CN103846548A

CN103846548A - 磁卡磁头的磁芯组合方法和系统

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Publication number: CN103846548A
Application number: CN201210493620.4A
Authority: CN
Inventors: 堀口昌男; 高瑞宁
Original assignee: BEIJING TECH MAGNETIC RECORD MAKING Co Ltd
Current assignee: BEIJING TECH MAGNETIC RECORD MAKING Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: CN103846548B

Abstract

本发明提供了一种磁卡磁头的磁芯组合方法及磁芯组合系统，其中，上述磁芯组合方法包括:将散装磁芯自动送入排料轨道，排列整齐；按照预定数量对所述磁芯进行分组；将分组后的磁芯组进行激光焊接；将焊接完的磁芯组合推入卸料轨道。在本发明提供的磁芯组合方法中，在将磁芯组合嵌入夹持器前，采用激光焊接技术对磁芯组合进行激光焊接，有效杜绝了薄而小的磁芯组合在一起时易产生的散片、错位等不良现象，保证了理想的良品率。另外，整个工序为全自动化作业，不仅有效节约了人力成本，而且大力提高了产品的生产效率。

Description

磁卡磁头的磁芯组合方法和系统

技术领域

本发明涉及磁记录技术领域，特别地，涉及一种磁卡磁头的磁芯组合方法和系统。

背景技术

磁卡磁头是磁卡机的关键部件，它担负系统磁卡间信息记录和取出的最重要的转换作用。目前，磁卡磁头在各行各业均有应用：磁卡电话、银行系统的存取磁卡、考勤系统、门监系统、加油系统、密码锁、地铁自动售标票系统等等。

参照图1所示的磁卡磁头的结构示意图，磁卡磁头结构为：散片磁芯叠成若干磁芯组12，固定于夹持器11形成的槽内，线包13和间隙片14分别装配在夹持器11的上、下部，形成类变压器结构的磁头组，然后被屏蔽壳15套住，顶丝穿过屏蔽壳的侧面的顶丝孔17起固定作用，屏蔽壳15内剩余空间使用树脂填充，线包13上外露端子16。

磁芯组作为磁卡磁头的最关键部件，其组装过程是影响磁卡磁头产品质量和生产效率的关键工序。

传统的磁芯组合工序包括：a、排片，震动排片机采用谐振方式将散片磁芯整齐排列在导轨上；b、入槽，作业员工用镊子将固定数量的散片磁芯夹住，然后放入夹持器的磁芯槽内；c、压紧，作业员工使用压紧机械将磁芯在夹持器中压紧；d、点胶，作业员工将胶滴在磁芯面上，然后放置晾干。参照图2，示出了按照传统组合工序组装后的磁芯组，三个磁芯组12组装在夹持器11中，胶滴于点胶位置18处。

但是，传统的磁芯组合技术存在以下不足之处：首先，整个过程人工操作较多，尤其是人工数片、入槽工序，需要大量的工作人员手工操作，劳动成本较高且工作效率低下。其次，现有工序在压紧之前，多片芯片只是叠放在一起，相互没有相结合的作用力，所以在压紧到夹持器中时会出现散片、错位等不良现象，最终影响整个磁芯组的电磁性能，导致磁头产品的良品率不高。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够杜绝生产中磁芯散片和错位等不良现象的发生，提高良品率，减少人工操作，提高生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磁卡磁头的磁芯组合方法和系统，能够有效杜绝薄而小的磁芯组合在一起后出现散片、错位现象，有效提高磁芯组合的良品率。

为了解决上述问题，一方面提供了一种磁卡磁头的磁芯组合方法,包括:

将散装磁芯自动送入排料轨道，排列整齐；按照预定数量对所述磁芯进行分组；将分组后的磁芯组进行激光焊接；将焊接完的磁芯组合推入卸料轨道。

优选的，上述磁卡磁头的磁芯组合方法还包括：将磁芯组挤压整齐。

优选的，所述将分组后的磁芯组进行激光焊接；具体为：采用至少两个激光焊头对所述磁芯组进行焊接。

优选的，所述按照预定数量对所述磁芯进行分组步骤，具体为：采用光学检测装置或机械传感装置按照预定数量对所述磁芯进行分组。

优选的，所述将分组后的磁芯组进行激光焊接的步骤，具体为：采用激光脉冲对磁芯缝隙焊接，步距设定为单个磁芯的厚度。

对应上述磁卡磁头的磁芯组合方法，本发明还提供了一种磁卡磁头的磁芯组合系统,包括：排料装置，用于将散装磁芯自动送入排料轨道，排列整齐；压料机械手，用于将磁芯挤压整齐；光学检测装置，用于准确分辨磁芯数量；激光焊接装置，采用激光焊接技术对磁芯组进行激光焊接；推料块，用于将焊接完的磁芯组合推入卸料轨道；自动化控制装置，用于控制上述各装置进行自动化作业。

