本發(fā)明涉及智能卡制造設備，具體涉及一種智能卡芯片翻轉和攏線裝置。

背景技術：

在智能卡生產過程中，需要把芯片封裝到卡片中。芯片的封裝工藝依次包括銑槽、挑線、碰焊、封裝等，其中，碰焊時卡片的芯片槽中伸出的兩條天線呈豎直狀態(tài)，待焊接芯片呈豎起狀態(tài)與天線碰焊連接在一起；在進行后續(xù)的封裝之前，需要讓已碰焊的呈豎起狀態(tài)的芯片翻轉成水平狀態(tài)，以便讓芯片對準芯片槽，以便在隨后的封裝過程中能夠將芯片壓入到芯片槽中；此外，在封裝前，除了需要將芯片翻轉成水平狀態(tài)外，還要對呈豎起狀態(tài)的天線進行預彎折(本發(fā)明稱之為“攏線”)，以便在封裝過程中所述天線能夠彎折聚攏并收納在芯片槽中。

現(xiàn)有的生產工藝中芯片翻轉和攏線的工作分別由芯片翻轉機構和天線攏線機構完成。

現(xiàn)有的芯片翻轉機構主要由一組相對運動的天線彎折機構構成，兩個天線彎折機構在高度方向上相互錯開，工作時兩個天線彎折機構相向運動并分別作用在豎起的兩條天線上，使得天線在兩個作用點處向相反方向發(fā)生彎折，從而讓豎起的芯片轉換成水平狀態(tài)。

兩個天線折彎機構將待封裝的芯片翻轉成水平狀態(tài)的過程，是沿著垂直于天線連線方向折彎天線，并沒有將天線往內聚攏，所以并不能使天線在芯片封裝時能被芯片完全壓入到芯片槽，因此還要對沿著平行于天線連線方向的方向折彎狀態(tài)下的天線進行預彎折(本發(fā)明稱之為“攏線”)，現(xiàn)有的天線攏線機構由兩個推壓件以及推動兩個推壓件作相向運動的驅動機構構成，攏線時兩個推壓件位于兩根天線的兩側(具體是兩根天線的連線方向的兩側，兩根天線的連線方向本發(fā)明稱之為“攏線方向”)，由驅動機構同步地推動兩個推壓件沿著攏線方向作相對運動，兩個推壓件作用在天線高度方向的某個部位，兩根天線的該部位向中間靠攏使得兩根天線發(fā)生一定的彎折，這樣在隨后的封裝過程中兩根天線就會順著所述彎折部位進一步折疊，使得天線能夠被芯片完全壓入到芯片槽中。

現(xiàn)有的天線攏線機構中，由于攏線方向與天線的排列方向一致，也與卡片在卡片輸送導軌中的輸送方向一致，因此卡片在送入攏線工位時，所述推壓件需要避開天線及芯片，使得該天線攏線機構還需要設置推動推壓件作豎向往復運動的豎向驅動機構，攏線時豎向驅動機構驅動推壓件向下運動，攏線完畢后，豎向驅動機構驅動推壓件向上復位。

現(xiàn)有的智能卡芯片翻轉機構和攏線機構存在以下不足：

1、現(xiàn)有的芯片翻轉機構通過彎折天線間接實現(xiàn)芯片的翻轉，翻轉后的芯片的水平度難以保證，并且翻轉后的芯片與芯片槽之間的位置關系也難以保證(芯片不能準確地與芯片槽對準)，從而影響后續(xù)的封裝加工。

2、現(xiàn)有的天線攏線機構在工作過程中推壓件除了需要作相對的攏線動作外，還需要頻繁地作豎向往復運動，使得單張卡片的攏線時間長，效率低。

3、結構復雜，體積大，成本高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種智能卡芯片翻轉和攏線裝置，該智能卡芯片翻轉和攏線裝置能夠實現(xiàn)對芯片的原位翻轉，使得翻轉后的芯片不但能夠確保水平度，而且還能夠確保與芯片槽準確對準，便于后續(xù)的封裝加工，并能對天線進行攏線，而且具有單張卡片的攏線時間短、效率高、結構簡單、體積小以及成本低等優(yōu)點。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是：

