第六章-电子设备的整机装配与调试

课题 第六章第六章 电子设备的整机装配与调试电子设备的整机装配与调试 6 1 电子设备的整机装配电子设备的整机装配 授课班级授课时数2 学时 授课类型新授课授课教师 知识 目标 1 理解电子设备整机装配的特点和方法 2 掌握整机装配的工艺流程和原则 3 理解质量管理点 能力 目标 提高学生对电子设备整机装配的感性认识 思维的全面性 教 学 目 标 情感 目标 提高学生思维的严谨性和全面性 加深对电子设备整机装配的浓 厚兴趣 教法 启发性讲解法 比较分析法 重点 整机装配的工艺流程和原则 教 材 分 析 难点 整机装配的工艺流程和原则 教具 多媒体课件 板 书 设 计 第第 6 章章 电子设备的整机装配与调试电子设备的整机装配与调试 6 1 电子设备的整机装配电子设备的整机装配 6 1 1 电子设备整机装配原则与工艺 1 电子设备整机装配的特点与方法 1 特点 2 方法 2 整机装配 1 装配准备 2 部件装配 3 整机装配 3 装配原则 6 1 2 质量管理点 1 质量管理点的定义 2 需要设置质量管理点的情况 教学过程 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 本 章 简 介 引 入 本章主要讲解电子设备的整机装配和调试 其中整 机装配的流程和原则 整机调试的程序和方法是重点 随着电子技术的不断发展 对电子设备的质量要求 也越来越高 电子设备整机结构的基本要求是 结构布 局科学合理 工作性能稳定可靠 体积小 重量轻 结构紧凑 便于运输 外形美观 操作方便 便于维修 工艺性能良好 适宜于自动化生产或大批量生产 简要概括 本章主要 内容 5 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 6 1 电子设备的整机装配电子设备的整机装配 6 1 1 电子设备整机装配原则与工艺 1 电子设备整机装配的特点与方法 1 特点 定义 电子设备整机装配是将各种电子元器件 机 电元件及结构件 按照设计要求装接在规定位置上 组 成具有特定功能的产品的过程 特点 在电气上是以印制电路板为支撑主体的电子元器 1 件的电路焊接 在结构上是以组成整机的钣金件 或注 塑件 和机壳 通过零件紧固或其他方法 进行由内到 外的顺序安装 装配质量难以进行定量分析 常需目测和手感来 2 判断 例如 焊接质量通常以目测来判断好坏 旋钮 刻度盘等装配的质量多以手感来鉴定 装配工作人员必须具备一定的知识 技术水平和 3 素质 并进行培训方能上岗 2 方法 功能法是将电子设备按功能 局部任务 划分为 1 若干部件 该部件是功能上和结构上都是相对完整的 可独立安装和检验 称为功能部件 不同的功能部件有 不同的结构外形 体积和安装尺寸 优点 降低整机的组装密度 用于 分立元件 组件法是制造在外形尺寸和安装尺寸山都有统一 2 规格的组件 可统一电气安装工作 提高安装密度 实 现规范化 用于 以集成器件为主的设备 功能组件法兼顾功能和组件法的特点 制造既有 3 功能完整性又有规范化的结构尺寸的组件 比较 分析法分 析各种方 法的应用 15 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 用于 微型电路 2 整机装配 电子设备整机装配是依据设计文件 按照工艺文件 的工序安排和具体工艺要求 把各种元器件和零部件安 装 紧固在印制电路板 机壳 面板等指定位置上 装 配成完整的电子整机 再经调试 检验合格后 成为产 品包装入库或出厂 整机装配的工艺流程如图 6 1 所示 图 6 1 整机装配的工艺流程 整机装配 流程图可 用图形分 析 10 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 在大批量生产的电子产品的成产组织中 工艺文件 