一种智能卡芯片翻转和拢线装置的制作方法

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翻转和拢线装置。

背景技术：

在智能卡生产过程中，需要把芯片封装到卡片中。芯片的封装工艺依次包括铣槽、挑线、碰焊、封装等，其中，碰焊时卡片的芯片槽中伸出的两条天线呈竖直状态，待焊接芯片呈竖起状态与天线碰焊连接在一起；在进行后续的封装之前，需要让已碰焊的呈竖起状态的芯片翻转成水平状态，以便让芯片对准芯片槽，以便在随后的封装过程中能够将芯片压入到芯片槽中；此外，在封装前，除了需要将芯片翻转成水平状态外，还要对呈竖起状态的天线进行预弯折(本实用新型称之为“拢线”)，以便在封装过程中所述天线能够弯折聚拢并收纳在芯片槽中。

现有的生产工艺中芯片翻转和拢线的工作分别由芯片翻转机构和天线拢线机构完成。

现有的芯片翻转机构主要由一组相对运动的天线弯折机构构成，两个天线弯折机构在高度方向上相互错开，工作时两个天线弯折机构相向运动并分别作用在竖起的两条天线上，使得天线在两个作用点处向相反方向发生弯折，从而让竖起的芯片转换成水平状态。

两个天线折弯机构将待封装的芯片翻转成水平状态的过程，是沿着垂直于天线连线方向折弯天线，并没有将天线往内聚拢，所以并不能使天线在芯片封装时能被芯片完全压入到芯片槽，因此还要对沿着平行于天线连线方向的方向折弯状态下的天线进行预弯折(本实用新型称之为“拢线”)，现有的天线拢线机构由两个推压件以及推动两个推压件作相向运动的驱动机构构成，拢线时两个推压件位于两根天线的两侧(具体是两根天线的连线方向的两侧，两根天线的连线方向本实用新型称之为“拢线方向”)，由驱动机构同步地推动两个推压件沿着拢线方向作相对运动，两个推压件作用在天线高度方向的某个部位，两根天线的该部位向中间靠拢使得两根天线发生一定的弯折，这样在随后的封装过程中两根天线就会顺着所述弯折部位进一步折叠，使得天线能够被芯片完全压入到芯片槽中。

现有的天线拢线机构中，由于拢线方向与天线的排列方向一致，也与卡片在卡片输送导轨中的输送方向一致，因此卡片在送入拢线工位时，所述推压件需要避开天线及芯片，使得该天线拢线机构还需要设置推动推压件作竖向往复运动的竖向驱动机构，拢线时竖向驱动机构驱动推压件向下运动，拢线完毕后，竖向驱动机构驱动推压件向上复位。

现有的智能卡芯片翻转机构和拢线机构存在以下不足：

1、现有的芯片翻转机构通过弯折天线间接实现芯片的翻转，翻转后的芯片的水平度难以保证，并且翻转后的芯片与芯片槽之间的位置关系也难以保证(芯片不能准确地与芯片槽对准)，从而影响后续的封装加工。

2、现有的天线拢线机构在工作过程中推压件除了需要作相对的拢线动作外，还需要频繁地作竖向往复运动，使得单张卡片的拢线时间长，效率低。

3、结构复杂，体积大，成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能卡芯片翻转和拢线装置，该智能卡芯片翻转和拢线装置能够实现对芯片的原位翻转，使得翻转后的芯片不但能够确保水平度，而且还能够确保与芯片槽准确对准，便于后续的封装加工，并能对天线进行拢线，而且具有单张卡片的拢线时间短、效率高、结构简单、体积小以及成本低等优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种智能卡芯片翻转和拢线装置，其特征在于，包括芯片原位翻转机构和天线拢线机构；其中，所述芯片原位翻转机构由中间连接座、设置在中间连接座上的用于对芯片进行翻转的翻转执行机构以及用于驱动中间连接座接近或离开待翻转芯片的直线驱动机构构成；其中：

所述翻转执行机构包括真空吸头、摆杆以及伸缩缸，其中，所述真空吸头与负压装置连接；所述伸缩缸的缸体通过第一转动结构与中间连接座连接，该伸缩缸的伸缩杆通过第二转动结构与摆杆的一端连接，摆杆的另一端与真空吸头连接，该摆杆的中部通过第三转动结构与中间连接座连接；所述第三转动结构的转动中心轴线与真空吸头的吸取面的几何中心相重合；