一種智能卡芯片翻轉和攏線裝置，其特征在于，包括芯片原位翻轉機構和天線攏線機構；其中，所述芯片原位翻轉機構由中間連接座、設置在中間連接座上的用于對芯片進行翻轉的翻轉執(zhí)行機構以及用于驅動中間連接座接近或離開待翻轉芯片的直線驅動機構構成；其中：

所述翻轉執(zhí)行機構包括真空吸頭、擺桿以及伸縮缸，其中，所述真空吸頭與負壓裝置連接；所述伸縮缸的缸體通過第一轉動結構與中間連接座連接，該伸縮缸的伸縮桿通過第二轉動結構與擺桿的一端連接，擺桿的另一端與真空吸頭連接，該擺桿的中部通過第三轉動結構與中間連接座連接；所述第三轉動結構的轉動中心軸線與真空吸頭的吸取面的幾何中心相重合；

所述天線攏線機構由兩個推壓件以及驅動兩個推壓件作往復的反向轉動的驅動機構組成；在垂直于卡片的輸送方向的方向上，所述兩個推壓件的轉動點位于天線的一側，且所述轉動點的轉軸軸線垂直于卡片表面；所述兩個推壓件的往復的反向轉動包括攏線轉動和復位轉動，當推壓件作攏線轉動至終點位置時，兩個推壓件分別推壓其中一條天線，當推壓件作復位轉動至終點位置，在垂直于卡片的輸送方向的方向上兩個推壓件與天線之間相互錯開。

上述智能卡芯片翻轉和攏線裝置的工作原理是：焊接有芯片的卡片送入到芯片翻轉攏線工位后，首先需要將處于豎直狀態(tài)的待封裝芯片翻轉為水平狀態(tài)，在進行芯片翻轉之前，所述芯片原位翻轉機構的所述伸縮缸的伸縮桿處于縮回狀態(tài)，所述真空吸頭的吸取面處于豎直狀態(tài)，且位于遠離待翻轉芯片所在位置的常態(tài)位置，等待卡片送入；焊接有芯片的卡片送入到芯片翻轉工位后，直線驅動機構驅動中間連接座及其上的翻轉執(zhí)行機構朝待翻轉芯片移動，使得真空吸頭的吸取面與待翻轉芯片的表面貼合并將芯片吸??；隨后翻轉執(zhí)行機構工作，伸縮缸的伸縮桿伸出，促使擺桿繞著第三轉動結構的轉動中心軸線進行90°翻轉，相應的所述真空吸頭和芯片也一起作90°翻轉，在上述翻轉過程中，所述真空吸頭的吸取面以及與之貼合的芯片表面均繞著與它們重合的第三轉動結構的轉動中心軸線轉動，由于第三轉動結構的轉動中心軸線與真空吸頭的吸取面的幾何中心相重合，也與芯片中與吸取面貼合的表面的幾何中心貼合，使得芯片繞其表面的幾何中心翻轉，亦即實現(xiàn)原位翻轉；翻轉完成后，真空吸頭繼續(xù)吸附翻轉后的芯片，同時，所述天線攏線機構開始工作，工作時天線攏線機構的驅動機構驅動兩個推壓件繞著各自的轉動點轉動，所述轉動點的轉軸軸線垂直于卡片表面，亦即兩個推壓件在水平面內作轉動動作；兩個推壓件的轉動動作分為攏線轉動和復位轉動兩個部分，且在進行攏線轉動和復位轉動時兩轉動點處轉軸的轉向均相反；當進行攏線轉動時，兩個推壓件同時朝天線運動，最終分別作用在一條天線上并將天線向中間推壓，使得兩根天線在推壓部位形成彎折；攏線動作完成后，兩個推壓件進行復位轉動，該過程中兩個推壓件同時朝遠離天線的方向轉動至復位位置停止，在該復位位置中，在垂直于卡片的輸送方向的方向上所述推壓件與天線之間相互錯開，亦即兩者之間具有一定距離，使得卡片在進入和離開攏線工位時其上的天線不會與推壓件發(fā)生干涉。攏線工作完成后，所述芯片原位翻轉機構的真空吸頭翻轉完成后，真空吸頭松開翻轉后的芯片，隨后直線驅動機構驅動中間連接座及其上的翻轉執(zhí)行機構復位，同時，伸縮缸的伸縮桿縮回使得真空吸頭的吸取面恢復至豎起狀態(tài)，智能卡芯片翻轉和攏線裝置等待下一次的芯片原位翻轉和攏線工作。

