集成电路卡片编程模块、系统和方法

专利名称：集成电路卡片编程模块、系统和方法
技术领域：
本发明涉及集成电路卡片编程。具体地说，本发明涉及集成电路卡片编程的系统和方法，以及用于集成电路卡片编程的模块。
集成电路卡需要增加用于储存数据的容量，由此需要较长的时间用于编程。为了以较高的生产率来对大容量的集成电路卡进行编程，就需要同时对许多卡进行编程，在保持将未经编程的卡连续不断地流入系统，并将已编程的卡流出系统。编程的时间越长，所需的编程站的数量就越多，以保持高生产率。因此就需要一种含有大量(例如三十到六十个或者更多)编程站的集成电路编程系统，电路卡被放置到这些编程站中进行编程，而这些站被可容纳在一个较小的空间中。由于产量和编程时间在增加，该装置必须能以较少娄的站而高效工作，并且必须能升级为数量较多的站。另外，集成电路还需能在卡的正面或背面(或者两面)接触，因此装置应当可方便地构造成用于任何一面。
现有的电路卡编程装置，例如Nioche的美国专利No.5,943,238、Bonnemoy的美国专利No.4,866,259以及Linden的美国专利No.4,827,425中所揭示的那些，它们不能够在一个较小的空间内提供大量的编程站。它们也不能以少量的站高效生产，并也不能够被升级为较多数量的站。另外，它们不能方便地构造成与卡片的正面或背面上的集成电路接触。
在本发明中，一个集成电路编程模块可以在相对较小的空间内包含多个用于同时对卡片进行编程的编程站。也可以使用多个模块以进一步提高编程容量。例如，大致可以达到每小时3000张卡片的生产率。
本发明的一个方面，如权利要求书中所界定的，涉及一种包括多个模块的卡片生产系统，多个模块中的至少两个模块由第一和第二集成电路卡片编程模块构成。第一和第二集成电路卡片编程模块的每一个包括一卡片路径；一卡片输送机构，该机构用于沿卡片输送路径输送卡片；以及多个可相对于卡片路径移动的集成电路编程站。
本发明的另一个方面，如权利要求书中所界定的，涉及一种集成电路卡片编程模块，该模块包括一壳体；一通过壳体的线性卡片路径；以及一卡片输送机构，该机构安装在壳体内，用于沿一条与卡片路径基本垂直的轴线移动。该机构包括多个安装在其上的并且可以沿轴线移动的卡片编程站，以及包括一个通过的位置。该通过位置允许不编程的卡片通过该装置。
本发明的另一个方面，如权利要求书所界定的，包括一种对集成电路卡片进行编程的方法。该方法包括设置一个集成电路卡片编程模块，该模块包括一卡片路径、一用于沿卡片输送路径输送卡片的卡片输送机构、以及多个可沿一条与卡片路径垂直的轴线移动的集成电路编程站。该方法还包括当非连续地将集成电路卡片装载入卡片编程站内以进行随后的编程时，使集成电路卡片编程站相对于卡片路径移动。
为本发明特征的各种各样的优点、特性将在本文所附的一部分中具体指出。然而，为了更好地理解本发明，它使用时可获得的优点和目的，可以参照此处的附图以及所附的说明，其中描述了本发明的较佳实施例。
图2为集成电路卡片编程模块的正视图，其中卡片滑架与引入辊相邻以拾取一张新卡。
图3为与图2类似的正视图，但其中的卡片滑架下降进入输送位置。
图4为与图2和图3类似的正视图，但其中卡片滑架移到左侧，以将新卡输送到编程站内，并且同时从编程站推出一张编程完毕的卡片。
图5为集成电路卡片编程模块的右视图。
图6是与图5类似的视图，其中示出了处于卡片接收模式下的一编程站。
图7为根据本发明的第二实施例的集成电路卡片编程模块的俯视图。
图8为图7所示实施例中应用的一卡片输送装置的正视图。
