CN104269373B - 一种智能卡芯片封装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能卡芯片封装设备，包括工作台以及设在工作台上的卡片输送装置、芯片封装装置以及芯片供给装置，所述卡片输送装置包括将待封装的卡片以间歇式输送方式逐张输送到封装工位的卡片输送机构，所述芯片供给装置包括将芯片带上的芯片逐个地输送到冲裁工位上的芯片带输送机构、冲裁模具以及冲裁机构，所述芯片封装装置包括将裁切好的芯片移送到卡片上进行封装的封装机构；所述芯片带输送机构的输送方向与卡片输送机构的输送方向相垂直，且所述芯片带从卡片输送装置中的封装工位的下方穿过，所述芯片供给装置中的冲裁工位设在紧贴于卡片输送装置中的封装工位的位置。本发明的智能卡芯片封装设备缩短了芯片移动的行程，提高了封装速度。

Description

一种智能卡芯片封装设备
技术领域
本发明涉及智能卡的生产设备，具体涉及一种智能卡芯片封装设备。
背景技术
在智能卡生产过程中，需要在卡片上封装芯片，芯片的封装通过流水作业完成，封装过程为：待封装的卡片逐张输送到封装工位中，同时芯片供给装置连续地提供裁切好的芯片，芯片封装装置从芯片供给装置处吸取芯片并封装到卡片的封装槽中。芯片供给装置的工作过程为：封装前的芯片按一定的间距设置在芯片带上，封装时需要按设定的大小将芯片从芯片带上裁切下来，裁切好的芯片由芯片封装装置吸取并移动到卡片上封装；芯片的裁切通过冲裁模具和冲裁机构完成，冲裁模具上设有冲压孔，芯片带在动力装置牵引下将待裁切的芯片移送到与冲压孔对应处，然后冲裁机构将芯片按冲压孔的形状将其冲裁出来。
在现有的芯片供给装置中，芯片带的输送方向通常与卡片的输送方向平行，其存在以下不足：1、为了布置芯片供给装置，芯片冲裁工位与芯片封装工位之间具有较大的距离，使得封装装置在将芯片从冲裁工位移动到芯片封装工位上时行程较大，进而影响封装的速度；2、裁切好的芯片的姿态与芯片封装工位的卡片的封装槽的姿态之间相差90°，因此将芯片移送到封装槽中时需要旋转90°，不但影响芯片移送速度，而且还影响芯片放置到封装槽中时的位置精度。此外，现有的芯片供给装置中也有芯片带的输送方向垂直于卡片的输送方向的技术方案，这种芯片供给装置设置在卡片输送线的一侧，芯片带位于卡片输送线的一侧并按垂直卡片输送方向的形式布置，在芯片冲裁工位和芯片封装工位之间设有牵引轮将裁切完芯片的芯片带向下牵引输送。这种芯片供给装置中确保了裁切出来的芯片姿态与芯片封装工位的卡片的封装槽的姿态保持一致，移送过程中无需再旋转90°，但是仍然存在以下的不足：1、由于芯片冲裁工位和芯片封装工位之间需要设置牵引轮机构，因此芯片的移送形成仍然较大，封装速度依然不够高；2、由于芯片冲裁工位中的冲裁模具和芯片封装工位中的卡片的定位基准不同，因此不容易保证裁切好的芯片与卡片中的封装槽平行，影响封装精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能卡芯片封装设备，该封装设备不但缩短了芯片移动的行程，提高了封装速度，而且还提高了封装的精度。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种智能卡芯片封装设备，包括工作台以及设在工作台上的卡片输送装置、芯片封装装置以及芯片供给装置，其中，卡片输送装置包括将待封装的卡片以间歇式输送方式逐张输送到封装工位的卡片输送机构，所述芯片供给装置包括将芯片带上的芯片逐个地输送到冲裁工位上的芯片带输送机构、冲裁模具以及冲裁机构，所述芯片封装装置包括将裁切好的芯片移送到卡片上进行封装的封装机构；所述芯片带输送机构的输送方向与卡片输送机构的输送方向相垂直，且所述芯片带从卡片输送装置中的封装工位的下方穿过，所述芯片供给装置中的冲裁工位设在紧贴于卡片输送装置中的封装工位的位置。
本发明的一个优选方案，其中，所述卡片输送机构包括卡片输送导轨以及输送带，其中，所述输送带为循环式环状结构，所述卡片输送导轨在与封装工位对应处的侧壁上设有让芯片带穿过的通道，该通道位于封装工位中的卡片的下方。
