CN204673277U - 一种新型智能卡芯片焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型智能卡芯片焊接设备，包括机架、芯片搬运装置、芯片焊接装置、芯片裁切装置、芯片带输送机构以及卡片输送机构；所述芯片搬运装置包括芯片吸取机构和带动芯片吸取机构在X轴、Y轴以及Z轴上移动的移动机构，所述芯片吸取机构包括吸头、与吸头连接的真空装置以及用于安装吸头的安装架，所述安装架连接在移动机构上；所述芯片焊接装置包括焊接组件以及带动焊接组件执行焊接动作的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机、滑块、驱动滑块移动的丝杠传动机构以及连接滑块和焊接组件的连接组件。本实用新型的焊接设备整体布局紧凑，芯片焊接装置与芯片带输送机构互不干涉；芯片搬运装置具有结构简单、效率高、定位精度好等优点。

Description

一种新型智能卡芯片焊接设备

技术领域

本实用新型涉及智能卡制造设备，具体涉及一种智能卡芯片焊接设备。

背景技术

在双界面智能卡的生产过程中，需要将芯片焊接到卡片的天线上，然后将芯片封装到卡片中。完成芯片的焊接工作主要包括以下几项动作：1、利用芯片裁切装置将设置在芯片带上的芯片冲裁成一个个芯片，冲裁动作在冲裁模具中进行；2、利用芯片搬运装置将裁切好的芯片吸起，并调整好芯片的姿态，移动到焊接工位处；3、利用卡片输送机构将待焊接的卡片输送到焊接工位；4、利用焊接装置将位于焊接工位处的芯片和卡片上的天线焊接在一起。

现有技术中，芯片裁切装置和芯片搬运装置设置在卡片输送机构的一侧，焊接装置设置在卡片输送机构的另一侧，在焊接工位的下方设有芯片带输送机构，该芯片带输送机构的输送方向垂直于卡片输送方向。由于焊接装置设置卡片输送机构侧旁，为了不发生干涉，因此该焊接装置和芯片带输送机构之间必须相互避开，造成设计、安装和调试难度大，增大设备体积。

现有技术中公开，芯片搬运装置由多个机构实现芯片的吸取、翻转和移动动作，芯片由第一机构吸取后，先进行180°翻转，随后转移到第二机构中，并移动到第三机构处转移给第三机构，最后由第三机构对芯片进行90°翻转，此时芯片位于焊接工位处，随后进行焊接。这种芯片搬运装置不但结构复杂、速度慢，而且芯片需要经过多次交换和翻转，定位精度差，容易出现芯片焊点与天线不对准的问题，影响焊接质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型智能卡芯片焊接设备，该焊接设备整体布局紧凑，其中的芯片焊接装置与芯片带输送机构互不干涉，芯片带输送机构的设计、安装和调试更加方便；其中的芯片搬运装置具有结构简单、体积小、效率高、定位精度好等优点。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：

一种新型智能卡芯片焊接设备，包括机架、芯片搬运装置、芯片焊接装置、芯片裁切装置、芯片带输送机构以及卡片输送机构；其特征在于：

所述芯片搬运装置包括芯片吸取机构和带动芯片吸取机构在X轴、Y轴以及Z轴上移动的移动机构，所述芯片吸取机构包括吸头、与吸头连接的真空装置以及用于安装吸头的安装架，所述安装架连接在移动机构上，所述移动机构设置在机架上；所述吸头上连接有翻转机构，该翻转机构包括作竖向直线运动的动力机构、设在吸头与安装架之间的铰接结构、设在动力机构与吸头之间的驱动连接结构以及连接在吸头和安装架之间的弹簧；其中，所述驱动连接结构包括设在吸头上的滑动槽以及设在动力机构上的驱动杆，所述驱动杆伸入到滑动槽内；当所述驱动杆随动力机构运动至竖向行程的两个端点时，所述驱动杆位于滑动槽的两端，且所述吸头的工作端面分别呈水平状态和竖直状态；

所述芯片焊接装置包括焊接组件以及带动焊接组件执行焊接动作的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机、滑块、驱动滑块移动的丝杠传动机构以及连接滑块和焊接组件的连接组件，其中，所述驱动电机和滑块设置在机架上，所述机架上设有沿X轴方向延伸的滑槽，所述滑块设置在该滑槽内；所述丝杠传动机构中的丝杠一端穿过所述滑块，另一端通过动力传动机构与驱动电机连接；

所述卡片输送机构设置在芯片搬运装置和芯片焊接装置之间的下方，该卡片输送机构的输送方向垂直于所述X轴，卡片输送机构上设有用于让卡片停留进行芯片焊接的焊接工位；所述芯片裁切装置设置在焊接工位外侧中与芯片搬运装置对应的一侧；所述芯片带输送机构沿着垂直于X轴的方向设置，该芯片带输送机构中的芯片带穿过所述焊接工位和芯片裁切装置。

本实用新型的一个优选方案，在芯片搬运装置中，所述动力机构由气缸构成，该气缸的缸体固定在安装架上，该气缸的伸缩件上设有向下延伸的连接臂，所述驱动杆设置在连接臂的下端。采用气缸作为动力机构，结构简单，控制方便；通过设置向下延伸的连接臂，从而将气缸的动力传递给驱动杆，并且可使得气缸的下端与吸头之间具有一定的距离，便于吸头自由转动。

