosentelefon gebaut? Sobald die Nachricht an den Absender zurück geht, sorgt die fortlaufende Fehlkommunikation unterwegs dafür, dass die ursprüngliche Nachricht und Idee vollständig verändert wird. Genau das passiert auch, wenn Teams aus Mechanik- und Elektrik-Designern in verschiedene Gruppen gesteckt werden. Die Zusammenarbeit bricht zusammen und die Kommunikation gestaltet sich als schwierig. Das Mechanik-Team weiß nicht, was das Elektrik-Team macht, und andersherum ist es genauso.

Heute können Sie sich wahrscheinlich nur noch ungenau daran erinnern, wann zuletzt ein neues Produkt auf den Markt gebracht wurde, das ausnahmslos mechanisch funktionierte. Die Zusammenarbeit mit einem Elektrik-Team ist für modernes PCB Design unabdingbar, während die Kommunikation zwischen Elektrik- und Mechanik-Designern für den Entwurf des gesamten Produkts sehr wichtig ist. Die unterschiedliche Methodik, die von der jeweiligen Designergruppe verwendet wird, findet schlussendlich dank der richtigen Software Tools zusammen und wird zu einem einheitlichen und kohärenten Arbeitsablauf kombiniert.

Elektrik- und Mechanik-Design: Eine Geschichte der Zusammenarbeit

Die typischen Elektrik- und Mechanik-Anteile eines Produktdesigns beginnen auf verschiedenen Spuren und in verschiedenen Programmen. Wenn das PCB sich der Fertigstellung nähert, wird es Zeit, sicherzustellen, dass es in sein Gehäuse passt. An diesem Punkt beginnt ein iterativer Prozess, an dem das Mechanik- und Elektrik-Team kleine Änderungen am PCB Layout Design des Gehäuses vornehmen, um auf die jeweiligen Anforderungen einzugehen.

Dies führt augenscheinlich zu unnötigen Wiederholungen bei der Designmodifikation. Die Folgen sind Verzögerungen bei der Herstellung und der Produkteinführungszeit. In manchen Fällen stellt sich erst dann heraus, dass es eine Unstimmigkeit zwischen den zwei Designergruppen gab, wenn Sie die Platinen der Prototypenphase erhalten. Im schlimmsten Falle kann eine Modifikation von mechanischer Seite die gewünschte elektrische Funktionalität vollständig blockieren.

Sie stellen dann beispielsweise fest, dass Montagebohrungen nicht abgestimmt sind, Scheiben und Knöpfe nicht ihre gewünschte Position auf der Vorderseite einhalten oder das PCB einfach nicht in sein Gehäuse passt. All diese Punkte sind auf die Fehlkommunikation zwischen Elektrik- und Mechanik-Designern zurückzuführen. Ein Mechanik-Designer nimmt möglicherweise in letzter Minute eine Änderung am Gehäuse vor, ohne den PCB Designern Bescheid zu sagen, oder ein PCB Designer tauscht eine Komponente um, ohne den Mechanik-Designer darüber in Kenntnis zu setzen, und sorgt somit dafür, dass das PCB nicht mehr in seine vorgesehene Verpackung passt.

Wireframe for a robotic arm

Die Robotertechnik ist ein Bereich, der nach einer extrem präzisen elektrischen und mechanischen Design Software verlangt

Überlegungen im erfolgreichen Produktdesign

Elektrik- und Mechanik-Designer wissen diese Art von Zusammenarbeit bereits zu schätzen. Laut einer Umfrage von 2018 erkennen 83% der Ingenieure (N = 265) den Wert einer besseren ECAD Tools Integration mit mechanischer Design-Software an. So werden immerhin unnötige Besprechungen zwischen Designern überflüssig, die daraus bestehen, die Anforderungen der jeweiligen Teams durchzuarbeiten. Außerdem kann so eine verpfuschte Prototypenphase verhindert werden.

Viele wichtige elektrische Designanforderungen können auf mechanische Weise gelöst werden. Gehäuseerdung, ESD-Sicherheit und EMC-Schutz sind drei wichtige elektrische Aspekte, die unmittelbar mit dem mechanischen Design zu tun haben. Die Erfüllung aller drei elektrischer Anforderungen ohne in die mechanischen Einschränkungen einzudringen, verlangt den gewissenhaften Entwurf eines Metallgehäuses.