通过上述结构，使得芯片带输送机构在与卡片输送机构相交的部分顺利过渡，互不干涉，确保相互垂直的两条输送线正常运行。
本发明的一个优选方案，其中，所述卡片输送导轨在与封装工位对应处设有两个导卡块，所述通道设置在导卡块上；所述两个导卡块之间的底部设有垫块，垫块上设有用于让芯片带通过的过孔。
上述优选方案中，所述两个导卡块用于对封装工位上的卡片进行导向限位，构成卡片输送轨道的一部分，便于设置所述通道；所述垫块用于对封装工位上的卡片进行支承，以承受封装时的冲击力，通过设置所述过孔，让芯片带顺利穿越垫块，互不干涉。
本发明的一个优选方案，其中，所述冲裁模具包括模具垫板以及连接在模具垫板上的模腔块。模腔块上设有用于成型芯片的模腔，可以在模具垫板上设置多个具有不同尺寸的模腔的模腔块，从而可以用于对不同的芯片进行冲裁。
优选地，所述模腔块为两个或多个，这些模腔块具沿着芯片带的输送方向排列并固定连接在模具垫板上。
本发明的一个优选方案，其中，所述封装工位处设有用于安装该工位处的部件的封装工位支架，所述冲裁工位处设有用于安装该工位处的部件的冲裁工位支架，所述封装工位支架和冲裁工位支架连接成一体。
采用该优选方案的目的在于，在封装工位和冲裁工位中，分别需要设置用于定位卡片和冲裁模具的定位结构，以确保冲裁出来的芯片与卡片上的封装槽之间的位置关系，使得冲裁好的芯片无需旋转直接按直线轨迹移送到封装槽处即可准确放置到封装槽中；采用该优选方案后，由于封装工位支架和冲裁工位支架连接成一体，因此卡片和冲裁模具的定位结构可以参考同一个设计基准，从而提高定位精度，进而提高封装的位置精度；本发明中，由于冲裁工位和封装工位之间没有其他部件，因此可以设置得很近，这为能够将封装工位支架和冲裁工位支架连接成一体提供了重要的条件。
所述封装工位支架上设有卡片定位机构，该卡片定位机构包括位于垫块一侧的固定定位柱、位于垫块另一侧的第一活动定位柱以及位于垫块前后两端的第二活动定位柱，所述第一活动定位柱和第二活动定位柱上连接有驱动它们作夹紧和松开卡片的动作的驱动机构；所述冲裁工位支架上设有用于对冲裁模具进行定位的定位销；所述卡片定位机构中的固定定位柱、第一活动定位柱、第二活动定位柱以及冲裁工位支架上的定位销具有相同的设计基准。
上述优选方案中，由于封装工位支架和冲裁工位支架连接成一体，因此便于将所述卡片定位机构和定位销按同一个设计基准进行设计、加工，从而可以确保卡片与冲裁模具之间的定位更加精确，提高封装的精度。
本发明的一个优选方案，其中，所述芯片带输送机构包括未裁切芯片带收卷轮、牵引动力机构、牵引导向机构以及已裁切芯片带收卷轮，其中，所述未裁切芯片带收卷轮设置于工作台的下方，已裁切芯片带收卷轮位于工作台的上方，已裁切芯片带收卷轮上连接有电机；所述牵引动力机构包括牵引电机和牵引轮，该牵引动力机构位于冲裁工位的外侧；所述牵引导向机构包括设置在封装工位的外侧的用于将未裁切芯片带从下向上引导成水平状态以便从封装工位下方穿过的变向导向件。
通过上述芯片带输送机构实现了芯片带的连续输送，并通过已裁切芯片带收卷轮将芯片带残余部分收卷起来，避免缠绕到设备的其他部位，并且所述未裁切芯片带收卷轮位于工作台下方，不占据工作台上方的工作空间；通过在封装工位的外侧设置将将未裁切芯片带从下向上引导成水平状态的变向导向件，实现将未裁切芯片带从竖向状态引导成水平状态，以便从封装工位下方穿过；将所述牵引动力机构设置在冲裁工位的外侧，确保冲裁工位和封装工位可以充分接近，而现有技术中，类似的牵引动力机构设置于封装工位和冲裁工位之间，使得封装工位和冲裁工位之间的距离增大。此外，也可以将上述芯片带输送机构进行变换，将所述未裁切芯片带收卷轮设置成已裁切芯片带收卷，并将所述已裁切芯片带收卷设置成未裁切芯片带收卷轮，即未裁切芯片带收卷轮设置于工作台的上方，已裁切芯片带收卷轮位于工作台的下方，同时改变芯片带的输送方向，并且将牵引动力机构设置到封装工位的外侧。
优选地，所述工作台上设有让未裁切芯片带通过的通孔，所述变向导向件设置在该通孔上方。