本实用新型的一个优选方案，在芯片搬运装置中，所述吸头呈“7”字形，该“7”字形吸头的一端为工作端面，另一端设置所述铰接结构和滑动槽；所述滑动槽为直槽，该滑动槽的长度方向与吸头的工作端面平行。通过采用“7”字形吸头，便于设置所述铰接结构和滑动槽，使得铰接结构和滑动槽之间具有一定距离，该距离构成驱动杆推动吸头转动的力臂；同时，也便于在吸头上设置与真空装置连接的真空管；此外，采用“7”字形吸头还具有以下好处：当吸头的工作端面从水平状态转动至竖直状态时，吸头的工作端面位于安装架的外侧，避免碰焊时焊头与安装架发生碰撞。

本实用新型的一个优选方案，在芯片搬运装置中，所述铰接结构包括设在吸头上的轴孔以及连接所述轴孔和安装架的转轴；所述轴孔上设有延伸至吸头边沿的缺口，吸头上设有垂直于缺口的螺钉孔；所述转轴在与安装架连接的部位设有轴承。设置所述缺口便于转轴装入到轴孔中，并通过设置所述螺钉孔以及螺钉对轴孔进行收紧，防止转轴松脱。

本实用新型的一个优选方案，在芯片搬运装置中，所述弹簧的一端连接在设在吸头上的连接孔上，另一端连接在与所述气缸的缸体固定连接的连接杆上。这样更有利于让驱动杆和滑动槽充分贴合，消除间隙，提高定位精度。

本实用新型的一个优选方案，在芯片搬运装置中，所述移动机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，其中：

所述X轴移动机构包括X轴电机、X轴丝杠和X轴滑块，其中，所述X轴电机固定在机架上，所述X轴丝杠连接在X轴电机的主轴上并与X轴滑块连接，所述X轴滑块设置在设在机架上的滑槽内；

所述Y轴移动机构包括Y轴电机、Y轴丝杠和Y轴滑块，其中，所述Y轴电机固定在电机安装座上，该电机安装座固定在X轴滑块上，所述Y轴丝杠连接在Y轴电机的主轴上并与Y轴滑块连接，所述Y轴滑块通过滑轨设置在电机安装座上；

所述Z轴移动机构包括Z轴电机、Z轴丝杠和Z轴滑块，其中，Z轴电机固定在Y轴滑块上，所述Z轴丝杠连接在Z轴电机的主轴上并与Z轴滑块连接，所述Z轴滑块通过滑轨设置在Y轴滑块上，所述安装架固定在Z轴滑块上。

通过上述移动机构，带动安装架及其上的吸头在三维空间内移动，以实现芯片在三维空间内的移动，将芯片准确地移动到焊接工位。

本实用新型的一个优选方案，在芯片焊接装置，所述连接组件包括竖向调节机构，该竖向调节机构由竖向滑动机构和螺纹调节机构构成，所述竖向滑动机构包括与滑块连接的竖向导轨以及连接在竖向导轨上的竖向滑动件；所述螺纹调节机构包括设在竖向导轨上的上调节座、设在竖向滑动件上的下调节座以及连接在上调节座和下调节座上的调节螺杆，所述调节螺杆与下调节座之间通过螺纹连接结构连接。

通过设置上述竖向调节机构，可以调节焊接组件中焊头的竖向位置，从而可以根据需要将焊头调节到竖直方向的合适位置。调节的原理是：通过转动调节螺杆，从而带动竖向滑动件在竖向导轨上滑动，并移动到合适的位置。

本实用新型的一个优选方案，在芯片焊接装置，所述连接组件还包括弹性缓冲机构，该弹性缓冲机构包括连接在竖向滑动件上的上安装座、设置上安装座下方的下安装座、连接在上安装座和下安装座之间的X向滑动机构以及设在上安装座和下安装座之间的弹性缓冲机构，其中，所述X向滑动机构包括设置在上安装座底部的X向滑轨和固定在下安装座顶部的X向滑座，所述X向滑座与X向滑轨连接；所述弹性缓冲机构包括连接在下安装座上的缓冲杆，该缓冲杆从下向上穿过设在上安装座上的缓冲孔；所述上安装座内设有限位件和缓冲弹簧，该限位件和缓冲弹簧沿着X轴方向设置在缓冲杆的两侧，其中，所述限位件位于靠近焊头的一侧，缓冲弹簧位于另一侧，所述限位件和缓冲弹簧的端部伸入到缓冲孔中并作用在缓冲杆上。

设置上述弹性缓冲机构的目的在于在执行焊接动作时为焊接组件提供缓冲：焊接时驱动机构带动焊接组件中的焊头沿着X轴方向朝待焊接的天线和芯片运动，并将天线压紧在芯片的焊锡上实现焊接，焊头接触天线和焊锡时具有一定的冲击力，采用上述弹性缓冲机构可以避免焊头对天线和芯片产生过大的冲击，防止天线被压断。该弹性缓冲机构的工作原理是：常态下，所述缓冲弹簧将缓冲杆抵紧在限位件上，此时连接在下安装座上的焊接组件位于X轴方向的最前端；执行焊接动作过程中，当焊头接触天线和芯片并对下安装座产生向后的冲击力时，所述缓冲弹簧便起到缓冲作用，使得上安装座和下安装座在X向滑动机构处产生X向相对缓冲运动。

