CN108983700A - 高精度非接卡读写距离测试机器人 - Google Patents

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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06K7/0095—Testing the sensing arrangement, e.g. testing if a magnetic card reader, bar code reader, RFID interrogator or smart card reader functions properly
    • H04B5/73—
    • G—PHYSICS
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    • G05B2219/00—Program-control systems
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    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31031—Assembly, manipulator cell

Abstract

一种非接卡性能测试系统，该系统包括平台终端控制模块、非金属材质机身、四轴运动模块、电源转换模块，其中平台终端控制模块作为人机交互界面，控制运动平台的所有动作；非金属材质机身消除了金属物质对Rfid场通信的电磁干扰；四轴运动模块在运动过程中使智能卡与读卡器天线处于不同相对位置(XYZ，以及360度旋转角度)；各轴行程尽头设有限位开关保护；测试平台所有动作由运动控制器直接控制，并通过串口转USB或以太网口与PC相连接，实现终端控制。电源模块将220V电源电压转换为36V和24V，分别供给电机控制器和电机驱动器。上述非接卡性能测试系统保证范围内的空间半径150mm内无金属，消除了电磁干扰，大大提高了测试精度。

Description

高精度非接卡读写距离测试机器人
技术领域
本发明涉及非接触智能卡性能测试领域，具体地说，是一种通过上位机软件控制运动平台实现自动检测非接触智能卡通信性能的产品。
技术背景
随着智能卡技术的高速发展，智能卡技术已经被大量的应用在生活中。非接触智能卡因为通过RFID技术通信具有免接触性，广泛被应用于公交、医疗、校园一卡通，门禁等领域。此时，非接触式智能卡的性能便成了生产厂商竞相角逐的方向，其无线通信性能测试也成了产品链中重要的环节。
非接触智能卡的研发厂商必须对其生产的非接触智能卡做通信性能测试，以便查看其研发的非接触智能卡是否符合质量标准。这就需要使智能卡与读卡器天线(产生RFID场)处于不同相对位置(XYZ，以及360度旋转角度)，使非接触智能卡从不同角度、不同距离接近读卡器RFID场，然后用户界面对读卡器输入测试程序，从而对非接触智能卡进行通信测试。而且，在此过程中不能有金属属性的物质干扰通信，这就需要测试平台由非金属材质搭建。而现有的检测设备都由金属材料构成，现有产品为了减小金属材质对其通信的电磁干扰，都会将机械手臂延长从而远离金属机身，加大了操作占地，难以实现产品的高精度或高性价比。
发明内容
本发明即针对上述问题，发明了一种操作占地小、无干扰、高精准度、高性价比的非接触智能卡通信性能的自动检测系统。它包括平台终端控制模块、非金属材质机身、四轴运动模块、电源转换模块。
平台终端控制模块作为人机交互界面，控制运动平台的所有动作，
非金属材质机身包括整体机架、机械手臂、滑轨、导带、读卡器托盘。在有效测试范围内的空间半径150mm内无金属材料，消除了金属物质对Rfid场通信的电磁干扰。机械手臂内置了一个微型气泵，配合换向阀，可完成对卡片的自动抓取和释放动作。
四轴运动模块包括一个4轴运动控制器、四个步进电机驱动器、四个步进电机，在运动过程中使智能卡与读卡器天线处于不同相对位置(XYZ，以及360度旋转角度)。各轴行程尽头设有限位开关保护。测试平台所有动作由运动控制器直接控制，并通过串口转USB或以太网口与PC相连接，实现终端控制。
电源模块将220V电源电压转换为36V和24V，分别供给电机控制器和电机驱动器。
附图说明
图1高精度非接卡读写距离测试机器人方案图
图2PC机上非接卡自动测试平台图
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如图1“高精度非接卡读写距离测试机器人方案图”所示，为本发明的四轴定位非接卡自动检测系统。该系统共包括平台终端控制模块、非金属材质机身、四轴运动模块、电源转换模块。其中：
平台终端控制模块是人机交互的界面，对电机控制器发送控制指令，完成一系列测试动作；用户通过在PC机或其他终端的测试平台软件上设置各项测试参数，或编写测试程序，以完成测试样卡与读卡器的通信。通过上述参数的设置和测试程序的编写，可以对成品的非接卡进行测试，以检测其通信性能。图2“PC机上非接卡自动测试平台图”给出了在PC机上一个智能卡自动测试平台的图示。
非金属材质机身包括整体机架、机械手臂、读卡器托盘、滑轨、导带，作为整个系统的硬件平台。所述机械手臂上带有吸盘，吸盘内部带有换向阀和气压传感器。可完成对非接卡的抓取、释放；气压传感器时刻检测抓取、释放卡是否成功；检测测试过程中是否会有掉卡现象，提高测试系统的有效率。非金属机身保证有效测试范围内的空间半径150mm内无金属，消除了电磁干扰，大大提高了测试精度。
四轴运动控制模块包括一个控制器、四个步进电机驱动器、四个步进电机。步进电机在运动控制器的控制下通过同步轮带动同步带方式传动，间接控制机械手臂对非接卡的抓取和释放，并完成X、Y、Z轴方向的运动；间接控制读卡器托盘完成Z、U轴方向的运动。各轴行程尽头设有限位开关保护。所述控制器通过串口转USB或以太网口与PC相连接，实现终端控制。
电源模块将220V电源电压转换为稳定的36V和24V，分别供给电机控制器和电机驱动器。

Claims (10)

1.一种非接触卡通信性能测试系统，其特征在于，该系统包括测试平台终端，非金属材质机身，四轴运动控制模块，电源转换模块，其中：
测试平台终端作为人机交互界面，用户在其上设置测试指令发送给读卡器，并接收卡返回的信息，判断通信状态。
非金属材质机身消除了金属对Rfid场通信的电磁干扰。
四轴运动模块能精确完成非接触智能卡与读卡器天线处在不同相对位置的运动，产品内置了一个微型气泵，配合换向阀，完成对卡片的自动操作。
电源模块为四轴运动模块提供稳定的电源。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述非金属机身采用非金属材质，包括机械手臂、滑轨、导带。
3.根据权利要求1、2任一所述系统，其特征在于：
所述非金属机身保证在有效测试范围内的空间半径150mm内无金属材料。
4.根据权利要求1、2任一所述系统，其特征在于：
所述机械手臂上设有微型气泵，能抓取和释放卡片。
5.根据权利要求3所述系统，其特征在于：
所述微型气泵内设有气压传感器。
6.根据权利要求1、2任一所述系统，其特征在于：
所述四轴控制模块内有1个电机控制器，4个步进电机电机，实现4个方向上的运动控制。
7.根据权利要求1、2任一所述系统，其特征在于：
所述四轴运动控制模块通过串口转USB或以太网口与PC相连接，实现终端控制。
8.根据权利要求6所述系统，其特征在于：
所述4个方向的运动控制指X、Y、Z、U(360°旋转)四轴。
9.根据权利6所述系统，其特征在于：
所述四轴运动控制模块运动误差不超过±0.5mm。
10.根据权利要求8所述系统，其特征在于：
所述机械手臂完成X、Y、Z轴的运动，读卡器托盘完成Z、U(360°旋转)轴的运动。
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