所述天线拢线机构由两个推压件以及驱动两个推压件作往复的反向转动的驱动机构组成；在垂直于卡片的输送方向的方向上，所述两个推压件的转动点位于天线的一侧，且所述转动点的转轴轴线垂直于卡片表面；所述两个推压件的往复的反向转动包括拢线转动和复位转动，当推压件作拢线转动至终点位置时，两个推压件分别推压其中一条天线，当推压件作复位转动至终点位置，在垂直于卡片的输送方向的方向上两个推压件与天线之间相互错开。

上述智能卡芯片翻转和拢线装置的工作原理是：焊接有芯片的卡片送入到芯片翻转拢线工位后，首先需要将处于竖直状态的待封装芯片翻转为水平状态，在进行芯片翻转之前，所述芯片原位翻转机构的所述伸缩缸的伸缩杆处于缩回状态，所述真空吸头的吸取面处于竖直状态，且位于远离待翻转芯片所在位置的常态位置，等待卡片送入；焊接有芯片的卡片送入到芯片翻转工位后，直线驱动机构驱动中间连接座及其上的翻转执行机构朝待翻转芯片移动，使得真空吸头的吸取面与待翻转芯片的表面贴合并将芯片吸住；随后翻转执行机构工作，伸缩缸的伸缩杆伸出，促使摆杆绕着第三转动结构的转动中心轴线进行90°翻转，相应的所述真空吸头和芯片也一起作90°翻转，在上述翻转过程中，所述真空吸头的吸取面以及与之贴合的芯片表面均绕着与它们重合的第三转动结构的转动中心轴线转动，由于第三转动结构的转动中心轴线与真空吸头的吸取面的几何中心相重合，也与芯片中与吸取面贴合的表面的几何中心贴合，使得芯片绕其表面的几何中心翻转，亦即实现原位翻转；翻转完成后，真空吸头继续吸附翻转后的芯片，同时，所述天线拢线机构开始工作，工作时天线拢线机构的驱动机构驱动两个推压件绕着各自的转动点转动，所述转动点的转轴轴线垂直于卡片表面，亦即两个推压件在水平面内作转动动作；两个推压件的转动动作分为拢线转动和复位转动两个部分，且在进行拢线转动和复位转动时两转动点处转轴的转向均相反；当进行拢线转动时，两个推压件同时朝天线运动，最终分别作用在一条天线上并将天线向中间推压，使得两根天线在推压部位形成弯折；拢线动作完成后，两个推压件进行复位转动，该过程中两个推压件同时朝远离天线的方向转动至复位位置停止，在该复位位置中，在垂直于卡片的输送方向的方向上所述推压件与天线之间相互错开，亦即两者之间具有一定距离，使得卡片在进入和离开拢线工位时其上的天线不会与推压件发生干涉。拢线工作完成后，所述芯片原位翻转机构的真空吸头翻转完成后，真空吸头松开翻转后的芯片，随后直线驱动机构驱动中间连接座及其上的翻转执行机构复位，同时，伸缩缸的伸缩杆缩回使得真空吸头的吸取面恢复至竖起状态，智能卡芯片翻转和拢线装置等待下一次的芯片原位翻转和拢线工作。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述芯片原位翻转机构中的所述摆杆包括用于与伸缩缸的伸缩杆连接的第一连接臂、用于与真空吸头连接的第二连接臂以及转动轴，其中，所述转动轴与中间连接座连接形成第三转动结构，且该转动轴与所述第一连接臂和第二连接臂固定连接；所示第二连接臂为直角形构件，所述真空吸头固定在该直角形构件的端部。通过采用上述结构的摆杆，实现与伸缩杆、中间连接座以及真空吸头的连接；其中，采用直角形第二连接臂的目的在于让真空吸头的吸取面与第三转动结构的转动中心轴线重合，具体地，由于真空吸头具有一定的长度，通过设置直角形的第二连接臂使得其末端在径向和轴向离开第三转动结构的转动中心轴线一定距离，从而在第二连接臂的末端设置真空吸头使其在径向反向延伸，便可让吸取面与第三转动结构的转动中心轴线重合。