本发明的一个优选方案，其中，所述封装机构包括封装吸头以及带动封装吸头运动的移动机构，其中，所述移动机构包括横向移动机构、纵向移动机构以及竖向移动机构，所述封装吸头与真空装置连接；所述横向移动机构包括横向电机和横向丝杆传动机构，所述纵向移动机构包括纵向电机和纵向丝杆传动机构，所述竖向移动机构包括竖向电机和竖向丝杆传动机构，所述纵向电机设置在横向丝杆传动机构的丝杆螺母上，所述竖向电机设置在纵向丝杆传动机构的丝杆螺母上，所述封装吸头设置在竖向丝杆传动机构的丝杆螺母上。
在上述优选方案中，通过横向移动机构、纵向移动机构以及竖向移动机构可以精确带动封装吸头在三维空间内移动，并通过真空装置让封装吸头将芯片吸起，实现芯片的吸取、转移以及封装。上述优选方案不但提高了芯片封装的精度，而且极大地方便了模具的更换；现有技术中封装吸头只由纵向移动机构和竖向移动机构驱动，因此在更换模具时，需要对更换后的模具重新进行定位和校准，费时费力，而采用本优选方案则使得模具的更换变得简便，只需更改驱动上述三个移动机构的控制程序即可将芯片封装的运动轨迹从一个模具切换到另一个模具。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
1、由于所述芯片带输送机构的输送方向与卡片输送机构的输送方向相垂直，且所述芯片带从卡片输送装置中的封装工位的下方穿过，因此冲裁工位与封装工位之间没有其他部件的阻挡，从而将冲裁工位设在紧贴于封装工位的位置，从而大大缩短芯片移动的行程，极大地提高了封装速度，提高了生产效率。
2、由于冲裁工位设在紧贴于封装工位的位置，因此可以将封装工位支架和冲裁工位支架直接连接成一体形成同一个模块，在此基础上可将用于定位卡片和定位冲裁模具的结构(例如定位销)都采用同一个设计基准，从而提高卡片的封装槽和裁切好的芯片之间的位置精度，提高封装精度。
3、输送方向垂直的芯片带输送机构和卡片输送机构有利于将整体结构布置得更加紧凑，节省空间。
附图说明
图1为本发明的智能卡芯片封装设备的一个具体实施方式的结构简图。
图2为图1所示实施方式的立体结构示意图。
图3为图2的局部放大图。
图4为图2的局部放大图(省略部分部件)。
图5为图2中封装工位处隐藏导向块后的局部放大图。
图6为图5中垫板的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1～图5，本发明的智能卡芯片封装设备包括工作台1以及设在工作台1上的卡片输送装置、芯片封装装置以及芯片供给装置。
参见图1～图5，所述卡片输送装置包括将待封装的卡片2以间歇式输送方式逐张输送到封装工位6的卡片输送机构，该卡片输送包括卡片输送导轨、输送带8以及输送电机，其中，所述输送带8为循环式环状结构，共两条，每条输送带8上设有用于推动卡片2进行移动的拨齿，工作时两条输送带8推动卡片2间歇性地向前输送。所述卡片输送导轨包括两条平行的导向轨道17，所述卡片2在该卡片输送导轨内输送，所述卡片输送导轨中设置有封装工位6，待封装的卡片2送到该封装工位6上后，由芯片封装装置进行芯片封装。
参见图1～图5，所述芯片供给装置包括将芯片带3上的芯片4逐个地输送到冲裁工位5上的芯片带输送机构，此外还包括设置于冲裁工位5处的冲裁模具以及冲裁机构。所述芯片带输送机构包括未裁切芯片带收卷轮11、牵引动力机构、牵引导向机构以及已裁切芯片带收卷轮9，其中，所述未裁切芯片带收卷轮11设置于工作台1的下方，已裁切芯片带收卷轮9位于工作台1的上方；所述牵引动力机构包括牵引电机、牵引轮10和压紧轮16，该牵引动力机构位于冲裁工位5的外侧，所述牵引轮10由电机驱动，所述牵引轮10上设有与芯片带3上的牵引孔对应的牵引齿，牵引轮10转动时带动芯片4向前输送，所述压紧轮16将芯片带3压紧在牵引轮10上，确保芯片带3不脱离牵引轮10；所述牵引导向机构包括设置在封装工位6的外侧的用于将未裁切芯片带从下向上引导成水平状态以便从封装工位6下方穿过的变向导向件19。所述工作台1上设有让未裁切芯片带3通过的通孔1-1，所述变向导向件19设置在该通孔1-1的上方。