本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述芯片原位翻轉機構中的所述擺桿包括用于與伸縮缸的伸縮桿連接的第一連接臂、用于與真空吸頭連接的第二連接臂以及轉動軸，其中，所述轉動軸與中間連接座連接形成第三轉動結構，且該轉動軸與所述第一連接臂和第二連接臂固定連接；所示第二連接臂為直角形構件，所述真空吸頭固定在該直角形構件的端部。通過采用上述結構的擺桿，實現(xiàn)與伸縮桿、中間連接座以及真空吸頭的連接；其中，采用直角形第二連接臂的目的在于讓真空吸頭的吸取面與第三轉動結構的轉動中心軸線重合，具體地，由于真空吸頭具有一定的長度，通過設置直角形的第二連接臂使得其末端在徑向和軸向離開第三轉動結構的轉動中心軸線一定距離，從而在第二連接臂的末端設置真空吸頭使其在徑向反向延伸，便可讓吸取面與第三轉動結構的轉動中心軸線重合。

優(yōu)選地，所述第二連接臂內設有與真空吸頭內腔連通的真空通道，該真空通道上設有用于與負壓裝置連接的氣孔。

本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述芯片原位翻轉機構中的所述中間連接座由第一連接段和第二連接段通過螺釘連接而成，其中，所述伸縮缸的缸體通過第一轉動結構與第一連接段的端部連接，所述擺桿通過第三轉動結構與第二連接段的端部連接。采用兩段式的中間連接座具有便于加工和裝配的優(yōu)點。

本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述芯片原位翻轉機構中的所述直線驅動機構由氣缸構成，該氣缸的伸縮件與所述中間連接座連接。

本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述天線攏線機構中的所述驅動機構由轉動手指氣缸構成，所述兩個推壓件分別連接在轉動手指氣缸的兩個轉動輸出件上。轉動手指氣缸的兩個輸出件能夠實現(xiàn)往復的反向轉動，符合本發(fā)明中推壓件的動作要求，直接采用現(xiàn)有的轉動手指氣缸作為驅動機構，具有結構簡單、安裝方便、成本低等優(yōu)點。

優(yōu)選地，所述推壓件為圓柱桿，其好處在于：具有圓弧形表面的圓柱桿推壓天線時，能讓天線的彎折部位具有圓弧形過渡部位，避免天線彎折。

本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述天線攏線機構中的所述驅動機構由驅動電機以及齒輪傳動機構構成，其中，所述齒輪傳動機構包括第一齒輪、第二齒輪以及第三齒輪，其中，所述第一齒輪與驅動電機的主軸同軸連接，所述第二齒輪和第三齒輪分別與一個推壓件連接，該第二齒輪和第三齒輪的轉軸形成兩個推壓件轉動時的轉動點；所述第一齒輪與第二齒輪或第三齒輪嚙合，所述第二齒輪和第三齒輪相嚙合。本優(yōu)選方案中，所述驅動電機的動力通過第一齒輪傳遞給第二齒輪或第三齒輪，由于第二齒輪和第三齒輪相嚙合，因此與它們連接的兩個推壓件工作時轉向相反，滿足了本發(fā)明中推壓件的動作要求。為實現(xiàn)兩個推壓件的同步運動，第二齒輪或第三齒輪的結構應當相同，即具有相同的齒數(shù)和模數(shù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下的有益效果：

1、芯片翻轉時繞著固定的轉軸轉動，由于該轉軸與芯片表面的幾何中心重合，因此芯片翻轉后其表面的幾何中心所在位置不變，這就能保證翻轉后的芯片位于芯片槽的正上方，且與芯片槽準確對準。