图9A和图9B分别示出了图7所示的实施例中一种示范性的操作步骤的俯视图和正视图。


图10为根据本发明的集成电路卡片编程模块的另一种实施例的示意图。
图11示出了采用单个或多个集成电路卡片编程模块的集成电路卡片编程系统。
如图1所示，卡片22进入集成电路编程模块内的一对引入辊14。一步进电机24通过一同步皮带与若干个皮带轮28驱动引入辊14。引入辊14移动卡片22进入与卡片输送机构21相联合的卡片滑架30可捕获卡片的位置中。一个引入传感器32可确认卡片22已经进入，并且到达被卡片滑架30可捕获的位置中。引入辊14具有一单向超越离合器34，当驱动进入辊子的卡片22比辊子驱动得快时，离合器34将会滑动。位于卡片的底部和两侧上的卡片导向件36还将被设置在引入辊14的下游，以在卡片离开引入辊时引导卡片22。
参照图2，卡片通过包括滑架30的卡片输送机构21从右边的引入辊14向箱体18中的编程站20输送，并且进入到左边的引出辊16上。为了简单可靠起见，该卡片的路径最好是直的。卡片滑架30位于卡片22上，并且具有两个突片38、40，这些突片向下放下与卡片的左右两侧边缘接触。左突片40比右突片38长，这样卡片20可以在右突片38之下进入滑架30，并且被左突片40挡住。
当一新的卡片通过右突片38后，卡片滑架30向下落下(到达图3中所示的位置)，这样右突片38可以捕获到该卡片，并且将其输送到编程站20内。当新的卡片进入编程站20时，左突片40推出已完成编程的旧卡片22′。左突片40被切成突片的一部分覆盖在编程卡片22′的右上角上，从而防当卡片被推动时卡片抬起。
卡片滑架30包括一弹簧辊42，该弹簧辊42位于卡片上面的中央部位，并被用于将新的卡片22精确地定位在站20内。当新的卡片22进入站20时，滑架30轻微地向下移动，这样辊子42与卡片接触，并且将其牢牢地压在站的底部上。当卡片继续进入站时，站与卡片之间的摩擦力比弹簧辊的滚动摩擦力更大，这样卡片可牢靠地抵靠在右突片38上。
当新的卡片完全进入编程站时，卡片可精确地抵靠着编程站的底部与右滑架突片，这样位于卡片22上的集成电路垫44可以同与各个编程站20相联合的电气接触针46对准，而编程站将卡片闭合并抓住。而后，滑架30上移(如图4所示)，这样右突片越过新的卡片22的顶部，但较长的左突片仍与被推出编程站的已编程的卡片22′保持接触。接着，卡片滑架30将已编程的卡片22′推向引出辊子16，并且返回原处以引入下一张卡片。可理解的是，所有的卡片的输送由单个的输送机构21提供。编程站20的本身不需要任何输送机构，以简化它们的设计，增加它们的可靠性，并且降低它们的成本。
如图5所示，卡片滑架30安装在一球形花键48上，该球形花键48沿一匹配的花键轴50滚动，以引导滑架从进入到离开的运动。花键轴50可控制滑架围绕轴50的转动以及线性运动。花键轴50安装在卡片路径之后的一定距离处，这样当花键轴50略微转动时，滑架突片向上或向下移动以捕捉及脱落卡片。，一步进电机52通过一皮带与皮带轮装置54驱动滑架30产生从进入到离开的线性运动。一步进电机56、皮带以和皮带轮装置58又使花键轴50转动，从而为卡片滑架提供了垂直运动。在线性移动和转动移动的路径的一端上的终点传感器60、62为在两个运动的轴线(图2和图5)中移动提供了参考点。