实质上就是由反映上述各阶段工艺特征的文件所组成的 这些阶段可概括为装配准备 部 整 件装配 整机装 配 也称总装 三个阶段 1 装配准备 装配准备主要是为部件装配和整机装配作好材料 工装设备 技术资料和生产组织等的准备工作 技术资料准备是指工艺文件 技术图纸资料的准 1 备 生产组织准备是指根据工艺文件 确定工序步骤 2 和装配方法 制定生产作业流程 进行人员组织及进行 必要的技术培训 工装设备准备是指一些常用工具及整机装配所需 3 的专用设备和工装夹具的准备 材料准备是指按照整机的材料明细进行采购备料 4 并对协作的零部件 元部件进行检验 完成欲加工处理 如导线和线扎加工 元器件引线搪锡与成型 打印标 记等工作 2 部件装配 一般电子设备的主要部件装配是印制电路板装配 详见第 4 5 章 其他常用部件装配 屏蔽件的装配 要求 屏蔽件装配时要接地良好 螺纹装配或铆钉 装配的屏蔽件 螺钉 铆钉的紧固要牢靠 均匀 锡焊 装配的屏蔽件 焊缝应光滑无毛刺 散热件的装配 要求 散热件和相关元器件的接触面要平整贴紧以 便增大散热面 连接紧固件要拧紧 使他们接触良好以 保证散热效果 需要时在散热件和相关元器件的接触面 加导热硅脂 整机装配 准备阶段 答疑 部件装配 阶段 10 分钟 5 分钟 15 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 机壳 面板的装配 要求 a 经过喷涂 烫印等工艺的机壳 面板装配过 程中要注意保护 防止弄脏 划损 装配时工作台面上 应放置塑料泡沫或橡胶软垫 b 面板 机壳和其他部件的连接装配程序一般 是先轻后重 先低后高 紧固螺钉时 用力要适度 既 要紧固又不能用力过大造成滑牙 面板上装配的各种可 动件应操作灵活 可靠 c 面板 机壳 后盖上的铭牌 装饰板 控制 指示 安全标记等应按要求端正 牢固地装在指定位置 传动件的装配 电子设备的机械传动的精度 准确度 稳定 可靠 和寿命都有着很高的要求 传动方式有 齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 软轴传动 同轴传动 各种电动机传动 链条及拉线传动等 要求 安装时禁止用锤直接敲打 勿使传动件与被 传动件产生阻力或移位 齿轮传动或蜗轮蜗杆传动 不应有空程现象 转动 应灵活 均匀省力 起止点准确 无摩擦声 软轴传动 在安装后应保持或稍大于原转动力矩 转动灵活平稳 无跳跃及卡住现象 3 整机装配 整机是由检验合格的材料 零件和部件经连接紧固 所形成的具有独立结构或独立用途的产品 计算机主机的整机装配 就是把主板 含 CPU 内存条 电源 硬盘 多功能卡及显卡 光驱 软驱 机箱等组装在一起的过程 整机装配后还须调试 经检验合格后才能最终成为 产品 此部分较 枯燥 可是 当提问 整机装配 阶段5 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 3 装配原则 1 装配时应确定好零部件位置 方向 极性 不熬装错 2 安装的元器件 零件 部件应端正牢固 3 操作时不能破坏零件的精度 镀覆层 保持 表面光洁 注意保护产品外观 4 不能让焊锡 线头 螺钉 垫圈等异物落在 整机中 5 导线或线扎的放置要稳固和安全 并注意整 齐 美观 6 电源线或高压线一定要连接可靠 不可受力 6 1 2 质量管理点 1 定义 质量管理点 是指在一定时期内 一 定条件下 为实现一定质量目标 为解决管理工作中的 主要问题或控制薄弱环节而需要特别注意监督 控制的 重点 2 需要设置质量管理点的情况 1 关键工序 关系产品主要性能 涉及使用安 全的重点工序或工序的关键部位 2 加工工艺有特殊要求 对下道工序加工或装 配有重大影响的加工项目 3 质量不稳定 出现不合格品较多的加工阶段 和项目 4 用户对产品质量特性的反映 以及各方面的 质量信息反馈比较集中的环节 5 