2、由于芯片在翻轉過程中由真空吸頭吸住，真空吸頭在翻轉后可以確保其吸取面嚴格處于水平狀態(tài)，從而保證翻轉后的芯片的水平度，便于后續(xù)的精確封裝。

3、天線攏線機構工作時推壓件只需作往復的轉動動作，動作簡單快速，使得單張卡片的攏線時間短，作業(yè)效率高。

4、本發(fā)明的智能卡芯片翻轉和攏線裝置的天線攏線機構只需采用一個驅動推壓件作往復轉動的動力機構，而現(xiàn)有技術中需要兩個動力機構，使得結構得到簡化，體積縮小，成本更低。

附圖說明

圖1和圖2為本發(fā)明的智能卡芯片翻轉和攏線裝置的第一個具體實施方式的結構示意圖，其中，圖1為俯視圖，圖2為立體圖。

圖3～圖5為圖1和圖2所示智能卡芯片翻轉和攏線裝置中的芯片原位翻轉機構的結構示意圖(處于等待芯片翻轉狀態(tài))，其中，圖3為主視圖，圖4為俯視圖，圖5為立體圖。

圖6～圖8為圖3～圖5所示芯片原位翻轉機構處于芯片翻轉狀態(tài)下的結構示意圖，其中，圖6為主視圖，圖7為俯視圖，圖8為立體圖。

圖9為圖3～圖8所示芯片原位翻轉機構中擺桿和真空吸頭的立體結構示意圖。

圖10～圖13為圖1和圖2所示智能卡芯片翻轉和攏線裝置中的天線攏線機構的結構示意圖，圖中顯示的推壓桿處于復位位置，其中，圖10為主視圖(為顯示更加清楚，隱藏了部分卡片輸送導軌)，圖11為俯視圖，圖12為右視圖，圖13為立體圖。

圖14～圖17為圖10～圖13所示天線攏線機構中推壓桿處于攏線狀態(tài)的結構示意圖，其中，圖14為主視圖(為顯示更加清楚，隱藏了部分卡片輸送導軌)，圖15為俯視圖，圖16為右視圖，圖17為立體圖。

圖18為本發(fā)明的智能卡芯片翻轉和攏線裝置的第二種具體實施方式中的天線攏線機構結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

參見圖1～圖9，本實施方式的智能卡芯片翻轉和攏線裝置包括芯片原位翻轉機構A和天線攏線機構B，所述芯片原位翻轉機構A由中間連接座4、設置在中間連接座4上的用于對芯片9進行翻轉的翻轉執(zhí)行機構以及用于驅動中間連接座4接近或離開待翻轉芯片9的直線驅動機構構成。其中：所述翻轉執(zhí)行機構包括真空吸頭1、擺桿2以及伸縮缸3，其中，所述真空吸頭1與負壓裝置連接。所述伸縮缸3的缸體3-1通過第一轉動結構6與中間連接座4連接，該伸縮缸3的伸縮桿3-2通過第二轉動結構7與擺桿2的一端連接，擺桿2的另一端與真空吸頭1連接，該擺桿2的中部通過第三轉動結構8與中間連接座4連接；所述第三轉動結構8的轉動中心軸線2-4與真空吸頭1的吸取面1-1的幾何中心相重合，亦即第三轉動結構8的轉動中心軸線2-4既與真空吸頭1的吸取面1-1重合，又與真空吸頭1軸心線相交。

參見圖3～圖7，所述擺桿2包括用于與伸縮缸3的伸縮桿3-2連接的第一連接臂2-1、用于與真空吸頭1連接的第二連接臂2-2以及轉動軸2-3，其中，所述轉動軸2-3與中間連接座4連接形成第三轉動結構8，且該轉動軸2-3與所述第一連接臂2-1和第二連接臂2-2固定連接；所示第二連接臂2-2為直角形構件，所述真空吸頭1固定在該直角形構件的端部。通過采用上述結構的擺桿2，實現(xiàn)與伸縮桿3-2、中間連接座4以及真空吸頭1的連接；其中，采用直角形第二連接臂2-2的目的在于讓真空吸頭1的吸取面1-1與第三轉動結構8的轉動中心軸線2-4重合，具體地，由于真空吸頭1具有一定的長度，通過設置直角形的第二連接臂2-2使得其末端在徑向和軸向離開第三轉動結構8的轉動中心軸線2-4一定距離，從而在第二連接臂2-2的末端設置真空吸頭1使其在徑向反向延伸，便可讓吸取面1-1與第三轉動結構8的轉動中心軸線2-4重合。