优选地，所述上安装座内设有两个相对设置的且与缓冲孔连通的安装孔，所述限位件和缓冲弹簧分别设置其中一个安装孔内；所述限位件为螺钉，该螺钉与安装孔螺纹连接；与缓冲弹簧对应的安装孔的外端设有封堵件。采用螺钉构成限位件可以调节限位件的位置，设置所述封堵件用于对缓冲弹簧进行限位。

本实用新型的一个优选方案，在芯片焊接装置，所述连接组件还包括Y轴微调机构，该Y轴微调机构包括底部安装座、设置在下安装座和底部安装座之间的Y向滑动机构以及微调动力机构，其中，所述底部安装座设在下安装座的下方；所述Y向滑动机构包括设置下安装座底部的Y向滑道和固定在底部安装座顶部的Y向滑动件，所述Y向滑动件与Y向滑道连接；所述微调动力机构包括微调轴、设在微调轴下端的偏心轴以及设在Y向滑动件内的微调孔，所述微调轴沿竖向穿越下安装座，并通过转动连接结构与下安装座连接；所述偏心轴匹配在所述微调孔中；所述焊接组件安装在底部安装座上。

采用上述Y轴微调机构的作用在于对焊接组件的位置进行Y轴方向的微调，使得焊头在Y轴方向对准天线。该Y轴微调机构的工作原理是：通过转动微调轴带动偏心轴转动，从而通过微调孔带动Y向滑道及底部安装座沿Y轴移动，实现对焊接组件Y向位置的调节。

优选地，所述微调轴由所述的缓冲杆构成，使得同一个部件具有两个功能，有利于简化结构；所述转动连接结构包括设在微调轴上的轴肩和固定在下安装座顶部的限位座；所述微调轴从限位座中穿过，限位座内设有与所述轴肩相匹配的限位孔，所述轴肩被限定在限位孔中，且轴肩的下端贴合在下安装座的顶面上。通过上述转动连接结构确保微调轴可以自由转动，同时限制微调轴的轴向运动。

本实用新型的一个优选方案，在芯片焊接装置，所述Y轴微调机构为两个，每个Y轴微调机构上连接一个焊接组件。设置两个焊接组件可以同时对卡片上的两条天线进行焊接，提高焊接效率；通过两个Y轴微调机构可调节两个焊接组件中焊头的Y向距离，以适应卡片上的两条天线之间的不同距离。

本实用新型的一个优选方案，在芯片焊接装置，所述焊接组件中的焊头包括焊头基体和焊接部，其中，所述焊接部包括上焊接部和下焊接部，所述上焊接部和下焊接部之间设有向内凹陷的凹槽；所述上焊接部的端部向外延伸至超过下焊接部的端部。

采用上述结构的焊头的作用在于：焊接过程中上焊接部首先接触天线上部，并推压着天线上部插入焊锡中，此时上焊接部上的热量迅速传递给焊锡，使得焊锡迅速熔融；随后下焊接部才接触天线下部并将天下压入已熔融的焊锡中，此时下焊接部对天线的下部的冲击力很小，不会对天线的下部造成损伤，使得天线的下部不会出现折断，确保了焊接质量。并且，焊接时由于上焊接部首先接触焊锡并伸入焊锡中，因此能够让焊锡迅速熔融，提高了焊接效率，且不会出现炸锡，避免产生锡珠，提高了焊接质量。

本实用新型的一个优选方案，在芯片焊接装置，所述上焊接部的端部为圆弧状，以减轻压紧天线时对天线的损伤；所述上焊接部的端部呈中间小、上下两头大的渐变式结构，这样便于上焊接部在将天线压紧在焊锡上时，减小阻力，使得该上焊接部能够快速插入到焊锡中，从而让焊锡迅速熔融；此外，渐变式结构也使得上焊接部在插入焊锡的过程中不会造成多大的冲击。

本实用新型的一个优选方案，在芯片焊接装置，所述动力传动机构和驱动电机安装在设在滑槽端部的安装板上，所述动力传动机构为同步带传动机构。通过所述同步带传动机构，将驱动电机的动力传递给丝杠传动机构中的丝杠，从而驱动滑块滑动。

本实用新型的工作原理是：卡片输送机构将待焊接的卡片移动到焊接工位处停留；芯片带输送机构将芯片带上的芯片输送到芯片裁切装置的冲裁模具处；芯片裁切装置将芯片带上的芯片冲出，获得单个芯片；

所述芯片搬运装置将冲裁好的芯片搬运到焊接工位处并调节好芯片姿态，与芯片焊接装置相配合完成焊接动作，具体为：初始状态下，吸头的工作端面朝下，移动机构带动吸头运动到芯片裁切装置的裁切模具上方，接着移动机构带动吸头向下运动接近裁切模具中的芯片，此时芯片的焊点朝下，在真空装置的作用下吸起芯片；随后翻转机构工作，其中的动力机构通过驱动杆和滑动槽推动吸头旋转90°，使得吸头上的芯片从水平状态转换为竖直状态，与此同时，移动机构带动吸头朝焊接工位处移动，让芯片的焊点对准卡片输送轨道中已送入的卡片上的天线，随后芯片焊接装置中的焊头执行焊接动作，将芯片焊接在天线上；最后移动机构带动吸头复位，动力机构推动吸头往回转动90°，使吸头的工作端面朝下，恢复初始状态，随后进入下一个循环的工作。在动力机构推动吸头转动至两个终点位置时，所述弹簧始终对吸头产生拉力，使得所述驱动杆和滑动槽的端部紧贴，从而消除间隙，确保芯片的定位精度。