企业生产过程的各方面影响因素 包括 企 业生产条件 市场竞争 材料 环境发生重大变动时 涉及的有关工序和工作等 5 分钟 10 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 巩 固 练 习 课 后 小 结 课 后 作 业 1 电子设备整机装配的特点和方法有哪些 2 装配准备阶段应该需要做哪些准备 3 常用部件的装配要注意那些东西 4 整机装配的原则 5 一般要设置质量管理点的情况有哪些 本节重点讲解了电子设备整机装配的流程和原则 同时学习了电子设备整机装配的特点和方法 以及质 量管理点的基本内容 课本习题 6 1 6 2 练习 总 结与答疑 10 分钟 课 后 回 顾 课题 第第 6 章章 电子设备的整机装配与调试电子设备的整机装配与调试 6 2 电子设备的整机调试电子设备的整机调试 授课班级授课时数2 学时 授课类型新授课授课教师 知识 目标 1 了解产品调试的基本内容 2 理解调试仪器的选择及布局 3 掌握整机调试程序和方法 能力 目标 培养学生综合思维能力 加强对电子设备整机调试的理解 教 学 目 标 情感 目标 培养学生严谨的科学态度 良好的职业道德素养和学习电子设备 的浓厚兴趣 教法 启发性教学法 图形分析法 重点 整机调试程序和方法 教 材 分 析 难点 整机调试程序和方法 教具 多媒体课件 板 书 设 计 第第 6 章章 电子设备的整机装配与调试电子设备的整机装配与调试 6 2 电子设备的整机调试电子设备的整机调试 6 2 1 调试工艺文件 1 基本内容 2 制定原则 6 2 2 调试仪器的选择使用及布局 1 调试仪器的选择及使用包含的方面 2 调试仪器的布局的要求 6 2 3 整机调试程序和方法 1 整机调试工艺流程 1 外观检查 2 结构调试 3 通电检查 4 电源调试 5 整机统调 6 整机技术指标测试 7 例行试验 2 常用调试技术 1 静态调试 2 动态测试 教学过程 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 复 习 引 入 1 电子设备整机装配特点和方法 2 电子设备整机装配的流程和原则 3 质量管理点的设置 电子设备装配完成之后必须经过调试才能达到设计 的技术指标要 适当提问5 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 6 2 电子设备的整机调试电子设备的整机调试 6 2 1 调试工艺文件 1 基本内容 基本内容包括 1 调试设备 方法及步骤 2 调试条件及有关注意事项 3 调试安全操作规程 4 调试所需要的工时定额 数据资料及记录表 格 5 调试责任者的签署及交接手续 2 制定原则 1 根据产品的规格等级 性能指标及应用方向 确定调试项目及要求 2 充分利用本企业的现有设备条件 使调试方 法步骤合理可行 操作者方便安全 3 调试内容和测试步骤尽可能具体 可操作性 强 6 2 2 调试仪器的选择使用及布局 1 调试仪器的选择及使用所包含的方面 1 测试用仪器仪表和设备应满足计量和检测要 求 2 应根据需要选择相应的测量范围和灵敏度的 仪器 3 测试仪器输入阻抗的选择 4 测试仪器量程的选择应满足测量精度的要求 5 使用仪器测试时应选择好量程 调整好零点 等 2 调试仪器布局的要求 1 测试的布局应安全稳定 操作调节方便 观 测视察小 15 分钟 20 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 2 仪器仪表在测试台上的布局 最好是按照图 6 2 排列 以免相互干扰 仪器仪表与被调试整机之间 的连接线应尽量短而整齐 且必须共地线 以避免产生 相互感应和耦合 为避免 产生地线电 阻耦合 整 机输入端所 有跨接的仪 表地线端应 图 6 2 测试仪器仪表的布局 连在一起 与整机输入端地线相连 