优选的,所述光学检测装置具体为CCD光学检测装置或光栅计数装置。

优选的，所述CCD光学检测装置还用于检测激光焊接时磁芯的焊接状态。

优选的,所述激光焊接装置至少包括两个激光焊头。

优选的,所述激光焊接装置采用脉冲激光进行焊接，焊接步距为磁芯厚度。

优选的，所述脉冲激光的输出功率密度不小于10w/cm²，脉冲宽度范围为：5~15ms。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点或有益效果：本发明提供的磁卡磁头的磁芯组合方法采用激光焊接技术对磁芯组合进行激光焊接，有效杜绝了薄而小的磁芯组合在一起时易产生的散片、错位等不良现象，保证了理想的良品率。另外，整个工序为全自动化作业，不仅有效节约了人力成本，而且大力提高了产品的生产效率。

附图说明

图1是现有技术磁卡磁头的结构示意图；

图2是现有技术按照传统组合工序组装后的磁芯组；

图3是本发明磁卡磁头的磁芯组合方法实施例的流程图；

图4-1示出了本发明磁芯激光焊接的位置示意图；

图4-2示出了本发明激光焊接后的磁芯组合的示意图；

图5是本发明磁芯组合方法另一实施例的流程图；

图6是本发明磁芯组合系统的结构框图；

图7是本发明CCD光学检测装置的工作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一个磁卡磁头一般需要2~6个磁芯组，每个磁芯组由数个散片磁芯组成，具体数量由磁芯的形状、厚度以及产品型号而定。散片磁芯为薄片零件，尺寸较小，如果通过人工操作进行组合，既费时又费力。然而，磁芯的组合工艺又是磁卡磁头生产过程中的关键工艺。为此，本发明提供了一种全自动化的磁卡磁头的磁芯组合方法和组合系统。首先介绍本发明提供的磁卡磁头的磁芯组合方法，参照图3，示出了本发明磁卡磁头的磁芯组合方法实施例的流程图,包括:

步骤31、将散片磁芯自动送入排料轨道，排列整齐。

步骤31为排料步骤，具体为：将散片磁芯倒入震盘内，震盘通过谐振，不断的将磁芯送入排料导轨，整齐排列在导轨上，然后通过推料槽和推料机械手将磁芯推送到设计位置。其中，排料的速度可以通过调整谐振频率来控制。另外，谐振频率设定值也可根据磁芯形状不同人为调整。上述指定位置可以是激光焊接工序的设计位置，也可以是挤压整形工序的设计位置。

本发明实施例中，采用双导轨震动排料机进行排料，即磁芯排料采用双导轨设计。推料槽设置有左右两个凹槽，当其中一个凹槽与导轨对接，在排料机的驱动下将导轨上的芯片推入推料槽中，即完成一侧的进料工序。上述推料槽默认处在中间位置，可左右移动。当推料槽左侧进料时，推料机械手可以将右侧推料槽中的磁芯推到指定位置；当推料槽右侧进料时，推料机械手可将左侧推料槽中的磁芯推到指定位置。

步骤33、按照预定数量对磁芯进行分组。

本发明实施例中，以7个磁芯为一组为例进行分组。具体步骤为：采用光学检测装置进行视觉监控，准确分辨磁芯数量。本步骤也可以采用机械传感装置进行分组，分组后，机械手将相应数量的磁芯搬运到焊接工装的设计位置。

本发明可采用光学检测装置按照预定数量对所述磁芯进行分组，上述光学检测装置可以是CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）检测装置，也可以是光栅计数装置。其中，CCD检测装置的工作原理为：利用光电转换原理采集磁芯数量和位置的数据，然后传递给处理器终端，处理器经过计算，给出下一步操作指令。为保证数据抓取准确，需要选择像素38万以上、灵敏度2~3Lux的CCD，并且周围有良好光源。

步骤35、将分组后的磁芯组进行激光焊接。

具体为：机械手将分组后磁芯组推送到设计位置，在上述设计位置，激光焊头对上述磁芯组实施激光焊接。

本发明实施例对磁芯组实施激光焊接时，至少采用两个激光焊头对上述磁芯组进行缝隙焊接，步距设定为单个磁芯的厚度。激光焊接的原理是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化，冷却结晶形成焊接点。图4-1示出了磁芯激光焊接的位置示意图，本发明实施例中，选择在磁芯的A、B、C三个位置进行激光焊接。图4-2示出了激光焊接后的磁芯组合的示意图，本发明实施例中，7个磁芯为一组进行焊接，组合成一个磁芯组。