所述芯片焊接装置中的驱动电机通过动力传动机构以及丝杠传动机构驱动滑块作X轴方向的移动，从而带动焊接组件作X轴方向的运动，焊接组件在X轴方向的运动为靠近或离开待焊接天线和芯片的运动，从而实现对焊接组件的焊接动作的控制。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、由于本实用新型的芯片焊接装置设在用于安装芯片搬运装置的机架上，而该机架设置在卡片输送机构的上方，因此所述焊接装置也位于卡片输送机构的上方，不占据卡片输送机构侧边的位置，从而不会与芯片带输送机构发生干涉，使得芯片带输送机构的设计、安装和调试更加方便，整个设备的体积更小、更紧凑。

2、在芯片焊接装置中，所述滑块与芯片搬运装置中的X轴移动机构的X轴滑块设置在同一个滑槽中，使得所述滑槽既用于对芯片搬运装置中的X轴滑块进行导向，也用于对芯片焊接装置的滑块进行导向，充分利用滑槽的结构特点，使得芯片搬运装置和芯片焊接装置相互关联又互不干涉，整体结构更加紧凑。

3、在芯片搬运装置中，只采用芯片吸取机构和翻转机构便可将芯片吸取并翻转到所需的姿态，与现有技术中采用多个机构来吸取和翻转芯片相比，不但结构大大简化、节省安装空间，而且工作效率大大提高。并且，芯片从吸起到焊接过程中，均由同一个吸头吸住，没有芯片交换动作，因此芯片的定位精度更容易保证，确保芯片能够准确地焊接到卡片的天线上。

4、在芯片搬运装置中，由于所述吸头具有吸头芯片、封装芯片以及90°翻转的功能，因此不但可以用于双界面卡芯片焊接工艺中的芯片搬运，而且还可以用于接触式芯片封装工艺中的芯片搬运和封装，使得安装该智能卡芯片搬运装置的智能卡芯片封装设备既适用于对双界面卡进行芯片封装，也适用于对接触式智能卡进行芯片封装，提高了设备的通用性，节省了设备成本。

附图说明

图1～图4为本实用新型的新型智能卡芯片焊接设备的一个具体实施方式的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为左视图，图3为俯视图，图4为立体图。

图5为图4的局部放大图。

图6～图9为图1～图4所示实施方式中芯片搬运装置的结构示意图，其中，图6为主视图，图7为右视图，图8为俯视图，图9为立体图。

图10为图6～图9所示结构中翻转机构部分的立体结构示意图。

图11和图12为图6～图9所示结构中吸头的工作状态图，其中，图11为吸起芯片前的示意图，图12为吸取芯片翻转90°后准备焊接时的示意图。

图13～图17为图1～图4所示实施方式中芯片焊接装置的结构示意图，其中，图13为主视图，图14为俯视图，图15为左视图，图16和图17为立体图。

图18为图15的A-A剖视图。

图19为图18的仰视图(省去焊接组件)。

图20～图21为图13～图17所示结构中焊头的一个具体结构示意图，其中，图20为主视图，图21为俯视图，图22为立体图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图1～图5，本实用新型的新型智能卡芯片焊接设备包括机架1、芯片搬运装置a、芯片焊接装置b、芯片裁切装置e、芯片带输送机构c以及卡片输送机构d。

参见图1～图12，所述芯片搬运装置主要由芯片吸取机构和带动芯片吸取机构在X轴、Y轴以及Z轴上移动的移动机构构成。所述X轴为垂直于卡片输送方向的水平轴，所述Y轴为与X轴垂直的水平轴，所述Z轴为竖向轴。所述芯片吸取机构包括吸头6a、与吸头6a连接的真空装置以及用于安装吸头6a的安装架7a，所述安装架7a连接在移动机构上，所述移动机构设置在机架1上。所述吸头6a上连接有翻转机构5a，该翻转机构5a包括作竖向直线运动的动力机构5-1a、设在吸头6a与安装架7a之间的铰接结构、设在动力机构5-1a与吸头6a之间的驱动连接结构以及连接在吸头6a和安装架7a之间的弹簧；其中，所述驱动连接结构包括设在吸头6a上的滑动槽6-1a以及设在动力机构5-1a上的驱动杆5-4a，所述驱动杆5-4a伸入到滑动槽6-1a内；当所述驱动杆5-4a随动力机构5-1a运动至竖向行程的两个端点时，所述驱动杆5-4a位于滑动槽6-1a的两端，且所述吸头6a的工作端面6-4a分别呈水平状态和竖直状态。