整机输出端所有跨 接的仪表地线端连在一起 与整机输出端地线相连 如 图 6 3 所示 图 6 3 仪器仪表与整机地线的连接 6 2 3 整机调试程序和方法 1 整机调试工艺流程 整机调试工艺流程如图 6 4 所示 图 6 4 整机调试工艺流程 1 外观检查 检查项目按工艺文件而定 学生疑问 答疑 此部分重 点讲解 5 分钟 25 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 2 结构调试 主要目的是检查整机装配的牢固可靠性及机械传动 部分的调节是否灵活和到位 3 通电检查 通电检查的注意事项 4 电源调试 电源调试的一般步骤 电源空载初调 目的 方式 1 电源加载细调 方式 2 5 整机统调 调节好的单元部件装配成整机之后 其性能参数会 受到一些影响 因此装配好整机后应对其单元部件再进 行必要的调试 时期功能符合整机要求 6 整机技术指标测试 按照整机技术指标要求及相应的测试方法 对已调 好的整机进行技术指标测试 判断它是否达到质量要求 的技术水平 7 例行试验 按要求对整机进行可靠性测试 例行试验之后 还 应对整机的技术指标进行复测 合格后入库 2 常用调试技术 1 静态调试 静态调试对于分立元件电路 及调试电路静态工作 点 对于集成电路 一般是测量其各脚对地电压值和总 耗散功率 与额定值相比较 对数字电路还应测量其输 出电平以判断其性能好坏 2 动态调试 波形测试法 是用示波器观测各级电路的输入 1 输出或基本测试点的信号波形 测试波形的幅度 周期 相位 脉冲宽度及前 后沿时间等来确定其是否正常工 作 此部分比 较枯燥 可适当提 问 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 扫描观测法 使用信号发生器对被测电路进行连 2 续扫描 已实现对电路频率特性的自动或半自动测试 瞬态观测法 是给电路输入一个前沿很陡的阶跃 3 或矩形脉冲 用脉冲示波器观察电路输出波形的变化 可以判断产生变化的原因 确定调整方法 图 6 5 确定 了方波信号通过放大电路后的部分瞬态过程波形分析 图 6 5 瞬态过程波形分析 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 巩 固 练 习 课 后 小 结 课 后 作 业 1 产品调试的制定原则包含哪些方面 2 测试仪器量程的选择体现在指针式和数字式仪 表的哪些方面 指针式仪表应使被测量指在满刻度值的 2 3 以上 的位置 选用数字式仪表的量程时 应使其所指示的 数字位数尽量等于被测量值的有效数字位数 3 电源调试的步骤有哪些 4 常用的调试技术有哪些 本节主要讲解了电子设备的整机调试 产品调试 的基本内容 制定原则 调试仪器的选择使用及布局 整机调试程序和方法 课后习题 6 3 6 4 此部分与 提问相结 合 课后小结 以及答疑 15 分钟 5 分钟 课 后 回 顾 课题 第第 6 章章 电子设备的整机装备与调试电子设备的整机装备与调试 6 3 电子设备自动调试技术电子设备自动调试技术 6 4 电子设备结构性故障的检测及分析方法电子设备结构性故障的检测及分析方法 授课班级授课时数2 学时 授课类型新授课授课教师 知识 目标 1 了解电子设备自动调试技术的基本内容 2 了解电子设备结构性故障的检测及分析方法 能力 目标 提升学生对电子设备调试技术的理解 加深学生对实践能力的理 解 教 学 目 标 情感 目标 培养学生严谨的科学态度 良好的职业道德素养和学习电子设备 的浓厚兴趣 教法 启发性教学法 图形分析法 重点 排除故障的一般程序和方法 教 材 分 析 难点 排除故障的一般程序和方法 教具 多媒体课件 板 书 设 计 第第 6 章章 电子设备的整机装备与调试电子设备的整机装备与调试 6 3 电子设备自动调试技术电子设备自动调试技术 6 3 1 