參見圖9，所述第二連接臂2-2內設有與真空吸頭1內腔連通的真空通道，該真空通道上設有用于與負壓裝置連接的氣孔2-5。

參見圖3～圖8，所述中間連接座4由第一連接段4-1和第二連接段4-2通過螺釘連接而成，其中，所述伸縮缸3的缸體3-1通過第一轉動結構6與第一連接段4-1的端部連接，所述擺桿2通過第三轉動結構8與第二連接段4-2的端部連接。采用兩段式的中間連接座4具有便于加工和裝配的優(yōu)點。

參見圖3～圖8，所述直線驅動機構由氣缸5構成，該氣缸5的伸縮件5-2與所述中間連接座4連接，所述伸縮件5-2與氣缸5的缸體5-1連接。此外，所述直線驅動機構也有可以由油缸、直線電機等其他能夠輸出直線往復運動的機構構成。

參見圖10～圖17，本實施方式的智能卡芯片翻轉和攏線裝置中的天線攏線機構由兩個推壓件a以及驅動兩個推壓件a作往復的反向轉動的驅動機構組成。在垂直于卡片15的輸送方向8的方向上，所述兩個推壓件a的轉動點位于天線16的一側，且所述轉動點的轉軸軸線垂直于卡片15表面。所述兩個推壓件a的往復的反向轉動包括攏線轉動和復位轉動，當推壓件a作攏線轉動至終點位置時，兩個推壓件a分別推壓其中一條天線16，當推壓件a作復位轉動至終點位置，在垂直于卡片15的輸送方向8的方向上兩個推壓件a與天線16之間相互錯開。

參見圖10～圖17，所述驅動機構由轉動手指氣缸17構成，所述兩個推壓件a分別通過轉接件18連接在轉動手指氣缸17的兩個轉動輸出件17-1上。所述轉動手指氣缸17的缸體固定在卡片輸送導軌19上。轉動手指氣缸17的兩個轉動輸出件17-1(相當于“手指”)能夠實現(xiàn)往復的反向轉動，符合本發(fā)明中推壓件a的動作要求，直接采用現(xiàn)有的轉動手指氣缸17作為驅動機構，具有結構簡單、安裝方便、成本低等優(yōu)點，可在現(xiàn)有產品中選購使用。

參見圖1～圖2和圖10～17，所述推壓件a為圓柱桿，其好處在于：具有圓弧形表面的圓柱桿推壓天線16時，能讓天線16的彎折部位具有圓弧形過渡部位，避免天線16彎折。

參見圖1～圖17，本實施例的智能卡芯片翻轉和攏線裝置的工作原理是：

生產中，待翻轉的芯片9焊接在卡片15的天線16上，天線16和待焊接芯片9均處于豎起狀態(tài)，卡片15在卡片輸送軌道19內由卡片輸送機構向前輸送，當卡片15到達芯片翻轉工位時，由卡片定位機構13對卡片15進行定位。