Ein weiterer mechanischer Designaspekt in Bezug auf das PCB Design und Layout ist das Thermomanagement. Ein Gehäuse muss über eine gewisse thermische Masse verfügen, um zu verhindern, dass sich die Verpackung während des Betriebs zu sehr aufheizt. Dies ist besonders bei mobilen Handgeräten von großer Bedeutung. Bei aktiver Kühlung muss das Gehäuse eine ausreichende Luftführung ermöglichen, um die Temperatur der aktiven Bauteile auf ein sicheres Level herunter zu kühlen.

Engineer using mechanical design software

Mechanische Designer müssen nicht von PCB Designern abgeschottet werden

Die zuvor genannten Punkte sind nur ein paar Beispiele zur Darstellung, wie wertvoll eine integrierte Software für Elektrik- und Mechanik-Design seine kann. Die nützlichste Seite der integrierten Elektro Cad Software ist wahrscheinlich die verbesserte Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen den Teammitgliedern.

Zusammenarbeit mit elektrischer und mechanischer Design-Software

Beim Entwurf elektronischer Produkte mit komplexen mechanischen Gehäusen müssen Elektrik- und Mechanik-Designer miteinander im Gespräch bleiben, um sicherzustellen, dass das Endprodukt den Branchenstandards und gewünschten Funktionen entspricht. Bei der Kommunikation dreht es sich um mehr als nur darum, dass alle in demselben Bürogebäude arbeiten. Man benötigt funktionierende Tools zur Zusammenarbeit, die einheitliche Informationen an beide Seiten des Designteams liefern.

Mit der richtigen Plattform für ECAD Tools, die sich direkt mit der mechanischen Design Software integrieren lässt, kann Ihr Team das Produktdesign als Ganzes angehen und effektiv zusammenarbeiten. Designer können ein mechanisches Modell ihres PCB auf der elektrischen Designplattform und der mechanischen Design Software anschauen. Dadurch werden Fehler beim Abstand und der Anordnung von Bauteilen vermieden, die Mechanik-Designer können nötige Änderungen am Gehäuse leichter erfassen und vor allem sind Mechanik- sowie Elektrik-Designer dazu in der Lage, die gegenseitigen Designdaten einzusehen. Alles in allem kann so die Kompatibilität zwischen den elektrischen und mechanischen Anteilen eines neuen Produkts besser sichergestellt werden.

Die Arbeit mit dieser Art von Plattform ermöglicht es den Designern, ein PCB für die Nutzung mit zusätzlichen Fertigungssystemen anzupassen. Diese Systeme setzen voraus, dass spezifische Druckanweisungen mit der mechanischen Design Software entwickelt werden. Außerdem müssen Sie ein mechanisches Modell Ihres Designs in Ihre MCAD-Plattform integrieren, um die benötigten Druckanweisungen zu erstellen. Die Arbeit auf dieser integrierten Plattform erspart Ihnen enorm viel Zeit: Sie können den mechanischen und elektrischen Anteil sowie die Druckanweisungen auf einer einzelnen Plattform entwickeln.

Wenn Sie von einem einheitlichen Arbeitsablauf profitieren möchten, der ECAD Tools Integration mit mechanischer Designsoftware bietet, arbeiten Sie am besten mit Altium Designer und den MCAD-Kollaborationsfunktionen von Altium Concord Pro. Dadurch erhält jedes Team ein vollständiges Toolset zur Entwicklung eines elektrischen Layouts für ein PCB und dessen Gehäuse. Das Datenmanagement in Altium Concord Pro ® ermöglicht Designern außerdem eine Supply-Chain-Transparenz in Echtzeit und Informationen zur Überalterung in einem einzelnen Programm.

Kontaktieren Sie uns oder laden Sie eine kostenlose Probeversion von Altium Designer® und Altium Concord Pro herunter. Sie erhalten auf einer einzelnen Plattform Zugriff auf die branchenweit besten Tools für Layout, MCAD-Kollaboration und Datenverwaltung. Sprechen Sie heute mit einem Altium Experten und erfahren Sie mehr.

Über den Autor

Zachariah Peterson


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.

Weitere Inhalte von Zachariah Peterson
Vorheriger Artikel
Methoden zur Prozessoptimierung und PCB Data Management
Methoden zur Prozessoptimierung und PCB Data Management

Prozessverbesserungen steigern nicht nur den Gewinn.

Nächster Artikel
Intelligente Programm-Architektur für Komponentenbibliotheke
Intelligente Programm-Architektur für Komponentenbibliotheke

Die Organisation erfolgt, bevor man etwas unternimmt, damit man, wenn man etwas unternimmt, nicht durchein...