本设计方案中使用的激光器可以是大功率CO₂激光器，也可以是大功率YAG激光器或其他激光器，激光焊头输出的激光功率密度不小于10w/cm²，脉冲宽度为5~15ms，根据磁芯形状不同确定最优值。激光焊接也可以采用连续激光，光斑直径范围为0.2mm~2mm。

激光焊接时，具体要求如下：

① 各片整齐排列，错位不超过0.015mm。

② 位置偏移不超过0.1mm。

③ 光束焦斑数量至少2个，并且位置选择不妨碍后工序装配。

④ 磁芯之间的结合力不低于5N。

另外，需要说明的是，在CCD检测装置的监控下，步骤33和步骤35是同时进行的，即在实现焊接的同时也实现了芯片分组的功能。此处以7片磁芯组成一组为例进行具体说明，在激光焊接工装上，三个激光焊头在程序的控制下自动走位，每相邻两片之间通过3个激光焊接点结合在一起，激光焊头连续缝隙焊接6次后，跳过一个步距，进行下一组焊接。因此，在实施磁芯焊接的同时自动实现磁芯分组。

另外，CCD检测装置同时还可以用于监控磁芯的焊接状态，如果发现焊接不良，可以及时报警。

步骤37、将焊接完的磁芯组合推入卸料轨道。

具体为：推料块将焊接完成的磁芯组合推入卸料轨道，然后磁芯组合滑入接收容器内。

参照图5，示出了本发明磁芯组合方法另一实施例的示意图，在图3所示实施例的基础上，在步骤33和35之间，增加了步骤34：将磁芯组挤压整齐。

步骤34具体为：压料组件将推送到设计位置的磁芯组挤压整齐，确保芯片间紧密接触。步骤34的增加，进一步保证了磁芯组合在焊接之前排列整齐，没有错位。

对于CCD检测装置监控下的激光焊接，因激光焊接的同时完成了磁芯分组，故挤压整形步骤34设置在步骤33之前，即对分组前的整体磁芯进行挤压整形。

综上所述，本发明提供的磁卡磁头的磁芯组合方法，通过采用激光焊接技术将磁芯组合焊接在一起，有效杜绝了薄而小的磁芯在传统磁芯组合工序中易出现的散片、错位等不良现象的出现。在后续的工序中，将焊接后的磁芯组合嵌入夹持器中，使得磁芯的电磁性能得到彻底释放，提高产品的良品率。另外，本发明提供的磁芯组合方法的实现是通过全自动化系统实现，不仅节省了大量人力资源，而且有效提高了产品的生产效率。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

对应上述磁卡磁头的磁芯组合方法，本发明还提供了一种磁卡磁头的磁芯组合系统，参照图6所示的本发明磁芯组合系统的结构框图，包括：

排料装置61，用于将散装磁芯自动送入排料轨道，排列整齐；

本实施中，排料装置可以包括震盘、磁芯排料机、推料槽、推料机械手。

排料装置61用于自动化实现排料工序，其工作过程为：散片磁芯倒入震盘内，震盘通过谐振，不断将磁芯送入排料导轨，排列整齐。磁芯排料机采用双导轨设计，推料槽也为双槽设计，可左右移动。当推料槽的左侧槽与左侧导轨对接进料时，推料机械手可以将推料槽右侧槽中的磁芯推到指定位置；当推料槽的右侧槽与右侧导轨对接进料时，推料机械手可将推料槽的左侧槽中的磁芯推到指定位置。上述指定位置可以是实施定位整形的设计位置，也可以是实施激光焊接的设计位置。采用排料装置61中的双排料导轨设计，推料槽左右转换，推料机械手如此循环，始终保持连续工作状态，排料无需等待。可以节约排料时间，提高排料效率。

压料机械手62，用于将磁芯挤压整齐。

其工作过程为：当磁芯被推送到设计位置时，自动化控制装置给压料机械手发出指令进行挤压整形作业。

上述设计位置为进行挤压整形工序专门设计的位置。在整个自动化操作系统中，磁芯组只有处于这个位置，自动化控制装置才会给压料机械手发出指令进行挤压整形作业。

光学检测装置63，用于磁芯分组时准确分辨磁芯数量。

上述光学检测装置可以是CCD检测装置或光栅计数装置等。

CCD检测装置利用光电转换原理采集磁芯数量和位置的数据，然后传递给自动化控制装置的处理器，处理器经过计算，给出下一步操作指令。为保证数据抓取准确，需要选择38万以上像素、灵敏度2~3Lux或更好的CCD，并且周围有良好光源。

激光焊接装置64，采用激光焊接技术对磁芯组进行激光焊接。

上述激光焊接装置至少包括两个激光焊头，激光焊接装置采用脉冲激光焊接或连续激光焊接。焊接步距设置为一个磁芯的厚度。其中，脉冲激光焊头的输出功率密度不小于10w/cm²,输出的脉冲宽度范围为：5~15ms。连续激光焊接时，光斑的直径范围选择在0.2~2mm之间。

