一种IC卡数据写入和激光打标的设备及其方法与流程

本发明属于IC卡制卡技术领域，具体地说是一种IC卡数据写入和激光打标的设备及其方法。

背景技术：

IC卡的尺寸是按照国家统一标准85.6mm×54mm，IC卡的卡基材料是PVC(聚氯乙烯)、ABS等塑料或纸，市面上的IC卡分为单卡单芯或一卡多芯。目前，IC卡个性化数据写入设备整机流程均为：单张发卡——主带步进——单卡写卡站——激光打标——单卡顺序回收，整套工艺均采用单步单卡运行方式，每一节拍均为单张卡片进入写卡以及激光打标流程，制卡工艺虽然严格保证了卡片的连续性、回收便利性，但核心部件激光打标机利用效率低下，有效利用率不高于50％，严重制约了设备性能的提升。

目前，个性化数据写入设备的发展已进入瓶颈，通过压缩节拍时间和机械速度，已经不能实质性提高设备性能，反而导致设备稳定性和寿命降低。

技术实现要素：

为了解决目前单步单卡设备存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种IC卡数据写入和激光打标的设备及其方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种IC卡数据写入和激光打标的设备，包括数据写入装置、激光打标定位机构、激光机及卡片输送带，其中，

所述数据写入装置设置于写卡工作站内，用于同时对两张IC卡片进行个性化数据写入；

所述激光打标定位机构设置于激光打标站内，用于同时对两张IC卡片进行激光打标前的定位；

所述激光机设置于激光打标站的上方，用于对两张IC卡片同时进行激光打标；

所述卡片输送带沿主卡道设置、并且贯穿写卡工作站和激光打标站，所述卡片输送带用于IC卡片的传输。

所述数据写入装置包括安装座、旋转动力源、传动装置、转盘I、写卡夹、升降驱动机构、连接板、针板及探针，其中转盘I可转动地安装在安装座上，所述旋转动力源固定安装在安装座上、并且通过传动装置与转盘I连接，所述转盘I的外圆周上沿周向设有两排写卡夹，每个写卡夹对应一个安装在转盘I上、并且可径向移动的针板，所述针板上设有探针；所述升降驱动机构设置于转盘I的下方，用于驱动位于底部的针板径向移动。

所述写卡夹的两侧设有与转盘I的轴线平行的卡槽，IC卡片由卡片输送带输送至写卡夹内，所述转盘I旋转将IC卡片脱离主卡道。

所述升降驱动机构包括底座、直线动力源、连接板、中间机构、定位爪及轴承，其中中间机构的一端与底座铰接，另一端与两个定位爪连接，两个定位爪位于写卡夹两侧，所述直线动力源安装在底座上、并且输出端与中间机构连接，所述连接板的一端与中间机构连接、另一端与轴承连接，所述直线动力源驱动中间机构摆动，从而带动连接板上下移动、并且通过轴承推动针板径向移动。

所述激光打标定位机构包括定位支撑板、卡片定位机构、转盘II、支承轴、支架及转盘驱动装置，其中定位支撑板、支承轴及驱动电机安装在支架上，所述转盘II可转动地套设于支承轴上、并且与转盘驱动装置连接，所述转盘II为多面型结构，每个面上均设有两个IC卡工装位，每个IC卡工装位均对应有卡片定位机构，所述定位支撑板位于转盘II的上方，用于对通过转盘II的带动旋转至激光打标区的两张IC卡片进行轴向定位。

所述定位支撑板上设有两个打标定位区，每个打标定位区的两侧分别设有浮动定位板和平面定位板，旋转至打标定位区的IC卡片通过两侧的浮动定位板和平面定位板轴向定位。

所述卡片定位机构包括轴承架、安装块及限位轴承，其中安装块固定在转盘II上，所述轴承架与安装块弹性连接，所述限位轴承通过销轴安装在轴承架上。

所述卡片输送带上沿输送方向设有多个等间距的皮带挡块，各皮带挡块的两侧分别设有限位槽，用于IC卡的限位。

一种IC卡数据写入和激光打标的方法，所述方法包括以下几个步骤：

1)通过卡片输送带将IC卡片传输至写卡工作站内，数据写入装置对两张IC卡片同时完成数据写入；

2)完成个性化数据写入的IC卡片通过卡片输送带传送至激光打标站，激光打标定位机构对主卡道上的两张IC卡片进行定位、并且通过转盘II的旋转将两张IC卡片输送至激光打标区内；