静态测试于动态测试 1 静态测试 2 动态测试 6 3 2 MDA ICT 于 FT 6 3 3 自动测试生产过程 6 3 4 自动测试系统硬件与软件 6 3 5 计算机智能自动检测 1 开机自检 2 检测诊断程序 3 智能监测 6 4 电子设备结构性故障的检测及分析方法电子设备结构性故障的检测及分析方法 6 4 1 引起故障的原因 6 4 2 排除故障的一般程序和方法 教学过程 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 复 习 引 入 1 产品调试的基本内容 制定原则 2 调试仪器的选择使用及布局 3 整机调试程序和方法 随着电子信息业的飞速发展 传统的人工测试越来 越难适应不断的产品更新 自动测试技术在强大的驱动 力的作用下迅速发展 而同时对电子设备故障的检测和分析的能力要求也 越来越高 适当提问5 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 6 3 电子设备自动调试技术电子设备自动调试技术 6 3 1 静态调试与动态调试 1 静态调试 静态调试是印制电路板自动测试的初级形式 它以 在线测量 技术为核心 能够检查印制电路板上元器 件是否插错 漏错 超插 焊点有无短路 断路等 特点 比人工测试效率高 有较高的准确率 但难 免有漏检 误判现象 2 动态调试 动态调试 通过计算机测量和数据处理技术对被测 电路的各种动态性能进行全面测试 可以覆盖静态测试 的全部功能 又能发现静态测试力不能及的隐性或软故 障 特点 更是用更先进的自动测试方法 6 3 2 MDA ICT 与 FT 1 MDA Malfunction Defect Analyzer 故障缺陷分 析 是针对焊点和模拟元器件的检测方法 特点 技术简单 容易实现 但故障覆盖率和准确 性有限 2 ICT In Circuit Text 在线电路测试 是以对电路 板的设计指标为判断测试结果的依据 除了覆盖 MDA 功能外 还能对数字电路包括 VTSI 和 ASIC 等功能分 析 特点 覆盖率和准确率都很高 3 FT Functional Text 功能测试 是一种高级的组 合测试系统 除能完成 MDA 和 ICT 所有功能外 还可 以对整个电路或电路群进行功能测试 6 3 3 自动测试生产过程 自动测试是自动生产线上的一个测试流程 如图 6 6 所示 5 分钟 5 分钟 5 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 图 6 6 自动测试过程示意图 6 3 4 自动测试系统硬件与软件 1 自动测试设备硬件是以测试技术和计算机硬件 技术 传感器技术 网络技术等为基础的 通常以测试 针数和测试步数作为基本规格 针数越多 可测得电路 越复杂 步数越多测试功能越复杂 还有一种测试设备是用活动针对电路板进行 飞针 式 测试 2 先进自动测试设备软件系统主要有两大类 一类是结合 EDA 系统根据设计原理图及 IC 数据库 以及 PCB 设计 制造 装配等数据自动生成测试程序 另一类是通过 实时学习比较技术 无需编程即 可对电路进行全面功能测试 6 3 5 计算机智能自动检测 1 开机自检 初级检测方法 2 检测诊断程序 这种方法是计算机运行一种专门的检测诊断程序 它可以由操作者设置和选择测试的目标 内容和故障报 告方式 对大多数故障可以定位至芯片 3 智能检测 是最先进的保证机器正常工作模式 这种智能监测 方式在一定范围内还可自动采取措施消除故障隐患 15 分钟 10 分钟 教学 环节 教学内容教学调控时间分配 新 授 课 6 4 电电子子设设备备结结构构性性故故障障的的检检测测及及分分析析方方法法 6 4 1 引起故障的原因 常见故障 1 焊接工艺不完善 虚焊造成焊点接触不良 2 由于空气潮湿 导致元器件受潮 发霉 或 绝缘性降低甚