参见图1～图5，所述冲裁模具包括模具垫板21以及连接在模具垫板21上的模腔块7，其中，模腔块7上设有用于成型芯片的模腔7-1，可以在模具垫板21上设置多个具有不同尺寸的模腔7-1的模腔块7，从而可以用于对不同的芯片进行冲裁。具体地，所述模腔块7通过螺钉连接在模具垫板21上，该模腔块7为两个，分别用于冲裁两种不同规格的芯片4，这两个模腔块7沿芯片带3的输送方向排列。上述冲裁模具设在与卡片输送装置中的封装工位6邻近的位置，其中，靠近封装工位6的那个模腔块7贴紧于所述导向块15，从而让冲裁工位5尽可能靠近封装工位6，以缩短芯片4的移送行程。所述冲裁机构位于冲裁模具的下方，包括冲头和动力装置，工作时，芯片带3位于冲裁模具的下方，冲头从下向上将芯片4冲出。
参见图1～图6，所述芯片带输送机构的输送方向与卡片输送机构的输送方向相垂直，且所述芯片带3从卡片输送装置中的封装工位6的下方穿过，所述芯片供给装置中的冲裁工位设在紧贴于卡片输送装置中的封装工位的位置。具体地，所述卡片输送导轨在与封装工位6对应处设有两个导向块15以及卡片定位机构，其中，两个导向块15与卡片输送导轨的导向轨道17对接，用于对封装工位6上的卡片2进行导向限位，两个导向块15上设有让芯片带穿3过的通道15-1(参见图5)；所述两个导向块15之间的底部设有垫块20，该垫块20上设有用于让芯片带3通过的过孔20-1(参见图6)，所述通道15-1和过孔20-1均位于封装工位6中的卡片2的下方，且位于环状输送带8的内侧，从而实现芯片带3在封装工位6处与卡片输送机构的顺利过渡，互不干涉，确保相互垂直的两条输送线正常运行。所述卡片定位机构包括位于垫块20一侧的固定定位柱23、位于垫块20另一侧的第一活动定位柱(图中未显示)以及位于垫块20前后两端的第二活动定位柱22，所述第一活动定位柱和第二活动定位柱22上连接有驱动它们作夹紧和松开卡片2的动作的驱动机构，该驱动机构可以由常态下促使第一活动定位柱和第二活动定位柱22处于对卡片2进行夹紧的弹簧以及驱使第一活动定位柱和第二活动定位柱22进行转动以松开卡片2的动力机构构成，其中，所述动力机构可以采用气缸推动摆杆摆动的结构来实现。上述卡片定位机构的工作原理是：进卡前，所述第一活动定位柱和第二活动定位柱22处于松开卡片2的状态，当卡片2送入到封装工位6后，驱动机构带动第一活动定位柱和第二活动定位柱22对卡片2进行夹紧，其中，固定定位柱23和第一活动定位柱对卡片2的宽度方向进行定位，第二活动定位柱22对卡片2的长度方向进行定位。
参见图2～图5，，所述封装工位处设有用于安装该工位6处的部件(例如导向块15、卡片定位机构以及垫块20等)的封装工位支架25，所述冲裁工位5处设有用于安装该工位处的部件(例如冲裁模具、冲裁机构等)的冲裁工位支架24，所述封装工位支架25和冲裁工位支架24连接成一体。所述冲裁工位支架24上设有用于对冲裁模具进行定位的定位销26，该定位销26与所述卡片定位机构中的固定定位柱23、第一活动定位柱、第二活动定位柱22具有相同的设计基准，这样有利于提高卡片和冲裁模具之间的位置精度，提高封装的精度。
参见图1～图5，所述芯片封装装置包括将裁切好的芯片4移送到卡片2上进行封装的封装机构，该封装机构包括封装吸头18以及带动封装吸头18运动的移动机构，其中，所述移动机构包括横向移动机构、纵向移动机构以及竖向移动机构，其中，所述封装吸头18与真空装置连接。所述横向移动机构包括横向电机13和横向丝杆传动机构，所述纵向移动机构包括纵向电机12和纵向丝杆传动机构，所述竖向移动机构包括竖向电机14和竖向丝杆传动机构，所述纵向电机12设置在横向丝杆传动机构的丝杆螺母上，所述竖向电机14设置在纵向丝杆传动机构的丝杆螺母上，所述封装吸头18设置在竖向丝杆传动机构的丝杆螺母上。工作时，通过横向移动机构、纵向移动机构以及竖向移动机构可以精确带动封装吸头18在三维空间内移动，并通过真空装置让封装吸头18将芯片4吸起，实现芯片4的吸取、转移以及封装。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能卡芯片封装设备，包括工作台以及设在工作台上的卡片输送装置、芯片封装装置以及芯片供给装置，其中，卡片输送装置包括将待封装的卡片以间歇式输送方式逐张输送到封装工位的卡片输送机构，所述芯片供给装置包括将芯片带上的芯片逐个地输送到冲裁工位上的芯片带输送机构、冲裁模具以及冲裁机构，所述芯片封装装置包括将裁切好的芯片移送到卡片上进行封装的封装机构；其特征在于，所述芯片带输送机构的输送方向与卡片输送机构的输送方向相垂直，且所述芯片带从卡片输送装置中的封装工位的下方穿过，所述芯片供给装置中的冲裁工位设在紧贴于卡片输送装置中的封装工位的位置。
