电子设备的整机装配与调试
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第八章电子设备的整机装配与调试
随着电子技术的不断发展，电子设备广泛应用于社会各领域， 其种类也是多 种多样，既有用于工业、航空、航天、军事等领域的大型设备、仪器，也有人们 所熟悉的各种消费类的家用电器。虽然应用领域不同，设备的复杂程度各异， 工
作原理更是千差万别，但它们都是机电合一的整机结构产品， 都是要通过整机的 装联来完成产品制造。本章就电子设备整机的生产过程作以介绍。
8. 1制造工艺业务的二条业务主线：
从宏观的角度上，我们把业务复杂交错的制造工艺分成二大业务主线，即: 产品加工业务主线和物流业务主线。
8. 1. 1产品加工业务主线：
制造工艺的主要业务就是对产品加工提供技术支持，其核心业务主线就产品 加工业务主线。制造工艺的产品加工业务运作方式包括： 1、按照产品加工工序 路线流程平台横向的运作方式；2、按照产品线职责分工的纵向的运作方式。
1 •产品线纵向运作方式：
如下示意图所示，工艺部门按照产品的开发进度划分了单独负责产品试制和 负责产品量产的部门进行支持。试制人员的主要业务是支持研发设计新产品导入 后的试制和验证工作，为研发设计反馈可制造性设计问题，同时也关注到前阶段 的可制造性需求上；管制人员主要负责量产成熟产品的加工业务， 保证整个制造系统的正常加工及发货
工业工程部门（IE）通过产品线参与IPD的业务运作，主要提供产品标准时 间定制，工艺路线定义，试产规划（人力、资源、产能、场地布局等）。以制造 外围成员的角色参与，工作任务由制造代表直接分配。其中基础数据构建是最主 要的输出。在IPD阶段，IE需要了解产品结构、配置、流程、操作过程等，从而 评定标准时间，进而定义工艺路线。工艺路线数据也是 ISC项目中十分重要的基
础数据。
2•产品加工工序路线横向运作方式
产品加工工序路线横向运作方式是制造工艺的核心业务主线， 这种平台式的
运行方式贯穿于产品加工的每个工序，制造工艺的核心就是为产品服务也正体现 于此。
产品加工环节从大框架上可以分成单板加工，结构测试，功能测试，整机加 工和整机测试五个环节。（如下示意图所示）。 硏发设计H新产品导入TT试制11量产 产品线N
一一 硏发设计二新产品导入TL试制£
产品线1
_ 产品线纵向运
t
礎工艺 量产
按照平台运作方式，不管是新产品试制还是量产产品发货加工， 均按照产品 加工工序路线进行加工，在每个环节都有相应的工艺、设备 /工装和工业工程部 门进行平台技术上的支持。
工艺部门在平台中的业务主要是对产品加工流程的每个环节建立和维护一 套工艺参数和工艺加工方法。在新产品的试制阶段，工艺的业务是设置和优化工 艺参数和工艺方法；在量产阶段，工艺部门的业务是维护和管制工艺参数和工艺 方法。工艺部门还关注新的工艺技术的发展和引进， 同时肩负新的工艺方法应用
到产品制造的过程中去，做到对产品品质的提升和服务。在单板加工环节采用的 工艺平台技术是目前电子行业最新的电子装联技术，也就是常说的“ SMT ”和
“THT”。结构测试环节采用的 AOI、AXI和ICT技术。
设备部门的平台业务除了对每个产品加工环节进行设备的维护、 维修和保养
等设备能力提供外，还肩负设备产量规划业务的策划和实施者。同时， 工装及自
动化作为设备的补充和延续，更加增大了设备对产品加工提供的高弹性、柔性， 同时也增加了产品加工的工艺窗口。
工艺和设备在产品加工的每一个环节都是紧密相连的。在设备选型的初期， 从客户要求和市场要求的角度提出产品的品质要求， 根据品质要求转换为所要达 到的工艺要求，所选型的新设备需按照工艺的要求进行评估和购置。但设备选型 购置后，产品的设计和工艺方法的选择在很大的程度上需要遵循现有设备的加工 能力，这就是我们常说的
DFM。从四大规范关系图中也不难理解这一点。
新产品引进新生产线时，从左住右，品要要求是起点
客户要求一 市场要求
有了生产线后，考虑的起点是该盔云从右往左
产品的加工不能只是满足能够加工出来， 效率问题也是影响产品价格竞争力 的主要影响因素。合理的资源配置和量化的工时管理体现了工业工程（IE）的核 心业务。
8. 2电子设备的整机装配
821 电子设备整机装配原则
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。
8. 2. 2整机装配的工艺流程
在大批量生产的电子产品的生产组织中，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、部件装配、 整件装
配三个阶段
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 产组织等方面的准备工作。
2. 部件装配
部件是电子设备中的一个相对独立的组成部分， 由若干元器件、零件装配而 成。部件装配是整机装配的中间装配阶段， 是为了更好地在生产中进行产品质量 管理，更便于在流水线上组织生产。
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 独立用途品质规范 / _ ----
--
\ 设备规范 H艺规范 的产品。整机装配又叫整件装配或整机总装
8．3 电子设备的整机调试