优选地，所述第二连接臂内设有与真空吸头内腔连通的真空通道，该真空通道上设有用于与负压装置连接的气孔。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述芯片原位翻转机构中的所述中间连接座由第一连接段和第二连接段通过螺钉连接而成，其中，所述伸缩缸的缸体通过第一转动结构与第一连接段的端部连接，所述摆杆通过第三转动结构与第二连接段的端部连接。采用两段式的中间连接座具有便于加工和装配的优点。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述芯片原位翻转机构中的所述直线驱动机构由气缸构成，该气缸的伸缩件与所述中间连接座连接。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述天线拢线机构中的所述驱动机构由转动手指气缸构成，所述两个推压件分别连接在转动手指气缸的两个转动输出件上。转动手指气缸的两个输出件能够实现往复的反向转动，符合本实用新型中推压件的动作要求，直接采用现有的转动手指气缸作为驱动机构，具有结构简单、安装方便、成本低等优点。

优选地，所述推压件为圆柱杆，其好处在于：具有圆弧形表面的圆柱杆推压天线时，能让天线的弯折部位具有圆弧形过渡部位，避免天线弯折。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述天线拢线机构中的所述驱动机构由驱动电机以及齿轮传动机构构成，其中，所述齿轮传动机构包括第一齿轮、第二齿轮以及第三齿轮，其中，所述第一齿轮与驱动电机的主轴同轴连接，所述第二齿轮和第三齿轮分别与一个推压件连接，该第二齿轮和第三齿轮的转轴形成两个推压件转动时的转动点；所述第一齿轮与第二齿轮或第三齿轮啮合，所述第二齿轮和第三齿轮相啮合。本优选方案中，所述驱动电机的动力通过第一齿轮传递给第二齿轮或第三齿轮，由于第二齿轮和第三齿轮相啮合，因此与它们连接的两个推压件工作时转向相反，满足了本实用新型中推压件的动作要求。为实现两个推压件的同步运动，第二齿轮或第三齿轮的结构应当相同，即具有相同的齿数和模数。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、芯片翻转时绕着固定的转轴转动，由于该转轴与芯片表面的几何中心重合，因此芯片翻转后其表面的几何中心所在位置不变，这就能保证翻转后的芯片位于芯片槽的正上方，且与芯片槽准确对准。

2、由于芯片在翻转过程中由真空吸头吸住，真空吸头在翻转后可以确保其吸取面严格处于水平状态，从而保证翻转后的芯片的水平度，便于后续的精确封装。

3、天线拢线机构工作时推压件只需作往复的转动动作，动作简单快速，使得单张卡片的拢线时间短，作业效率高。

4、本实用新型的智能卡芯片翻转和拢线装置的天线拢线机构只需采用一个驱动推压件作往复转动的动力机构，而现有技术中需要两个动力机构，使得结构得到简化，体积缩小，成本更低。

附图说明

图1和图2为本实用新型的智能卡芯片翻转和拢线装置的第一个具体实施方式的结构示意图，其中，图1为俯视图，图2为立体图。

图3～图5为图1和图2所示智能卡芯片翻转和拢线装置中的芯片原位翻转机构的结构示意图(处于等待芯片翻转状态)，其中，图3为主视图，图4为俯视图，图5为立体图。

图6～图8为图3～图5所示芯片原位翻转机构处于芯片翻转状态下的结构示意图，其中，图6为主视图，图7为俯视图，图8为立体图。

图9为图3～图8所示芯片原位翻转机构中摆杆和真空吸头的立体结构示意图。

图10～图13为图1和图2所示智能卡芯片翻转和拢线装置中的天线拢线机构的结构示意图，图中显示的推压杆处于复位位置，其中，图10为主视图(为显示更加清楚，隐藏了部分卡片输送导轨)，图11为俯视图，图12为右视图，图13为立体图。

图14～图17为图10～图13所示天线拢线机构中推压杆处于拢线状态的结构示意图，其中，图14为主视图(为显示更加清楚，隐藏了部分卡片输送导轨)，图15为俯视图，图16为右视图，图17为立体图。