2.根据权利要求1所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述卡片输送机构包括卡片输送导轨以及输送带，其中，所述输送带为循环式环状结构，所述卡片输送导轨在与封装工位对应处的侧壁上设有让芯片带穿过的通道，该通道位于封装工位中的卡片的下方。
3.根据权利要求2所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述卡片输送导轨在与封装工位对应处设有两个导卡块，所述通道设置在导卡块上；所述两个导卡块之间的底部设有垫块，垫块上设有用于让芯片带通过的过孔。
4.根据权利要求3所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述冲裁模具包括模具垫板以及连接在模具垫板上的模腔块。
5.根据权利要求4所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述模腔块为两个或多个，这些模腔块具沿着芯片带的输送方向排列并固定连接在模具垫板上。
6.根据权利要求4所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述封装工位处设有用于安装该工位处的部件的封装工位支架，所述冲裁工位处设有用于安装该工位处的部件的冲裁工位支架，所述封装工位支架和冲裁工位支架连接成一体。
7.根据权利要求6所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述封装工位支架上设有卡片定位机构，该卡片定位机构包括位于垫块一侧的固定定位柱、位于垫块另一侧的第一活动定位柱以及位于垫块前后两端的第二活动定位柱，所述第一活动定位柱和第二活动定位柱上连接有驱动它们作夹紧和松开卡片的动作的驱动机构；所述冲裁工位支架上设有用于对冲裁模具进行定位的定位销；所述卡片定位机构中的固定定位柱、第一活动定位柱、第二活动定位柱以及冲裁工位支架上的定位销具有相同的设计基准。
8.根据权利要求1～7任一项所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述芯片带输送机构包括未裁切芯片带收卷轮、牵引动力机构、牵引导向机构以及已裁切芯片带收卷轮，其中，所述未裁切芯片带收卷轮设置于工作台的下方，已裁切芯片带收卷轮位于工作台的上方，已裁切芯片带收卷轮上连接有电机；所述牵引动力机构包括牵引电机和牵引轮，该牵引动力机构位于冲裁工位的外侧；所述牵引导向机构包括设置在封装工位的外侧的用于将未裁切芯片带从下向上引导成水平状态以便从封装工位下方穿过的变向导向件。
9.根据权利要求8所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述工作台上设有让未裁切芯片带通过的通孔，所述变向导向件设置在该通孔上方。
10.根据权利要求1所述的智能卡芯片封装设备，其特征在于，所述封装机构包括封装吸头以及带动封装吸头运动的移动机构，其中，所述移动机构包括横向移动机构、纵向移动机构以及竖向移动机构，所述封装吸头与真空装置连接；所述横向移动机构包括横向电机和横向丝杆传动机构，所述纵向移动机构包括纵向电机和纵向丝杆传动机构，所述竖向移动机构包括竖向电机和竖向丝杆传动机构，所述纵向电机设置在横向丝杆传动机构的丝杆螺母上，所述竖向电机设置在纵向丝杆传动机构的丝杆螺母上，所述封装吸头设置在竖向丝杆传动机构的丝杆螺母上。
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