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求。 调试实 际上包括调整和测试两方面的工作，整机调试是在组成整机的单元功能电路板、 机械结构、 组装部件或分机等进行调试并达到指标要求的基础上， 总装后再对组 成整机的可调元件、 部件进行调整并对整机各项电气性能进行测试。 测试是指利 用手工或自动设备对系统或部件进行测量或评定，以证实其是否满足规定要求。 因此，测试又可分为自动测试和手工测试、外部测试和机内测试。
整机调试工作的主要内容：
(1) 明确调试目的、项目和要求。
(2) 正确选择测试仪器仪表。
(3) 按照调试工艺规程对电子设备进行调试。
(4) 分析调试中出现的问题，排除故障。
(5) 对调试数据进行分析处理， 作出产品是否合格的结论， 或写出调试报告， 提出改进意见。
8.3.1 调试工艺文件
1． 基本内容
产品的调试是按照调试工艺文件进行的。 调试工艺文件是企业的技术部门根 据国家或企业颁布的标准及产品的等级规格拟定的 (一般企业标准要高于国家标 准，有的产品为达到更高的质量，还有内控标准) 。基本内容包括：
(1) 调试设备、方法及步骤。
(2) 测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) 测试责任者的签署及交接手续等。
除了要测试主要性能指标外，一般电子设备还须进行例行试验，例如温度、 湿度、振动、冲击和运输等试验。
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。尽量利用先进的工艺技术提高生产效率和产品质量。
(3) 调试内容和测试步骤尽可能具体、 可操作性强。 测试条件和安全操作规 程要写仔细清楚。测试数据尽可能表格化，便于综合分析。
8.3.2 调试仪器的选择使用及布局
1. 调试仪器的选择及使用
(1) 调试用仪器仪表和设备应满足计量和检测要求， 仪器仪表的精度应高于 测量所要求的精度，并应有定期计量检定合格证。
(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， 要求在接入被测电路后， 产生的测量误差在 允许范围内，或不改变被测电路的工作状态。
(4) 测试仪器量程的选择应满足测量精度的要求。 例如，指针式仪表应使被 测量指在满该度值的 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。
(5) 使用仪器测试时应选择好量程， 调整好零点， 有些仪器还需要按规定预 热；灵敏度较高的仪表测试连线应采用屏蔽线， 高频测试时， 高频插头应直接触 及被测试点。
2. 调试仪器布局
(1) 仪器的布置应安全稳定，操作调节方便，观测视差小。
(2) 仪器仪表在测试台上的布局， 应避免相互干扰； 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。
为了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，图 8.2 测试仪器仪表的布局
8.3.3 整机调试程序和方法
1. 整机调试工艺流程
整机调试是在单元部件调试的基础上进行的。 单元部件调试的一般工艺流程 为：外观检查一静态调试(测试调整电路各级静态工作点)一动态调试(加输入 信号或给定信号，再测试调整各调试点的电压、电流、波形、频率或频率特性， 使其达到技术指标要求)T性能指标综合调试(对整个单元部件的性能指标要求
进行综合调试）
（1）外观检查
检查项目按工艺文件而定。 例如收音机一般检查天线、 紧固螺钉、电池弹簧、 电源开关、调谐指示、按钮按键插座、有无机内异物、四周外观等项，检查顺序 是先外后内，注意不要有漏检项目。
（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灵活和到位 性。
（3）通电检查
通电检查注意事项为：
①通电前应先检查电源极性是否接对， 输出电压数值是否合适， 一般先将电 源输出电压调至最小， 开机后再慢慢调至要求值。 还应注意不同类型整机设备通 电程序不同，应按程序操作，否则会损伤设备。通电调试前，还必须检查被调试 的单元、部件或整机有无短路，观察有无元器件相碰，印制电路板上有无错连， 可用万用表测量（用x 1Q档）电源正负极间是否有短路的方法来检查，并应检 查各连接线、控制开关位置是否正确， 整机是否接好负载或假负载等。 一切正常 后方可通电。
②通电后，应观察被测试件有无打火、放电、冒烟或异味；电源及其它仪表 指示是否正常。若有异常应立即按照程序断电， 再设法排除故障， 并注意如有高 压大容量电容器，应先设法放电，再检修。
（ 4）电源调式
电源调试的一般步骤为：
① 电源空载初调 为了避免电源电路未经调试就加载而引起某些电子元器 件损坏，
通常先在空载状态下对电源电路进行调试，即切断电源的所有负载， 测 量通电后电源是否稳定、 数值和波形是否符合指标要求或经调整后能达到指标要 求的直流电压输出。
② 电源加载细调 初调正常后加额定负载或假负载， 测量并调整电源的各项 性能指标如输出电压值、波纹因数、稳压系数等，使其符合指标要求，当达到最 佳状态时，锁定有关调整元件。
有些简单电子设备直接由电池供电，则不需调试电源。
（5）整机统调