3)激光机对位于激光打标区内的两张IC卡片同时进行激光打标；

4)完成激光打标的两张IC卡片通过转盘II的旋转到达主卡道上；

5)卡片输送带向前移动，设置于卡片输送带上的皮带挡块将完成打标的两张IC卡片从转盘II上拨出。

在步骤1)中，所述数据写入装置中的直线动力源驱动连接板上升、并且通过轴承推动针板向上移动，从而IC卡进入安装在转盘I上的写卡夹内，同时定位爪升起，对IC卡进行定位；直线动力源驱动连接板下降，所述针板自动下降至探针与IC卡芯片充分接触，完成数据写入。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明的个性化数据写入、激光打标方法与装置可以极大的提高数据写入效率、激光打标机利用率，由原工艺一个节拍一张卡改为一个节拍两张卡，延长了设备使用寿命，同时大量节省设备占地面积。

2、本发明的数据写入方法及装置与传统设备相比，在外界因素不变的情况下，可实现产能倍增。

3、本发明的激光打标方法与装置与传统设备相比，在外界因素不变的，单个激光打标工作站下，极大的提高激光打标机利用率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明中数据写入装置的结构示意图；

图4为图3的右视图；

图5为图3的左视图；

图6为本发明中数据写入装置的写卡夹的结构示意图；

图7为本发明中激光打标定位机构的结构示意图；

图8为本发明中卡片定位机构的结构示意图；

图9为本发明中激光打标定位机构的传动结构示意图；

图10为本发明中激光打标分区的分布示意图。

其中：1为主卡道，2为数据写入装置，201为安装座，202为旋转动力源，203为皮带，204为转盘I，205为带轮，206为写卡夹，2061为卡槽，207为直线动力源，208为连接板，209为导轨滑块，210为针板，211为中间机构，212为定位爪，213为轴承，214为基础位置，3为激光打标定位机构，301为定位支撑板，3021为浮动定位板，3022为中间定位板，303为卡片定位机构，3031为轴承架，3032为安装块，3033为限位轴承，304为转盘II，305为IC卡片，306为支承轴，307为支架，308为驱动电机，309为小带轮，310为皮带，311为涨紧轮，312为大带轮，4为激光打标区，5为激光机，6为卡片输送带，7为皮带挡块，8为第一带轮，9为第二带轮，10为待打标区，11为待出卡区，A为写卡工作站，B为激光打标站。

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，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-2所示，本发明提供的一种IC卡数据写入和激光打标的设备，包括数据写入装置2、激光打标定位机构3、激光机5及卡片输送带6，其中，

所述数据写入装置2设置于写卡工作站A内，用于同时对两张IC卡片进行个性化数据写入；

所述激光打标定位机构3设置于激光打标站B内，用于同时对两张IC卡片进行激光打标前的定位；所述激光机5设置于激光打标站B的上方，用于对两张IC卡片同时进行激光打标；

所述卡片输送带6沿主卡道1设置、并且贯穿写卡工作站A和激光打标站B，所述卡片输送带6用于IC卡片的传输。

所述卡片输送带6上沿输送方向设有多个等间距的皮带挡块7，卡片通过皮带挡块7的边缘接触完成限位。

如图3-5所示，所述数据写入装置2包括安装座201、旋转动力源202、传动装置、转盘I 204、写卡夹206、升降驱动机构、连接板208、针板210及探针，其中转盘I 204可转动地安装在安装座201上，所述旋转动力源202固定安装在安装座201上、并且通过传动装置与转盘I 204连接，所述转盘I204的外圆周上沿周向设有两排写卡夹206，每个写卡夹206对应一个安装在转盘I 204上、并且可径向移动的针板210，所述针板210上设有探针；所述升降驱动机构设置于转盘I 204的下方，用于驱动位于底部的针板210径向移动。

所述写卡夹206由固定卡托构成，其两侧设有与转盘I 204的轴线平行的卡槽2061，如图6所示，固定卡托上有安装孔，通过安装孔安装在转盘侧面的安装孔上。IC卡片由卡片输送带6输送至写卡夹206内，所述转盘I 204旋转将IC卡片脱离主卡道1。