参见图1～图12，所述移动机构包括X轴移动机构2a、Y轴移动机构3a和Z轴移动机构4a，其中：所述X轴移动机构2a包括X轴电机2-1a、X轴丝杠2-2a和X轴滑块2-3a，其中，所述X轴电机2-1a固定在机架1上，所述X轴丝杠2-2a连接在X轴电机2-1a的主轴上并与X轴滑块2-3a连接，所述X轴滑块2-3a设置在设在机架1上的滑槽1-1内。所述Y轴移动机构3a包括Y轴电机3-1a、Y轴丝杠3-2a和Y轴滑块3-3a，其中，所述Y轴电机3-1a固定在电机固定座3-4a上，该电机固定座3-4a固定在X轴滑块2-3a上，所述Y轴丝杠3-2a连接在Y轴电机3-1a的主轴上并与Y轴滑块3-3a连接，所述Y轴滑块3-3a通过滑轨设置在电机固定座3-4a上。所述Z轴移动机构4a包括Z轴电机4-1a、Z轴丝杠4-2a和Z轴滑块4-3a，其中，Z轴电机4-1a固定在Y轴滑块3-3a上，所述Z轴丝杠4-2a连接在Z轴电机4-1a的主轴上并与Z轴滑块4-3a连接，所述Z轴滑块4-3a通过滑轨设置在Y轴滑块3-3a上，所述安装架7a固定在Z轴滑块4-3a上。通过上述移动机构，带动安装架7a及其上的吸头6a在三维空间内移动，以实现芯片8a在三维空间内的移动，以便将芯片8a准确地移动到焊接工位。

参见图1～图12，所述动力机构5-1a由气缸构成，该气缸的缸体5-11a固定在安装架7a上，该气缸的伸缩件5-12a上设有向下延伸的连接臂5-2a，所述驱动杆5-4a设置在连接臂5-2a的下端。采用气缸作为动力机构5-1a，结构简单，控制方便；通过设置向下延伸的连接臂5-2a，从而将气缸的动力传递给驱动杆5-4a，并且可使得气缸的下端与吸头6a之间具有一定的距离，便于吸头6a自由转动。

参见图1～图12，所述吸头6a呈“7”字形，该“7”字形吸头6a的一端为工作端面6-4a，另一端设置所述铰接结构和滑动槽6-1a；所述滑动槽6-1a为直槽，该滑动槽6-1a的长度方向与吸头6a的工作端面6-4a平行。通过采用“7”字形吸头6a，便于设置所述铰接结构和滑动槽6-1a，使得铰接结构和滑动槽6-1a之间具有一定距离，该距离构成驱动杆5-4a推动吸头6a转动的力臂；同时，也便于在吸头6a上设置与真空装置连接的真空管；此外，采用“7”字形吸头6a还具有以下好处：当吸头6a的工作端面6-4a从水平状态转动至竖直状态时，吸头6a的工作端面6-4a位于安装架7a的外侧，避免碰焊时焊头19a与安装架7a发生碰撞。

参见图10，所述铰接结构包括设在吸头6a上的轴孔以及连接所述轴孔和安装架7a的转轴5-3a；所述轴孔上设有延伸至吸头6a边沿的缺口6-2a，吸头6a上设有垂直于缺口6-2a的螺钉孔6-3a；所述转轴5-3a在与安装架7a连接的部位设有轴承。设置所述缺口6-2a便于转轴5-3a装入到轴孔中，并通过设置所述螺钉孔6-3a以及螺钉对轴孔进行收紧，防止转轴5-3a松脱。

参见图1～图12，所述弹簧5-13a的一端连接在设在吸头6a上的连接孔上，另一端连接在与所述气缸的缸体5-11a固定连接的连接杆5-13a上，这样更有利于让驱动杆5-4a和滑动槽6-1a充分贴合，消除间隙，提高定位精度。

在动力机构5-1a推动吸头6a转动至两个终点位置时，所述弹簧始终对吸头6a产生拉力，使得所述驱动杆5-4a和滑动槽6-1a的端部紧贴，从而消除间隙，确保芯片8a的定位精度。

参见图1～图5、图13～图22，所述芯片焊接装置包括焊接组件18以及带动焊接组件18执行焊接动作的驱动机构。所述驱动机构包括驱动电机2、滑块3、驱动滑块3移动的丝杠传动机构以及连接滑块3和焊接组件18的连接组件，其中，所述驱动电机2和滑块3设置在用于安装芯片搬运装置的机架1上，所述机架1上设有沿X轴方向延伸的滑槽1-1，所述滑块3设置在该滑槽1-1内；所述丝杠传动机构中的丝杠4一端穿过所述滑块3，另一端通过动力传动机构与驱动电机2连接。所述X轴为垂直于卡片输送方向的水平轴，所述焊接组件18沿着该方向接近待焊接的天线和芯片。

参见图1～图5、图13～图22，所述连接组件包括竖向调节机构、弹性缓冲机构以及Y轴微调机构。所述Y轴为平行于卡片输送方向的水平轴。

参见图1～图5、图13～图22，所述竖向调节机构由竖向滑动机构和螺纹调节机构构成，所述竖向滑动机构包括与滑块3连接的竖向导轨7以及连接在竖向导轨7上的竖向滑动件8；所述螺纹调节机构包括设在竖向导轨7上的上调节座9、设在竖向滑动件8上的下调节座11以及连接在上调节座9和下调节座11上的调节螺杆10，所述调节螺杆10与下调节座11之间通过螺纹连接结构连接。通过设置上述竖向调节机构，可以调节焊接组件18中焊头19的竖向位置，从而可以根据需要将焊头19调节到竖直方向的合适位置。调节的原理是：通过转动调节螺杆10，从而带动竖向滑动件8在竖向导轨7上滑动，并移动到合适的位置。

