一種電子工藝實(shí)訓(xùn)用PCB打印操作平臺(tái)

張倫 蔡立娜

【摘 要】電子工藝實(shí)訓(xùn)是電類專業(yè)重要的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，通過(guò)3D PCB打印機(jī)完成電子工藝實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的電路板制作環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)蝕刻法電路板制作對(duì)比，不僅可以大幅縮短電路制造周期，而且可以實(shí)現(xiàn)電路綠色化生產(chǎn)。高校電子工藝實(shí)訓(xùn)室內(nèi)操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)，應(yīng)能在滿足電子工藝實(shí)訓(xùn)教學(xué)的基礎(chǔ)上便于學(xué)生操作和教師講解。

【關(guān)鍵詞】電子工藝；操作平臺(tái)；PCB打印機(jī)

一、現(xiàn)有問(wèn)題

電子工藝實(shí)訓(xùn)可以鞏固學(xué)生的電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用等課程專業(yè)知識(shí)，完成簡(jiǎn)單電子線路的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)、電子元件識(shí)別與檢測(cè)、電路板焊接、電子產(chǎn)品裝配、電子產(chǎn)品調(diào)試等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目[1]。使學(xué)生真正能夠把所學(xué)的理論專業(yè)知識(shí)經(jīng)過(guò)電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB板繪制、電路板生產(chǎn)加工到后期的焊接和安裝調(diào)試這一完整的電子工藝生產(chǎn)過(guò)程熟悉并掌握[2]。結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展，在電子工藝實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中引入PCB打印機(jī)，通過(guò)PCB打印機(jī)可以快速制作出電路板成品，有更充裕的時(shí)間對(duì)有關(guān)制作進(jìn)行測(cè)試，可以像打印照片一樣將電路走線打印到PCB基板上去[3]，能夠小批量、快速制作出電路板，便于電子工藝實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生快速驗(yàn)證電路板設(shè)計(jì)的正確性。但是目前電子工藝實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中使用PCB打印機(jī)時(shí)，一般將PCB打印機(jī)放在單獨(dú)的桌子上，然后學(xué)生分組使用protel完成電路設(shè)計(jì)，再利用PCB打印機(jī)打印電路板，待PCB打印機(jī)打印出電路板后，將電路板取出進(jìn)行后續(xù)焊接等操作，但是此過(guò)程如果有多組學(xué)生，則不便于學(xué)生實(shí)時(shí)圍觀和后續(xù)取出操作，影響了電子工藝實(shí)訓(xùn)操作效率[4]。

二、操作平臺(tái)設(shè)計(jì)思路

針對(duì)以上現(xiàn)有存在的問(wèn)題，電子工藝實(shí)訓(xùn)室可以增加一個(gè)PCB打印操作平臺(tái)，為了便于操作PCB打印機(jī)，在現(xiàn)有PCB打印機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)置一個(gè)承載PCB打印機(jī)的承載套座，承載套座焊接在圓形桌板的中央，并在圓形的桌板上端面靠近圓邊處由外向內(nèi)通過(guò)螺栓連接設(shè)置有外導(dǎo)向圈和內(nèi)導(dǎo)向圈，外導(dǎo)向圈和內(nèi)導(dǎo)向圈之間通過(guò)間隙形成圓形滑道，若干個(gè)弧形滑塊依次嵌入在圓形滑道內(nèi)且由于弧形滑塊呈弧形塊狀結(jié)構(gòu)，使得弧形滑塊在圓形滑道內(nèi)滑動(dòng)時(shí)穩(wěn)定性較好，而弧形滑塊上端焊接有分操作臺(tái)，使得分操作臺(tái)在隨著弧形滑塊在圓形滑道內(nèi)移動(dòng)而繞著PCB打印機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得PCB打印機(jī)不動(dòng)，而學(xué)生依次分時(shí)使用PCB打印機(jī)，從PCB打印機(jī)取出自己組的電路板后，移動(dòng)分操作臺(tái)，讓下一次組同學(xué)使用，便于學(xué)生近距離圍觀電路板在PCB內(nèi)打印的過(guò)程，且由取出后即可就近使用，提高了使用效率，同時(shí)兩個(gè)相鄰的分操作臺(tái)可以相互靠近，便于兩個(gè)小組之間將各自分操作臺(tái)貼靠在一起進(jìn)行討論，有助于提高電子工藝實(shí)訓(xùn)效率和效果。

三、操作平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

操作平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖1、2示，PCB打印機(jī)的下端嵌套有承載套座，承載套座的下端固定設(shè)置有桌板；桌板呈圓形且上端面中央為承載套座，桌板的上端面圓邊上由外向內(nèi)依次設(shè)置有外導(dǎo)向圈和內(nèi)導(dǎo)向圈；外導(dǎo)向圈嵌套在內(nèi)導(dǎo)向圈外，外導(dǎo)向圈和內(nèi)導(dǎo)向圈分別通過(guò)螺栓連接設(shè)置在桌板上，且外導(dǎo)向圈和內(nèi)導(dǎo)向圈之間存在間隙形成圓形滑道。