编程站20安装在可移动的箱体18上(图1和图5)，箱体18可从前向后移动(即与卡片路径垂直)，从而将编程站20带到固定的卡片路径上。较佳地，在每一个模块10中装有1到3个箱体，在每一个箱体18内安装有5到10个编程站20。箱体18包含有一通槽64，当箱体内的所有的编程站20对卡片进行编程而其下游的另一个箱体被使用时，该通槽64可允许卡片通过箱体18。通槽64由侧部与底部卡片导向件66构成，当滑架30驱动卡片通过时，这些导向件起到了引导卡片的作用。如果有一个箱体18不在安装(即，如果如图1所示的右侧、中间或左侧箱体中的一个或多个不在安装)，就必须安装一组卡片导向件以折回通槽64。当卡片移入和移出一个箱体18时，另一个或多个箱体18被设置成它们的通槽64位于卡片路径中。由此，每一个均带有多个编程站20的多个箱体18可使用单个的直线输送机构21，而在编程站20本身不具有卡片输送机构。
参照图2和图6，编程站20包括一带有八根弹簧加载的电气接触引脚46(图2)的头部68，以与卡上的集成电路垫44接触。头部68安装在站臂70上，该站臂通过弹簧71围绕枢轴73朝着卡片偏转。在编程站中的卡片传感器72在整个编程操作中可感应到卡片位于编程站内。卡片传感器72包括两个在头部68内外加的接触引脚，以及包括位于站内卡片之后的传导垫74。如果卡片存在，卡片传感器72的引脚可以靠在卡片上，由于卡片是非导电塑料制成，在传感器引脚之间不会存在导电性。如果没有卡片存在，站臂70偏转，这样两传感器引脚与导电垫74接触，由此提供了引脚之间的导电性。这样，通过两传感器引脚之间的导电性可以判断卡片是否在编程站内。
邻接编程站20有一用于储存进行编程的数据且与卡片相通的电子设备76。短而柔软的电缆组件78将箱体内的电子设备同触头68相连。另一长而柔软的电缆组件80将电子设备76同安装在附近的主控制电路板相连。这是许多种使用本发明的编程站设计方案之中的一种。
如图5所示，整个箱体18安装在一精密线性导向组件82之上，该导向组件可引导箱体进行与卡片路径相垂直的运动。一步进电机84通过一导向螺杆86驱动箱体18前后运动。一导向螺杆螺母88通过一托架90安装在箱体上，而导向螺杆86通过导向螺杆的各端部上的轴承94和托架96安装在一模块框架92上。一齿轮对98将导向螺杆86与电机84相连，以提供一适当的传动比。当箱体18位于它的移动的一端上，终点传感器100发生感应，而位于导向螺杆86上一回转编码器102可确认处于离开终点传感器100任何位置的箱体的位置。
在目前使用的集成电路卡的正面或反面上可以具有接触垫44。为了使模块的操作者构成用于正面或反面编程的模块10，包含有编程站20和电子设备76的箱体的顶半部分18A可以转过180度而达到正面或反面的位置(参见图2)。而含有线性滑动和驱动机构的箱体的底半部分18B则不被移动。箱体的顶半部分18A与底半部分18B之间的精确定位的特征可以使站20位于与终点传感器100相对的相同位置中，这样当从正面改到反面时，就无需进行调节。另外，若干翼形螺钉104将箱体的顶半部分与底半部分18A、18B相连，这样操作者无需使用工具就可以进行改变。位于箱体的顶半部分18A上的一电气连接件106A与位于箱体的底半部分18B上的两个相配的连接件106B之一配合在一起，其中连接件106A与两个连接件106B中的哪一个相连取决于箱体是要构成用于正面编程还是反面编程。当箱体的顶半部分18A转动半圈时，不会悬摆导线，就可以自动地脱开并重新连接电子设备。在箱体18中较佳地设置一传感器(未图示)，以指示箱体构成用于正面编程还是用于反面编程。另外，编程时间较短的编程工作无需使用所有的箱体，这样，如果安装有若干个箱体，一个或两个箱体可构造成用于正面编程，而其余的则构造成用于反面编程。管理员将以适当的箱体用于进行卡片编程，这样当在正面和反面编程之间进行改变时，无需操作者的干预。