参见图1～图5、图13～图22，所述弹性缓冲机构包括连接在竖向滑动件8上的上安装座12、设置上安装座12下方的下安装座13、连接在上安装座12和下安装座13之间的X向滑动机构以及设在上安装座12和下安装座13之间的弹性缓冲机构，其中，所述X向滑动机构包括设置在上安装座12底部的X向滑轨15和固定在下安装座13顶部的X向滑座20，所述X向滑座20与X向滑轨15连接；所述弹性缓冲机构包括连接在下安装座13上的缓冲杆15，该缓冲杆15从下向上穿过设在上安装座12上的缓冲孔12-1；所述上安装座12内设有限位件22和缓冲弹簧21，该限位件22和缓冲弹簧21沿着X轴方向设置在缓冲杆15的两侧，其中，所述限位件22位于靠近焊头19的一侧，缓冲弹簧21位于另一侧，所述限位件22和缓冲弹簧21的端部伸入到缓冲孔12-1中并作用在缓冲杆15上。

设置上述弹性缓冲机构的目的在于在执行焊接动作时为焊接组件18提供缓冲：焊接时驱动机构带动焊接组件18中的焊头19沿着X轴方向朝待焊接的天线和芯片运动，并将天线压紧在芯片的焊锡上实现焊接，焊头19接触天线和焊锡时具有一定的冲击力，采用上述弹性缓冲机构可以避免焊头19对天线和芯片产生过大的冲击，防止天线被压断。该弹性缓冲机构的工作原理是：常态下，所述缓冲弹簧21将缓冲杆15抵紧在限位件22上，此时连接在下安装座13上的焊接组件18位于X轴方向的最前端；执行焊接动作过程中，当焊头19接触天线和芯片并对下安装座13产生向后的冲击力时，所述缓冲弹簧21便起到缓冲作用，使得上安装座12和下安装座13在X向滑动机构处产生X向相对缓冲运动。

进一步地，所述上安装座12内设有两个相对设置的且与缓冲孔12-1连通的安装孔，所述限位件22和缓冲弹簧21分别设置其中一个安装孔内；所述限位件22为螺钉，该螺钉与安装孔螺纹连接；与缓冲弹簧21对应的安装孔的外端设有封堵件23。采用螺钉构成限位件22可以调节限位件22的位置，设置所述封堵件23用于对缓冲弹簧21进行限位。

参见图1～图5、图13～图22，所述Y轴微调机构包括底部安装座16、设置在下安装座13和底部安装座16之间的Y向滑动机构以及微调动力机构，其中，所述底部安装座16设在下安装座13的下方；所述Y向滑动机构包括设置下安装座13底部的Y向滑道和固定在底部安装座16顶部的Y向滑动件17，所述Y向滑动件17与Y向滑道连接；所述微调动力机构包括微调轴、设在微调轴下端的偏心轴15-1以及设在Y向滑动件17内的微调孔17-1，所述微调轴沿竖向穿越下安装座13，并通过转动连接结构与下安装座13连接；所述偏心轴15-1匹配在所述微调孔17-1中；所述焊接组件18安装在底部安装座16上。

采用上述Y轴微调机构的作用在于对焊接组件18的位置进行Y轴方向的微调，使得焊头19在Y轴方向对准天线。该Y轴微调机构的工作原理是：通过转动微调轴带动偏心轴15-1转动，从而通过微调孔17-1带动Y向滑道及底部安装座16沿Y轴移动，实现对焊接组件18Y向位置的调节。

进一步地，所述微调轴由所述的缓冲杆15构成，使得同一个部件具有两个功能，有利于简化结构；所述转动连接结构包括设在微调轴上的轴肩和固定在下安装座13顶部的限位座24；所述微调轴从限位座24中穿过，限位座24内设有与所述轴肩相匹配的限位孔，所述轴肩被限定在限位孔中，且轴肩的下端贴合在下安装座13的顶面上。通过上述转动连接结构确保微调轴可以自由转动，同时限制微调轴的轴向运动。

参见图1～图5、图13～图22，所述Y轴微调机构为两个，每个Y轴微调机构上连接一个焊接组件18。设置两个焊接组件18可以同时对卡片上的两条天线进行焊接，提高焊接效率；通过两个Y轴微调机构可调节两个焊接组件18中焊头19的Y向距离，以适应卡片上的两条天线之间的不同距离。

参见图1～图5、图13～图22，所述动力传动机构和驱动电机2安装在设在滑槽1-1端部的安装板6上，所述动力传动机构为同步带传动机构5。通过所述同步带传动机构5，将驱动电机2的动力传递给丝杠传动机构中的丝杠4，从而驱动滑块3滑动。

参见图20～图22，所述焊接组件18中的焊头19包括焊头基体和焊接部19-1，其中，所述焊接部19-1包括上焊接部19-2和下焊接部19-3，所述上焊接部19-2和下焊接部19-3之间设有向内凹陷的凹槽19-4；所述上焊接部19-2的端部向外延伸至超过下焊接部19-3的端部。采用上述结构的焊头19的作用在于：焊接过程中上焊接部19-2首先接触天线上部，并推压着天线上部插入焊锡中，此时上焊接部19-2上的热量迅速传递给焊锡，使得焊锡迅速熔融；随后下焊接部19-3才接触天线下部并将天下压入已熔融的焊锡中，此时下焊接部19-3对天线的下部的冲击力很小，不会对天线的下部造成损伤，使得天线的下部不会出现折断，确保了焊接质量。并且，焊接时由于上焊接部19-2首先接触焊锡并伸入焊锡中，因此能够让焊锡迅速熔融，提高了焊接效率，且不会出现炸锡，避免产生锡珠，提高了焊接质量。