图18为本实用新型的智能卡芯片翻转和拢线装置的第二种具体实施方式中的天线拢线机构结构示意图。

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。

实施例1

参见图1～图9，本实施方式的智能卡芯片翻转和拢线装置包括芯片原位翻转机构A和天线拢线机构B，所述芯片原位翻转机构A由中间连接座4、设置在中间连接座4上的用于对芯片9进行翻转的翻转执行机构以及用于驱动中间连接座4接近或离开待翻转芯片9的直线驱动机构构成。其中：所述翻转执行机构包括真空吸头1、摆杆2以及伸缩缸3，其中，所述真空吸头1与负压装置连接。所述伸缩缸3的缸体3-1通过第一转动结构6与中间连接座4连接，该伸缩缸3的伸缩杆3-2通过第二转动结构7与摆杆2的一端连接，摆杆2的另一端与真空吸头1连接，该摆杆2的中部通过第三转动结构8与中间连接座4连接；所述第三转动结构8的转动中心轴线2-4与真空吸头1的吸取面1-1的几何中心相重合，亦即第三转动结构8的转动中心轴线2-4既与真空吸头1的吸取面1-1重合，又与真空吸头1轴心线相交。

参见图3～图7，所述摆杆2包括用于与伸缩缸3的伸缩杆3-2连接的第一连接臂2-1、用于与真空吸头1连接的第二连接臂2-2以及转动轴2-3，其中，所述转动轴2-3与中间连接座4连接形成第三转动结构8，且该转动轴2-3与所述第一连接臂2-1和第二连接臂2-2固定连接；所示第二连接臂2-2为直角形构件，所述真空吸头1固定在该直角形构件的端部。通过采用上述结构的摆杆2，实现与伸缩杆3-2、中间连接座4以及真空吸头1的连接；其中，采用直角形第二连接臂2-2的目的在于让真空吸头1的吸取面1-1与第三转动结构8的转动中心轴线2-4重合，具体地，由于真空吸头1具有一定的长度，通过设置直角形的第二连接臂2-2使得其末端在径向和轴向离开第三转动结构8的转动中心轴线2-4一定距离，从而在第二连接臂2-2的末端设置真空吸头1使其在径向反向延伸，便可让吸取面1-1与第三转动结构8的转动中心轴线2-4重合。

参见图9，所述第二连接臂2-2内设有与真空吸头1内腔连通的真空通道，该真空通道上设有用于与负压装置连接的气孔2-5。

参见图3～图8，所述中间连接座4由第一连接段4-1和第二连接段4-2通过螺钉连接而成，其中，所述伸缩缸3的缸体3-1通过第一转动结构6与第一连接段4-1的端部连接，所述摆杆2通过第三转动结构8与第二连接段4-2的端部连接。采用两段式的中间连接座4具有便于加工和装配的优点。

参见图3～图8，所述直线驱动机构由气缸5构成，该气缸5的伸缩件5-2与所述中间连接座4连接，所述伸缩件5-2与气缸5的缸体5-1连接。此外，所述直线驱动机构也有可以由油缸、直线电机等其他能够输出直线往复运动的机构构成。

参见图10～图17，本实施方式的智能卡芯片翻转和拢线装置中的天线拢线机构由两个推压件a以及驱动两个推压件a作往复的反向转动的驱动机构组成。在垂直于卡片15的输送方向8的方向上，所述两个推压件a的转动点位于天线16的一侧，且所述转动点的转轴轴线垂直于卡片15表面。所述两个推压件a的往复的反向转动包括拢线转动和复位转动，当推压件a作拢线转动至终点位置时，两个推压件a分别推压其中一条天线16，当推压件a作复位转动至终点位置，在垂直于卡片15的输送方向8的方向上两个推压件a与天线16之间相互错开。

参见图10～图17，所述驱动机构由转动手指气缸17构成，所述两个推压件a分别通过转接件18连接在转动手指气缸17的两个转动输出件17-1上。所述转动手指气缸17的缸体固定在卡片输送导轨19上。转动手指气缸17的两个转动输出件17-1(相当于“手指”)能够实现往复的反向转动，符合本实用新型中推压件a的动作要求，直接采用现有的转动手指气缸17作为驱动机构，具有结构简单、安装方便、成本低等优点，可在现有产品中选购使用。

参见图1～图2和图10～17，所述推压件a为圆柱杆，其好处在于：具有圆弧形表面的圆柱杆推压天线16时，能让天线16的弯折部位具有圆弧形过渡部位，避免天线16弯折。

参见图1～图17，本实施例的智能卡芯片翻转和拢线装置的工作原理是：

生产中，待翻转的芯片9焊接在卡片15的天线16上，天线16和待焊接芯片9均处于竖起状态，卡片15在卡片输送轨道19内由卡片输送机构向前输送，当卡片15到达芯片翻转工位时，由卡片定位机构13对卡片15进行定位。