本发明实施例中，激光焊接装置64采用三个激光焊头同时对磁芯组合进行焊接，步距为磁芯厚度，每焊接6次，跳过一个步距，以此形成一个个由7个磁芯组成的磁芯组。

推料块65，用于将焊接完的磁芯组合推入卸料轨道。

自动化控制装置66，用于控制上述各装置进行自动化作业。

自动化控制装置66与上述各装置通讯，监控各装置的工作状态并向各装置发出控制指令，触发各装置按设置程序工作。

上述磁卡磁头的磁芯组合系统的工作过程为：在自动化控制装置66的控制下，排料装置61采用震动盘不断将磁芯送入排料轨道，整齐排列。压料机械手62将磁芯推送到设计位置并挤压整齐，确保磁芯排列整齐并紧密接触。在光学检测装置63的视觉监控下，准确分辨磁芯数量，激光焊接装置64对磁芯进行激光焊接，先后或者同时完成磁芯的分组和组合工序。推料块65将焊接完成的磁芯组合推入卸料轨道，然后磁芯组合滑入接收容器内。

在本发明磁卡磁头的磁芯组合系统的另一实施例中，上述CCD检测装置还用于检测磁芯的激光焊接状态。图7示出了本实施例中CCD检测装置的工作流程示意图：

CCD检测装置监控分组后的磁芯数量，如果磁芯数量准确，发信号给自动化控制装置，使其指示激光焊接装置对磁芯组进行激光焊接。如果发现磁芯数量不对，则触发自动化控制装置发出报警信号。在激光焊接过程中，监测激光焊接质量，如果焊接质量合格，则发信号给自动化控制装置，指示下一步作业。如果发现焊接质量不合格，则触发自动化控制装置发出报警信号。

可见，CCD检测装置不仅保证了磁芯分组的精确，同时还保证了激光焊接的质量，确保产品理想的良品率。

总之，采用本发明提供的磁卡磁头的磁芯组合系统，可以实现磁芯组合的全自动化操作，有效节约了人力资源，降低了劳动成本，提高了产品的生产效率。采用激光焊接装置将磁芯组焊接在一起，确保各磁芯紧密接触，有效避免了磁芯组的错位、散片，提高了产品的良品率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种磁卡磁头的磁芯组合方法，以及一种磁卡磁头的磁芯组合系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种磁卡磁头的磁芯组合方法，其特征在于，包括:

将散装磁芯自动送入排料轨道，排列整齐；

按照预定数量对所述磁芯进行分组；

将分组后的磁芯组进行激光焊接；

将焊接完的磁芯组合推入卸料轨道。

2.根据权利要求1所述的磁芯组合方法，其特征在于，还包括：将磁芯组挤压整齐。

3.根据权利要求1所述的磁芯组合方法，其特征在于，所述将分组后的磁芯组进行激光焊接；具体为：采用至少两个激光焊头对所述磁芯组进行焊接；和/或，所述按照预定数量对所述磁芯进行分组步骤，具体为：采用光学检测装置或机械传感装置按照预定数量对所述磁芯进行分组。

4.根据权利要求1所述的磁芯组合方法，其特征在于，所述将分组后的磁芯组进行激光焊接的步骤，具体为：采用激光脉冲对磁芯缝隙焊接，步距设定为单个磁芯的厚度。

5.一种磁卡磁头的磁芯组合系统，其特征在于，包括：

排料装置，用于将散装磁芯自动送入排料轨道，排列整齐；

压料机械手，用于将磁芯挤压整齐；

光学检测装置，用于准确分辨磁芯数量；

激光焊接装置，采用激光焊接技术对磁芯组进行激光焊接；

推料块，用于将焊接完的磁芯组合推入卸料轨道；

自动化控制装置，用于控制上述各装置进行自动化作业。

6.根据权利要求5所述的磁卡磁头的磁芯组合系统，其特征在于，所述光学检测装置具体为CCD光学检测装置或光栅计数装置。

7.根据权利要求6所述的磁卡磁头的磁芯组合系统，其特征在于，所述CCD光学检测装置还用于检测激光焊接时磁芯的焊接状态。

8.根据权利要求5所述的磁卡磁头的磁芯组合系统，其特征在于，所述激光焊接装置至少包括两个激光焊头。

9.根据权利要求5所述的磁卡磁头的磁芯组合系统，其特征在于，所述激光焊接装置采用脉冲激光进行焊接，焊接步距为磁芯厚度。

10.根据权利要求9所述的磁卡磁头的磁芯组合系统，其特征在于，所述脉冲激光的输出功率密度不小于10w/cm²，脉冲宽度范围为：5~15ms。