圓形滑道由經(jīng)過(guò)其中心線的豎直平面剖切形成的截面呈倒T形結(jié)構(gòu)，圓形滑道內(nèi)嵌入有若干個(gè)與圓形滑道配合的弧形滑塊，弧形滑塊上靠近PCB打印機(jī)的端面和遠(yuǎn)離PCB打印機(jī)的端面均呈曲面狀且分別貼靠在內(nèi)導(dǎo)向圈和外導(dǎo)向圈上；弧形滑塊的上端伸出圓形滑道且固定設(shè)置有分操作臺(tái)，分操作臺(tái)的下端面分別壓靠外導(dǎo)向圈和內(nèi)導(dǎo)向圈的上端面，使得分操作臺(tái)能夠隨著弧形滑塊在圓形滑道內(nèi)的滑動(dòng)而繞著PCB打印機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

分操作臺(tái)呈水平放置的扇形板狀，且靠近PCB打印機(jī)的端面呈凹曲面狀；分操作臺(tái)的上端面固定設(shè)置有半圍板；半圍板將分操作臺(tái)的上端面靠近PCB打印機(jī)的部分包繞起來(lái)，使得使用者在分操作臺(tái)遠(yuǎn)離PCB打印機(jī)的一側(cè)使用分操作臺(tái)；相鄰的分操作臺(tái)之間存在間隙；桌板的下端設(shè)置有支撐板，四個(gè)支撐板構(gòu)成箱體結(jié)構(gòu)將桌板支撐起來(lái)，且支撐板的下端固定設(shè)置有在半徑大小等于桌板半徑大小的底板。

圖中：1-PCB打印機(jī)，2-半圍板，3-分操作臺(tái)，4-外導(dǎo)向圈，5-圓形滑道，6-支撐板，7-底板，8-內(nèi)導(dǎo)向圈，9-承載套座，10-桌板，11-弧形滑塊。

在現(xiàn)有PCB打印機(jī)1的基礎(chǔ)上，設(shè)置的一個(gè)承載PCB打印機(jī)1的承載套座9，承載套座9焊接在圓形桌板10的中央，并在圓形的桌板10上端面靠近圓邊處由外向內(nèi)通過(guò)螺栓連接設(shè)置有外導(dǎo)向圈4和內(nèi)導(dǎo)向圈8，外導(dǎo)向圈4和內(nèi)導(dǎo)向圈8之間通過(guò)間隙形成圓形滑道5，若干個(gè)弧形滑塊11依次嵌入在圓形滑道5內(nèi)且由于弧形滑塊11呈弧形塊狀結(jié)構(gòu)，使得弧形滑塊11在圓形滑道5內(nèi)滑動(dòng)時(shí)穩(wěn)定性較好，而弧形滑塊11上端焊接有分操作臺(tái)3，使得分操作臺(tái)3在隨著弧形滑塊11在圓形滑道5內(nèi)移動(dòng)而繞著PCB打印機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)，使得PCB打印機(jī)1不動(dòng)，而學(xué)生依次分時(shí)使用PCB打印機(jī)1，從PCB打印機(jī)1取出自己組的電路板后，移動(dòng)分操作臺(tái)3，讓下一次組同學(xué)使用。

四、結(jié)束語(yǔ)

該電子工藝實(shí)訓(xùn)用PCB打印操作平臺(tái)中學(xué)生依次分時(shí)使用同一臺(tái)PCB打印機(jī)，兩個(gè)相鄰的分操作臺(tái)可以相互靠近，便于兩個(gè)小組之間一起進(jìn)行討論，有助于提高電子工藝實(shí)訓(xùn)效率和效果。另外分操作臺(tái)的上端面固定設(shè)置有半圍板，便于防止在分操作臺(tái)上焊接電路板時(shí)，電子元件從分操作臺(tái)上掉落下來(lái)。該操作平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全可靠，產(chǎn)品性能好，使用壽命長(zhǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]曹萬(wàn)強(qiáng)，潘永才，王曉臨.建立電子學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)基地的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2004（10）.

[2]符玉荷，黃譚友，楊啟洪，楊日福.電子工藝實(shí)習(xí)面臨的挑戰(zhàn)及其發(fā)展方向[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008（08）.

[3]曹?chē)[敏.電子工藝實(shí)習(xí)中的PCB制作實(shí)習(xí)[J].黑龍江科技信息，2012（27）.

[4]梁春英，黃操軍.電子工藝實(shí)習(xí)教學(xué)模式的實(shí)踐與探討[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2010（02）.