所述升降驱动机构包括底座、直线动力源207、连接板208、中间机构211、定位爪212及轴承213，其中中间机构211的一端与底座铰接，另一端与两个定位爪212连接，两个定位爪212位于写卡夹206两侧，所述直线动力源207安装在底座上、并且输出端与中间机构211的中间位置连接，所述连接板208的一端与中间机构211连接、另一端与轴承213连接，所述直线动力源207驱动中间机构211摆动，从而带动连接板208上下移动、并且通过轴承213推动针板210径向移动。

所述中间机构211是一端转轴固定，另一端摆动的杠杆机构，直线动力源207在杠杆中间位置，定位爪212在杠杆摆动端。当直线动力源207对杠杆作用，与直线动力源207在支点相同一侧的定位爪212进行上下方向的摆动。定位爪212上升至转盘I 204上的写卡夹206两侧时，定位爪212对写卡夹206内的IC卡片进行定位。(定位爪两侧对称，中间空隙刚好是一张卡片的位置)。

所述数据写入装置2的工作原理是：

针板210间接安装在导轨滑块209上，无外在作用情况下由于内部结构产生复位弹力，针板210对IC卡片是夹紧状态，探针压缩，是写卡状态。当IC卡片走到基础位置214时，直线动力源207驱动连接板208，使安装在连接板208上的轴承213进行摆动运动。进而轴承213推动导轨滑块209进行升降运动，使安装在导轨滑块209上的针板210进行升降运动。

直线动力源207驱动升起，连接板208上的轴承213运动，使导轨滑块209上升，当针板210升起时，IC卡片输送带6上的IC卡片拨入写卡夹206内；IC卡进入写卡夹206内后，直线动力源207驱动下降，连接板208上的轴承213摆动使导轨滑块209下降，当针板210下降时，针板210对IC卡片夹紧，针板210上的针头与卡片充分接触，进行数据写入。IC卡被夹紧后转盘I 204转动至转盘I 204下一工位来到基础位置214，循环此动作。由于IC卡片数据写入时间较长，故IC卡片随转盘I 204转动过程中一直进行数据的写入。当转盘I 204转动一圈，第一张IC卡片已完成数据写入，这时，直线动力源207驱动动作，写完数据的IC卡向转盘I 204外传动过程，新的未写数据的的IC卡进入，重复此过程。

IC卡由皮带挡块拨入写卡夹206中，由直线动力源207带动定位爪212进行定位后，直线动力源207所带动的另一机构使针板210进行升降作用，使探针与IC卡进行充分接触后进行数据传输。

如图7-9所示，所述激光打标定位机构3包括定位支撑板301、卡片定位机构303、转盘II 304、支承轴306、支架307及转盘驱动装置，其中定位支撑板301、支承轴306及驱动电机308安装在支架307上，支承轴306与卡片输送带6平行。所述转盘II 304可转动地套设于支承轴306上、并且与转盘驱动装置连接，所述转盘II 304为多面型结构，每个面上均设有两个IC卡工装位，每个IC卡工装位均对应有卡片定位机构303，所述定位支撑板301位于转盘II 304的上方，用于对通过转盘II 304的带动旋转至激光打标区4的两张IC卡片进行轴向定位。

所述定位支撑板301上设有两个打标定位区，每个打标定位区的两侧分别设有浮动定位板和平面定位板，旋转至打标定位区的IC卡片通过两侧的浮动定位板和平面定位板轴向定位。

本发明的一实施例中，定位支撑板301上的两个打标定位区之间设有中间定位板3022，所述中间定位板3022的一侧为平面定位结构，另一侧为浮动定位结构。两个打标定位区的外侧分别设有浮动定位板3021和平面定位板，其中平面定位板与中间定位板3022的浮动定位结构相对应，浮动定位板3021与中间定位板3022的平面定位结构相对应。

浮动定位板3021的接触卡片端产生复位力将卡片顶在中间定位板3022的平面限位端，完成卡片单方向定位，同理中间定位板3022上另一端的安装同样浮动定位结构，复位力将卡片顶在另一平面定位板的限位端。

