一种电子工艺实训用PCB打印操作平台

张伦 蔡立娜

【摘 要】电子工艺实训是电类专业重要的实训项目，通过3D PCB打印机完成电子工艺实训过程中的电路板制作环节，与传统蚀刻法电路板制作对比，不仅可以大幅缩短电路制造周期，而且可以实现电路绿色化生产。高校电子工艺实训室内操作平台的设计，应能在满足电子工艺实训教学的基础上便于学生操作和教师讲解。

【关键词】电子工艺；操作平台；PCB打印机

一、现有问题

电子工艺实训可以巩固学生的电工基础、电子技术、单片机原理及应用等课程专业知识，完成简单电子线路的设计与生产、电子元件识别与检测、电路板焊接、电子产品装配、电子产品调试等实训项目[1]。使学生真正能够把所学的理论专业知识经过电路原理图设计、PCB板绘制、电路板生产加工到后期的焊接和安装调试这一完整的电子工艺生产过程熟悉并掌握[2]。结合当前技术发展，在电子工艺实训教学过程中引入PCB打印机，通过PCB打印机可以快速制作出电路板成品，有更充裕的时间对有关制作进行测试，可以像打印照片一样将电路走线打印到PCB基板上去[3]，能够小批量、快速制作出电路板，便于电子工艺实训教学过程中学生快速验证电路板设计的正确性。但是目前电子工艺实训教学过程中使用PCB打印机时，一般将PCB打印机放在单独的桌子上，然后学生分组使用protel完成电路设计，再利用PCB打印机打印电路板，待PCB打印机打印出电路板后，将电路板取出进行后续焊接等操作，但是此过程如果有多组学生，则不便于学生实时围观和后续取出操作，影响了电子工艺实训操作效率[4]。

二、操作平台设计思路

针对以上现有存在的问题，电子工艺实训室可以增加一个PCB打印操作平台，为了便于操作PCB打印机，在现有PCB打印机的基础上，设置一个承载PCB打印机的承载套座，承载套座焊接在圆形桌板的中央，并在圆形的桌板上端面靠近圆边处由外向内通过螺栓连接设置有外导向圈和内导向圈，外导向圈和内导向圈之间通过间隙形成圆形滑道，若干个弧形滑块依次嵌入在圆形滑道内且由于弧形滑块呈弧形块状结构，使得弧形滑块在圆形滑道内滑动时稳定性较好，而弧形滑块上端焊接有分操作台，使得分操作台在随着弧形滑块在圆形滑道内移动而绕着PCB打印机转动，使得PCB打印机不动，而学生依次分时使用PCB打印机，从PCB打印机取出自己组的电路板后，移动分操作台，让下一次组同学使用，便于学生近距离围观电路板在PCB内打印的过程，且由取出后即可就近使用，提高了使用效率，同时两个相邻的分操作台可以相互靠近，便于两个小组之间将各自分操作台贴靠在一起进行讨论，有助于提高电子工艺实训效率和效果。

三、操作平台结构设计

操作平台结构如图1、2示，PCB打印机的下端嵌套有承载套座，承载套座的下端固定设置有桌板；桌板呈圆形且上端面中央为承载套座，桌板的上端面圆边上由外向内依次设置有外导向圈和内导向圈；外导向圈嵌套在内导向圈外，外导向圈和内导向圈分别通过螺栓连接设置在桌板上，且外导向圈和内导向圈之间存在间隙形成圆形滑道。

圆形滑道由经过其中心线的竖直平面剖切形成的截面呈倒T形结构，圆形滑道内嵌入有若干个与圆形滑道配合的弧形滑块，弧形滑块上靠近PCB打印机的端面和远离PCB打印机的端面均呈曲面状且分别贴靠在内导向圈和外导向圈上；弧形滑块的上端伸出圆形滑道且固定设置有分操作台，分操作台的下端面分别压靠外导向圈和内导向圈的上端面，使得分操作台能够随着弧形滑块在圆形滑道内的滑动而绕着PCB打印机转动。

分操作台呈水平放置的扇形板状，且靠近PCB打印机的端面呈凹曲面狀；分操作台的上端面固定设置有半围板；半围板将分操作台的上端面靠近PCB打印机的部分包绕起来，使得使用者在分操作台远离PCB打印机的一侧使用分操作台；相邻的分操作台之间存在间隙；桌板的下端设置有支撑板，四个支撑板构成箱体结构将桌板支撑起来，且支撑板的下端固定设置有在半径大小等于桌板半径大小的底板。

图中：1-PCB打印机，2-半围板，3-分操作台，4-外导向圈，5-圆形滑道，6-支撑板，7-底板，8-内导向圈，9-承载套座，10-桌板，11-弧形滑块。

在现有PCB打印机1的基础上，设置的一个承载PCB打印机1的承载套座9，承载套座9焊接在圆形桌板10的中央，并在圆形的桌板10上端面靠近圆边处由外向内通过螺栓连接设置有外导向圈4和内导向圈8，外导向圈4和内导向圈8之间通过间隙形成圆形滑道5，若干个弧形滑块11依次嵌入在圆形滑道5内且由于弧形滑块11呈弧形块状结构，使得弧形滑块11在圆形滑道5内滑动时稳定性较好，而弧形滑块11上端焊接有分操作台3，使得分操作台3在随着弧形滑块11在圆形滑道5内移动而绕着PCB打印机1转动，使得PCB打印机1不动，而学生依次分时使用PCB打印机1，从PCB打印机1取出自己组的电路板后，移动分操作台3，让下一次组同学使用。

四、结束语

该电子工艺实训用PCB打印操作平台中学生依次分时使用同一台PCB打印机，两个相邻的分操作台可以相互靠近，便于两个小组之间一起进行讨论，有助于提高电子工艺实训效率和效果。另外分操作台的上端面固定设置有半围板，便于防止在分操作台上焊接电路板时，电子元件从分操作台上掉落下来。该操作平台结构安全可靠，产品性能好，使用寿命长。

【参考文献】

[1]曹万强，潘永才，王晓临.建立电子学科创新实践、实训基地的探索[J].实验室研究与探索，2004（10）.

[2]符玉荷，黄谭友，杨启洪，杨日福.电子工艺实习面临的挑战及其发展方向[J].实验室研究与探索，2008（08）.

[3]曹啸敏.电子工艺实习中的PCB制作实习[J].黑龙江科技信息，2012（27）.

[4]梁春英，黄操军.电子工艺实习教学模式的实践与探讨[J].高校实验室工作研究，2010（02）.