在进行芯片9翻转之前，所述伸缩缸3的伸缩杆3-2处于缩回状态，所述真空吸头1的吸取面1-1处于竖直状态，且位于远离待翻转芯片9所在位置的常态位置，等待卡片15送入；焊接有芯片9的卡片15送入到芯片9翻转工位后，直线驱动机构驱动中间连接座4及其上的翻转执行机构朝待翻转芯片9移动，使得真空吸头1的吸取面1-1与待翻转芯片9的表面贴合并将芯片9吸住；随后翻转执行机构工作，伸缩缸3的伸缩杆3-2伸出，促使摆杆2绕着第三转动结构8的转动中心轴线2-4进行90°翻转，相应的所述真空吸头1和芯片9也一起作90°翻转，在上述翻转过程中，所述真空吸头1的吸取面1-1以及与之贴合的芯片9表面均绕着与它们重合的第三转动结构8的转动中心轴线2-4转动，由于第三转动结构8的转动中心轴线2-4与真空吸头1的吸取面1-1的几何中心相重合，也与芯片9中与吸取面1-1贴合的表面的几何中心贴合，使得芯片9绕其表面的几何中心翻转，亦即实现原位翻转；翻转完成后，真空吸头继续吸附翻转后的芯片，同时，所述天线拢线机构开始工作，工作时天线拢线机构转动手指气缸17驱动两个推压件a绕着手指气缸17中转动输出件17-1与缸体连接的转动点转动，所述转动点的转轴轴线垂直于卡片15表面，亦即两个推压件a在水平面内作转动动作；两个推压件a的转动动作分为拢线转动和复位转动两个部分，且在进行拢线转动和复位转动时两转动点处转轴的转向均相反；当进行拢线转动时，两个推压件a同时朝天线16运动，最终分别作用在一条天线16上并将天线16向中间推压，使得两根天线16在推压部位形成弯折，完成拢线动作；拢线动作完成后，真空吸头1松开翻转后的芯片9，随后直线驱动机构驱动中间连接座4及其上的翻转执行机构复位，同时，伸缩缸3的伸缩杆3-2缩回使得真空吸头1的吸取面1-1恢复至竖起状态，同时，所述天线拢线机构的两个推压件a进行复位转动，该过程中两个推压件a同时朝远离天线16的方向转动至复位位置停止，在该复位位置中，在垂直于卡片15的输送方向8的方向上所述推压件a与天线16之间相互错开，亦即两者之间具有一定距离，使得卡片15沿着卡片输送通道7进入和离开拢线工位时其上的天线16不会与推压件a发生干涉。

至此，本实用新型的智能卡芯片翻转和拢线装置完成对待封装芯片的原位水平翻转和天线拢线工作，即完成了智能卡芯片封装前的准备工作，本实用新型的智能卡芯片翻转和拢线装置等待下一次的待封装芯片的翻转和天线拢线作业。具体在生产过程中，所述两个推压件a不断地进行拢线转动和复位转动形成所述的“往复的反向转动”，对一张张送入到拢线工位的卡片15进行天线16的拢线作业，每张卡片15上的天线16完成拢线后，由封装装置将弯折后的天线16以及芯片4封装到芯片槽3-1中。

实施例2

参见图18，本实施与实施例1相比的不同之处在于，本实施例中：所述天线拢线机构中的驱动机构由驱动电机20以及齿轮传动机构构成，本实施例的天线拢线机构和实施例1中的芯片原位翻转机构构成智能卡芯片翻转和拢线装置，实现待封装芯片9的原位翻转和天线拢线功能；其中，所述齿轮传动机构包括第一齿轮10、第二齿轮11以及第三齿轮12，其中，所述第一齿轮10与驱动电机20的主轴同轴连接，所述第二齿轮11和第三齿轮12分别与一个推压件a连接，该第二齿轮11和第三齿轮12的转轴形成两个推压件a转动时的转动点；所述第一齿轮10与第二齿轮11啮合，所述第二齿轮11和第三齿轮12相啮合。

本实施例中，所述驱动电机20的动力通过第一齿轮10传递给第二齿轮11，由于第二齿轮11和第三齿轮12相啮合，因此与它们连接的两个推压件a工作时转向相反，满足了本实用新型中推压件a的动作要求。为实现两个推压件a的同步运动，第二齿轮11或第三齿轮12的结构应当相同，即具有相同的齿数和模数。

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。