在進行芯片9翻轉之前，所述伸縮缸3的伸縮桿3-2處于縮回狀態(tài)，所述真空吸頭1的吸取面1-1處于豎直狀態(tài)，且位于遠離待翻轉芯片9所在位置的常態(tài)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翻轉工位后，直線驅動機構驅動中間連接座4及其上的翻轉執(zhí)行機構朝待翻轉芯片9移動，使得真空吸頭1的吸取面1-1與待翻轉芯片9的表面貼合并將芯片9吸??；隨后翻轉執(zhí)行機構工作，伸縮缸3的伸縮桿3-2伸出，促使擺桿2繞著第三轉動結構8的轉動中心軸線2-4進行90°翻轉，相應的所述真空吸頭1和芯片9也一起作90°翻轉，在上述翻轉過程中，所述真空吸頭1的吸取面1-1以及與之貼合的芯片9表面均繞著與它們重合的第三轉動結構8的轉動中心軸線2-4轉動，由于第三轉動結構8的轉動中心軸線2-4與真空吸頭1的吸取面1-1的幾何中心相重合，也與芯片9中與吸取面1-1貼合的表面的幾何中心貼合，使得芯片9繞其表面的幾何中心翻轉，亦即實現(xiàn)原位翻轉；翻轉完成后，真空吸頭繼續(xù)吸附翻轉后的芯片，同時，所述天線攏線機構開始工作，工作時天線攏線機構轉動手指氣缸17驅動兩個推壓件a繞著手指氣缸17中轉動輸出件17-1與缸體連接的轉動點轉動，所述轉動點的轉軸軸線垂直于卡片15表面，亦即兩個推壓件a在水平面內作轉動動作；兩個推壓件a的轉動動作分為攏線轉動和復位轉動兩個部分，且在進行攏線轉動和復位轉動時兩轉動點處轉軸的轉向均相反；當進行攏線轉動時，兩個推壓件a同時朝天線16運動，最終分別作用在一條天線16上并將天線16向中間推壓，使得兩根天線16在推壓部位形成彎折，完成攏線動作；攏線動作完成后，真空吸頭1松開翻轉后的芯片9，隨后直線驅動機構驅動中間連接座4及其上的翻轉執(zhí)行機構復位，同時，伸縮缸3的伸縮桿3-2縮回使得真空吸頭1的吸取面1-1恢復至豎起狀態(tài)，同時，所述天線攏線機構的兩個推壓件a進行復位轉動，該過程中兩個推壓件a同時朝遠離天線16的方向轉動至復位位置停止，在該復位位置中，在垂直于卡片15的輸送方向8的方向上所述推壓件a與天線16之間相互錯開，亦即兩者之間具有一定距離，使得卡片15沿著卡片輸送通道7進入和離開攏線工位時其上的天線16不會與推壓件a發(fā)生干涉。

至此，本發(fā)明的智能卡芯片翻轉和攏線裝置完成對待封裝芯片的原位水平翻轉和天線攏線工作，即完成了智能卡芯片封裝前的準備工作，本發(fā)明的智能卡芯片翻轉和攏線裝置等待下一次的待封裝芯片的翻轉和天線攏線作業(yè)。具體在生產過程中，所述兩個推壓件a不斷地進行攏線轉動和復位轉動形成所述的“往復的反向轉動”，對一張張送入到攏線工位的卡片15進行天線16的攏線作業(yè)，每張卡片15上的天線16完成攏線后，由封裝裝置將彎折后的天線16以及芯片4封裝到芯片槽3-1中。

實施例2

參見圖18，本實施與實施例1相比的不同之處在于，本實施例中：所述天線攏線機構中的驅動機構由驅動電機20以及齒輪傳動機構構成，本實施例的天線攏線機構和實施例1中的芯片原位翻轉機構構成智能卡芯片翻轉和攏線裝置，實現(xiàn)待封裝芯片9的原位翻轉和天線攏線功能；其中，所述齒輪傳動機構包括第一齒輪10、第二齒輪11以及第三齒輪12，其中，所述第一齒輪10與驅動電機20的主軸同軸連接，所述第二齒輪11和第三齒輪12分別與一個推壓件a連接，該第二齒輪11和第三齒輪12的轉軸形成兩個推壓件a轉動時的轉動點；所述第一齒輪10與第二齒輪11嚙合，所述第二齒輪11和第三齒輪12相嚙合。

本實施例中，所述驅動電機20的動力通過第一齒輪10傳遞給第二齒輪11，由于第二齒輪11和第三齒輪12相嚙合，因此與它們連接的兩個推壓件a工作時轉向相反，滿足了本發(fā)明中推壓件a的動作要求。為實現(xiàn)兩個推壓件a的同步運動，第二齒輪11或第三齒輪12的結構應當相同，即具有相同的齒數(shù)和模數(shù)。

上述為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述內容的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。