如图6所示，编程站20可通过凸轮108打开，凸轮可与位于站臂70上的一转子110接触，以插入和移出卡片。每一个编程站箱体需要一个凸轮108。该凸轮108装在轴112上，而轴在位于模块框架92上的安装在托架116中的轴承114中转动。凸轮机构位于卡片路径之下，以打开对中在卡片路径中的编程站。站臂转子110对中在箱体中，而凸轮108可以沿任何方向推动臂辊子110。这样，当箱体18为用于正面或反面编程而移动时，无需调节，仅简单地沿相反方向转动该凸轮108便可以打开编程站20。一步进电机118通过一皮带120和若干皮带轮122驱动凸轮108(为了清晰起见，图中未示出与凸轮108相连的皮带轮)。图6示出了由凸轮打开的编程站，这时图5示出了关闭的编程站，而凸轮108位于其中间位置。
以本实施例，站的打开与箱体运动无关，这样编程站可以根据任何要求进行加载。由于箱体相对较重，这样长距离的移动相对较慢，所以上述这点对于维持高生产率而言是很重要的。为了在用其它处理模块的系统中保持较高的生产率，每一次卡片循环时间必须大致相等且尽可能短。为了消除长距离移动，从接近通槽64开始每隔一个的编程站进行装载，并如图5中编程站的编号移动。而后，每隔一个编程站向通槽64回来的方向进行装载，这样移动不会大于两站。如果站20连续地进行装载，就会需要长距离的箱体移动以从最后一个站移到第一个。因此，编程站20的独立的操作允许以不连续的方式进行装载，由此消除了长距离的箱体移动，并提供了较高的生产率。
本实施例的另一个优点在于，由于在编程站中卡片的编程与输送卡片通过模块10是独立的，所以编程站20的装载不会受到编程时间的影响。实际上，在开始装载编程站20之前，无需规定编程时间。卡片以模块最大的周期率被装载到一个箱体的各个编程站中，直至箱体满为止。如果在箱体完全装满之前，第一张卡片的编程已经完成，余下的编程站可以用任何方法装载卡片，以使箱体回到第一编程站，而无需进行长距离且费时的移动。因此，当第一箱体装满卡片时1.如第一张卡片已完成编程，外加的卡片将仅被装载在第一箱体内，当这些外加的卡片编程完成之后，卡片将以进入的次序进行替换。在这种情况下，无论安装多少箱体，仅有一个箱体被使用，这样已编程卡片的输出可以达到尽可能的快。
2.如果第一张卡片未完成编程，而安装有另一个箱体，卡片将被送到第二个箱体，直到第二个箱体满为止。当第一个箱体中的第一张卡片仍未完成编程，而安装有第三个箱体，则卡片将被送到第三个箱体中。也就是，在模块配置中，当多个模块10一起使用时，如果安装了第二个模块，当第一模块内的所有编程站都被占满时第一张卡片不能完成，则将使用第二模块。一旦第一卡片完成，被充填的箱体将被完全地装满，而不会使用其它的箱体。
3.如果在第一张卡片完成之前，安装在机器内的编程站被填满，机器将停止，直到第一张卡片完成，然后，当卡片完成时，卡片将按进入的次序进行替换。
表A中示出了装载单张卡片的示范性的、详细的操作步骤。同时还给出了生产率达到每小时3000张卡片时每个步骤所需的大致时间。
表A图1至图6中所示的实施例的集成电路卡模块操作步骤(所有时间和距离均为近似值)当将卡片装入/取出最接近引入辊的箱体时1.输送卡片进/出模块。(辊子2100步/秒，移动3英寸) 0.100秒同时，打开站臂。(1000步/秒) (0.100秒)2.移动卡片通过引入辊进入滑架。
(辊子2100步/秒，移动1.0英寸)0.040秒3.放下滑架至卡片之上以捕捉住尾边缘。0.060秒4.移动滑架至编程站，当新卡片进入时推出旧卡片。