所述转盘II 304上的每个IC卡工装位的一端设有卡片定位机构303，另一端设有卡道。

如图8所示，所述卡片定位机构303包括轴承架3031、安装块3032及限位轴承3033，其中安装块3032固定在转盘II 304上，所述轴承架3031与安装块3032弹性连接，即轴承架3031与安装块3032之间设有弹簧或磁铁，所述限位轴承3033通过销轴安装在轴承架3031上。

所述轴承架3031与安装块3032之间的弹簧或磁铁产生复位力，间接使限位轴承3033产生运动趋势，因安装块3032固定在转盘II 304上，故弹簧相对转盘II 304有相对运动趋势。IC卡片进入主卡道1内，限位轴承3033受复位力作用将IC卡片顶在另一端卡道上，完成IC卡片的切线方向限位；在主卡道1上沿完成IC卡片的径向限位。

如图9所示，所述转盘驱动装置包括驱动电机308、小带轮309、皮带310、涨紧轮311及大带轮312，其中小带轮309安装在驱动电机308的输出轴上，所述大带轮312可转动地安装在支承轴306上、并且与转盘II 304固定连接，所述大带轮312和小带轮309通过皮带310连接，所述皮带310通过涨紧轮311涨紧。

所述激光打标定位机构3的工作原理是：

IC卡片通过卡片输送带6上的皮带挡块7带入转盘II 304的主卡道1后，通过卡片定位机构303中的限位轴承3033径向限位(与卡片输送带6的输送方向垂直)。由驱动电机308带动安装在支架307上的旋转机构旋转，并带动件转盘II 304做定轴转动，转盘II 304带动IC卡片旋转，使其脱离主卡道1。同时待打标区10内的IC卡片旋转至激光打标区4内。在激光打标区4内通过定位支撑板301上的浮动定位板和平面定位板进行轴向定位，再通过激光机5完成卡片信息打标。完成卡片信息打标的IC卡片旋转至待出卡区11，待出卡区中11内的IC卡片旋转至主卡道1的位置，卡片输送带6向前移动，皮带挡块7将IC卡片从转盘II 304中拨出，将IC卡片带离激光打标站B。同时激光打标站B前的两张待打印IC卡片进入激光打标站B，转盘II 304转动，依次循环运动，完成所有IC卡片的卡面信息打印，如图10所示。

一种IC卡数据写入和激光打标的方法，所述方法包括以下几个步骤：

1)通过卡片输送带6将IC卡片传输至写卡工作站A内，数据写入装置2对两张IC卡片同时完成数据写入。具体过程是：

所述数据写入装置2中的直线动力源207驱动连接板208上升、并且通过轴承213推动针板210向上移动，从而IC卡进入安装在转盘I 204上的写卡夹206内，同时定位爪212升起，对IC卡进行定位；直线动力源207驱动连接板208下降，所述针板210自动下降至探针与IC卡芯片充分接触，完成数据写入。

2)完成个性化数据写入的两张IC卡片通过卡片输送带6传送至激光打标站B，激光打标站B内的激光打标定位机构3对主卡道1上的两张IC卡片进行定位、并且通过转盘II 304的旋转将两张IC卡片输送至激光打标区4内，

3)激光机5对位于激光打标区4内的两张IC卡片同时进行激光打标；

4)完成激光打标的两张IC卡片通过转盘II 304的旋转到达主卡道1上；

5)卡片输送带6向前移动，设置于卡片输送带6上的皮带挡块7将完成打标的两张IC卡片从转盘II 304上拨出，并且向前输送。

IC卡片进入写卡工作站A以及激光打标站B的方向根据整体工艺设置横向进卡或纵向进卡。

本发明的数据写入方法为，两张待个性化数据写入IC卡片，在同一写卡站同时进入写卡工序，通过IC卡片与针板210上的探针之间的相对运动，完成探针与IC卡芯片触点之间的接触与分离，实现数据链路的通断，并完成IC芯片内部信息写入。通过驱动装置驱动，将个性化数据写入完成的两张IC卡片，一步送入激光打标站B，由转盘II 304带动IC卡片转动至顶部激光打标区4内，通过定位支撑板301上的浮动定位板和平面定位板同步定位后进行卡面信息打标。

本发明极大的提高个性化数据写入设备产能、激光机利用效率，以及设备的稳定性，并降低设备运行频度。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。