参见图20～图22，所述上焊接部19-2的端部为圆弧状，以减轻压紧天线时对天线的损伤；所述上焊接部19-2的端部呈中间小、上下两头大的渐变式结构，这样便于上焊接部19-2在将天线压紧在焊锡上时，减小阻力，使得该上焊接部19-2能够快速插入到焊锡中，从而让焊锡迅速熔融；此外，渐变式结构也使得上焊接部19-2在插入焊锡的过程中不会造成多大的冲击。

参见图1～图22，本实用新型的工作原理是：卡片输送机构c将待焊接的卡片25移动到焊接工位1c处停留；芯片带输送机构d将芯片带1d上的芯片输送到芯片裁切装置e的冲裁模具1e处；芯片裁切装置e将芯片带1e上的芯片8a冲出，获得单个芯片8a；

所述芯片搬运装置a将冲裁好的芯片8a搬运到焊接工位1c处并调节好芯片8a姿态，与芯片焊接装置b相配合完成焊接动作，具体为：初始状态下，吸头6a的工作端面6-4a朝下，移动机构带动吸头6a运动到芯片裁切装置的裁切模具上方，接着移动机构带动吸头6a向下运动接近裁切模具中的芯片8a，此时芯片8a的焊点8-1a朝下(参见图11)，在真空装置的作用下吸起芯片8a；随后翻转机构5a工作，其中的动力机构5-1a通过驱动杆5-4a和滑动槽6-1a推动吸头6a旋转90°，使得吸头6a上的芯片8a从水平状态转换为竖直状态，与此同时，移动机构带动吸头6a朝焊接工位处移动，让芯片8a的焊点8-1a对准卡片输送轨道中已送入的卡片25上的天线25-1(参见图12)，随后焊接装置中的焊头10a执行焊接动作，将芯片8a焊接在天线25-1上；最后移动机构带动吸头6a复位，动力机构5-1a推动吸头6a往回转动90°，使吸头6a的工作端面6-4a朝下，恢复初始状态，随后进入下一个循环的工作。

所述芯片焊接装置中的驱动电机2通过动力传动机构以及丝杠传动机构驱动滑块3作X轴方向的移动，从而带动焊接组件18作X轴方向的运动，焊接组件18在X轴方向的运动为靠近或离开待焊接天线和芯片的运动，从而实现对焊接组件18的焊接动作的控制。

参见图1～图22，由于本实用新型的焊接装置b设在用于安装芯片搬运装置a的机架1上，而该机架1设置在卡片输送机构c的上方，因此所述焊接装置b也位于卡片输送机构c的上方，不占据卡片输送机构c侧边的位置，从而不会与芯片带输送机构d发生干涉，使得芯片带输送机构d的设计、安装和调试更加方便，设备体积更小更紧凑。所述滑块3与芯片搬运装置a中的X轴移动机构的X轴滑块2-3a设置在同一个滑槽1-1中，使得所述滑槽1-1既用于对芯片搬运装置a中的X轴滑块2-3a进行导向，也用于对本焊接装置b的滑块3进行导向，充分利用滑槽1-1的结构特点，使得芯片搬运装置a和焊接装置b相互关联又互不干涉，整体结构更加紧凑。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型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，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型智能卡芯片焊接设备，包括机架、芯片搬运装置、芯片焊接装置、芯片裁切装置、芯片带输送机构以及卡片输送机构；其特征在于：

所述芯片搬运装置包括芯片吸取机构和带动芯片吸取机构在X轴、Y轴以及Z轴上移动的移动机构，所述芯片吸取机构包括吸头、与吸头连接的真空装置以及用于安装吸头的安装架，所述安装架连接在移动机构上，所述移动机构设置在机架上；所述吸头上连接有翻转机构，该翻转机构包括作竖向直线运动的动力机构、设在吸头与安装架之间的铰接结构、设在动力机构与吸头之间的驱动连接结构以及连接在吸头和安装架之间的弹簧；其中，所述驱动连接结构包括设在吸头上的滑动槽以及设在动力机构上的驱动杆，所述驱动杆伸入到滑动槽内；当所述驱动杆随动力机构运动至竖向行程的两个端点时，所述驱动杆位于滑动槽的两端，且所述吸头的工作端面分别呈水平状态和竖直状态；

所述芯片焊接装置包括焊接组件以及带动焊接组件执行焊接动作的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机、滑块、驱动滑块移动的丝杠传动机构以及连接滑块和焊接组件的连接组件，其中，所述驱动电机和滑块设置在机架上，所述机架上设有沿X轴方向延伸的滑槽，所述滑块设置在该滑槽内；所述丝杠传动机构中的丝杠一端穿过所述滑块，另一端通过动力传动机构与驱动电机连接；

所述卡片输送机构设置在芯片搬运装置和芯片焊接装置之间的下方，该卡片输送机构的输送方向垂直于所述X轴，卡片输送机构上设有用于让卡片停留进行芯片焊接的焊接工位；所述芯片裁切装置设置在焊接工位外侧中与芯片搬运装置对应的一侧；所述芯片带输送机构沿着垂直于X轴的方向设置，该芯片带输送机构中的芯片带穿过所述焊接工位和芯片裁切装置。

