[发明专利]基于PID控制的IC卡挑线柔性控制装置

说明书

本发明提出一种基于PID控制的IC卡挑线柔性控制装置，所述柔性控制装置包括装放待挑线IC卡的工作台、支撑在所述工作台上的立柱、压力传感器、钩针、水平驱动机构、竖直驱动机构、在驱动部件上的挑线机械臂、敏感力学感应模块、通信模块和控制模块。本发明方案通过PID控制器、数据通信和压力传感器的协同作业完成复杂的设备出力控制，可保护挑线过程中金属丝不会因为用力过猛而断裂。

技术领域

本发明涉及IC卡制造领域，具体涉及一种基于PID控制的IC卡挑线柔性控制装置。

背景技术

智能制造是未来工业生产的一个目标，其目的是达成可持续发展，提高已有主要生产指标如产量、质量等，以及技术融合的灵活性和社会、人与环境间的各种因素。运用产品开发和生产工艺中采集到的数据进行分析，并对生产过程进行优化是智能制造实现过程中重要的一部分。

现有的IC卡制造设备都是通过挑线、扶线、碰焊三道基本工序来完成的。其中，挑线工序要求用钩针挑出IC卡中细微的金属丝，扶线工序则要求用夹具将挑线工序中挑出的金属丝扶直，然后碰焊工序要求当芯片、IC卡金属丝、电焊针焊头处于正确的电焊位置时，电焊针融化金属线头上的焊锡，与芯片卡对应的电路接口相连接。而在这三道工序中，IC卡中的金属丝及其细微，其大小仅有0.1毫米，因此可能会在加工过程因受力过猛、过大而导致断裂。因此，在IC卡制造过程中，需要相应地对金属丝作保护处理。

目前常用的解决方案大致可以划分为以下几种技术手段：

(1)基于金属丝断裂检测的方法：通过在生产设备上安装图像识别模块或红外检测模块，检测加工后金属丝的完整性，并根据检测结果将金属丝损坏的卡片收入废卡盒。

(2)基于弹性缓冲机构的方法：通过在关键部件中加入弹性缓冲机构，在部件出力过大时，弹性机构能够进行缓冲，减小金属丝受力，不至于发生断裂。

专利“一种新型智能卡芯片焊接设备，申请号201520321985.8”在芯片焊接装置上采用弹性缓冲机构，在执行焊接动作时为焊接组件提供缓冲，抵消电焊针焊头对金属线和芯片过大的冲击，防止金属线被压断。这样的柔性机构简单实用，但智能化程度不高，且未能在挑线、扶线工序中对金属丝进行有效的保护。

专利“一种挑线机，申请号201620110760.2”采用剃刀(美工刀、弧形刀)代替钩针进行挑线、扶线工序以提高加工效率，但对目标金属丝没有做充分的保护措施，加工过程容易发生断线现象，影响加工效率。

发明内容

本发明目的在于克服现有的IC卡生产方法中存在的不足，尤其是针对挑线过程中由于出力过大导致金属丝断裂的问题，本发明提出一种基于PID控制的IC卡挑线柔性控制装置，通过PID控制器、数据通信和压力传感器的协同作业完成复杂的设备出力控制，可保护挑线过程中金属丝不会因为用力过猛而断裂。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种基于PID控制的IC卡挑线柔性控制装置，其特征在于，其中：

所述柔性控制装置包括装放待挑线IC卡的工作台、支撑在所述工作台上的立柱、压力传感器、钩针、水平驱动机构、竖直驱动机构、在驱动部件上的挑线机械臂、敏感力学感应模块、通信模块和控制模块；所述水平驱动机构和垂直驱动机构位于立柱上，所述钩针位于挑线机械臂的终端，且面向待挑线IC卡；所述的敏感力学感应模块包括压力传感器、信号放大器和模数转换器；所述压力传感器位于钩针外侧，用于将钩针受力传输至所述信号放大器和所述模数转换器；所述模数转换器与通信模块相连；所述通信模块包括单片机和RS485串口通信协议，所述通信模块与控制模块相连；所述控制模块内嵌PID控制器和数模转换器，所述控制模块与水平驱动机构和垂直驱动机构相连；

所述柔性控制装置工作过程分为以下动作：