2.根据权利要求1所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述动力机构由气缸构成，该气缸的缸体固定在安装架上，该气缸的伸缩件上设有向 下延伸的连接臂，所述驱动杆设置在连接臂的下端；

所述吸头呈“7”字形，该“7”字形吸头的一端为工作端面，另一端设置所述铰接结构和滑动槽；所述滑动槽为直槽，该滑动槽的长度方向与吸头的工作端面平行。

3.根据权利要求2所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述铰接结构包括设在吸头上的轴孔以及连接所述轴孔和安装架的转轴；所述轴孔上设有延伸至吸头边沿的缺口，吸头上设有垂直于缺口的螺钉孔；所述转轴在与安装架连接的部位设有轴承；

所述弹簧的一端连接在设在吸头上的连接孔上，另一端连接在与所述气缸的缸体固定连接的连接杆上。

4.根据权利要求2或3所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述移动机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，其中：

所述X轴移动机构包括X轴电机、X轴丝杠和X轴滑块，其中，所述X轴电机固定在机架上，所述X轴丝杠连接在X轴电机的主轴上并与X轴滑块连接，所述X轴滑块设置在设在机架上的滑槽内；

所述Y轴移动机构包括Y轴电机、Y轴丝杠和Y轴滑块，其中，所述Y轴电机固定在电机安装座上，该电机安装座固定在X轴滑块上，所述Y轴丝杠连接在Y轴电机的主轴上并与Y轴滑块连接，所述Y轴滑块通过滑轨设置在电机安装座上；

所述Z轴移动机构包括Z轴电机、Z轴丝杠和Z轴滑块，其中，Z轴电机固定在Y轴滑块上，所述Z轴丝杠连接在Z轴电机的主轴上并与Z轴滑块连接，所述Z轴滑块通过滑轨设置在Y轴滑块上，所述安装架固定在Z轴滑块上。

5.根据权利要求1所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述连 接组件包括竖向调节机构，该竖向调节机构由竖向滑动机构和螺纹调节机构构成，所述竖向滑动机构包括与滑块连接的竖向导轨以及连接在竖向导轨上的竖向滑动件；所述螺纹调节机构包括设在竖向导轨上的上调节座、设在竖向滑动件上的下调节座以及连接在上调节座和下调节座上的调节螺杆，所述调节螺杆与下调节座之间通过螺纹连接结构连接。

6.根据权利要求5所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述连接组件还包括弹性缓冲机构，该弹性缓冲机构包括连接在竖向滑动件上的上安装座、设置上安装座下方的下安装座、连接在上安装座和下安装座之间的X向滑动机构以及设在上安装座和下安装座之间的弹性缓冲机构，其中，所述X向滑动机构包括设置在上安装座底部的X向滑轨和固定在下安装座顶部的X向滑座，所述X向滑座与X向滑轨连接；所述弹性缓冲机构包括连接在下安装座上的缓冲杆，该缓冲杆从下向上穿过设在上安装座上的缓冲孔；所述上安装座内设有限位件和缓冲弹簧，该限位件和缓冲弹簧沿着X轴方向设置在缓冲杆的两侧，其中，所述限位件位于靠近焊头的一侧，缓冲弹簧位于另一侧，所述限位件和缓冲弹簧的端部伸入到缓冲孔中并作用在缓冲杆上；

所述上安装座内设有两个相对设置的且与缓冲孔连通的安装孔，所述限位件和缓冲弹簧分别设置其中一个安装孔内；所述限位件为螺钉，该螺钉与安装孔螺纹连接；与缓冲弹簧对应的安装孔的外端设有封堵件。

7.根据权利要求6所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述连接组件还包括Y轴微调机构，该Y轴微调机构包括底部安装座、设置在下安装座和底部安装座之间的Y向滑动机构以及微调动力机构，其中，所述底部安装座设在下安装座的下方；所述Y向滑动机构包括设置下安装座底部的Y向滑道和固定在底部安装座顶部的Y向滑动件，所述Y向滑动件与Y向滑道连接；所 述微调动力机构包括微调轴、设在微调轴下端的偏心轴以及设在Y向滑动件内的微调孔，所述微调轴沿竖向穿越下安装座，并通过转动连接结构与下安装座连接；所述偏心轴匹配在所述微调孔中；所述焊接组件安装在底部安装座上。

8.根据权利要求7所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述微调轴由所述的缓冲杆构成；所述转动连接结构包括设在微调轴上的轴肩和固定在下安装座顶部的限位座；所述微调轴从限位座中穿过，限位座内设有与所述轴肩相匹配的限位孔，所述轴肩被限定在限位孔中，且轴肩的下端贴合在下安装座的顶面上；

所述Y轴微调机构为两个，每个Y轴微调机构上连接一个焊接组件。

9.根据权利要求5～8任一项所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述动力传动机构和驱动电机安装在设在滑槽端部的安装板上，所述动力传动机构为同步带传动机构。

10.根据权利要求5～8任一项所述的新型智能卡芯片焊接设备，其特征在于，所述焊接组件中的焊头包括焊头基体和焊接部，其中，所述焊接部包括上焊接部和下焊接部，所述上焊接部和下焊接部之间设有向内凹陷的凹槽；所述上焊接部的端部向外延伸至超过下焊接部的端部；

所述上焊接部的端部为圆弧状；所述上焊接部的端部呈中间小、上下两头大的渐变式结构。