(4.0英寸2500步/秒) 0.140秒当前边缘位于箱体内之后，放下滑架以向下对卡片进行弹簧加负载。
(0.050秒)5.闭合站臂。
0.100秒6.抬起滑架离开站中的卡片。 0.070秒7.移动滑架至出口，推动旧卡片进入辊子。
(5.5英寸2500步/秒) 0.180秒移动箱体至下一个站。(移动1.8英寸2000步/秒) (0.265秒)8.在返回过程中，抬起滑架越过箱体。
(这也就是滑架停留时间。) 0.050秒9.返回滑架至入口处。(9.5英寸2500步/秒) 0.300秒移动卡片至出口。(辊子20英寸/秒，移动3.5英寸) (0.180秒)如果下一张卡片进入下一个相邻的箱体内，移动相邻的箱体至它的第一个站。
(0.145秒)10.放下滑架至接收新卡片的位置。0.060秒1.100秒当将卡片装入/取出下一个相邻的箱体时1.输送卡片进/出模块。(辊子2100步/秒，移动3英寸)0.100秒同时，打开站臂。(1000步/秒)(0.100秒)2.移动卡片通过引入辊进入滑架。
(辊子2100步/秒，移动1.0英寸) 0.040秒3.放下滑架至卡片之上以捕捉住尾边缘。
0.060秒4.移动滑架至编程站，当新卡片进入时推出旧卡片。
(8.0英寸2500步/秒) 0.255秒在前边缘位于第一箱体内之后，放下滑架以向下对卡片进行弹簧加载。
(0.050秒)5.闭合站臂。
0.100秒6.抬起滑架离开站中的卡片。 0.070秒7.移动滑架至出口，推动旧卡片进入辊子。
(1.5英寸2500步/秒) 0.070秒移动箱体至下一个站。(移动1.8英寸2000步/秒) (0.265秒)8.在返回过程中，抬起滑架越过箱体。
(这也就是滑架停留时间。) 0.050秒9.返回滑架至入口处。(9.5英寸2500步/秒) 0.300秒移动卡片至口。
(辊子20英寸/秒，移动3.5英寸) (0.180秒)如果下一张卡片进入下一个相邻的箱体内，移动相邻的箱体至它的第一个站。
(0.145秒)10.放下滑架至接收新卡片的位置。
0.060秒1.105秒当将卡片装入/取出第三个箱体时1.输送卡片进/出模块。(辊子2100步/秒，移动3英寸) 0.100秒同时，打开站臂。(1000步/秒) (0.100秒)2.移动卡片通过引入辊进入滑架。
(辊子2100步/秒，移动1.0英寸) 0.040秒3.放下滑架至卡片之上以捕捉尾边缘。
0.060秒4.移动滑架至编程站，当新卡片进入时推出旧卡片。
(12.0英寸2500步/秒) 0.340秒(在进入站3之前必须放慢速度，这样离开的卡片进入引出辊比以20英寸/秒运行的引出辊的速度慢。)在前边缘位于第三箱体内之后，但在滑架完全位于站内之前，放下滑架以向下对卡片进行弹簧加载(位置4)。
(0.050秒)5.移动卡片至出口。(辊子20英寸/秒，移动0.25英寸) (0.020秒)闭合站臂。
0.100秒6.完全抬起滑架(终点)以越过编程站。确认垂直终点。 0.070秒7.返回滑架至引入处。(12.0英寸2500步/秒)。确认水平终点。
0.340秒移动第三箱体至下一个站。(移动1.8英寸2000步/秒) (0.265秒)如果下一张卡片进入第一箱体内，则将第一箱体移至它的第一站。
(0145秒)
8.放下滑架(至位置2)以接收新的卡片。
0.060秒1.110秒需理解的是，也可以使用除表A以外的装载步骤，特别是当所需的生产率不是3000张卡片每小时的时候。另外，如果希望达到一种不同的生产率，给定的时间也将改变。
尽管，本实施例描述了一种带有三个箱体、而每个箱体带有十个编程站的设计方案，但是需理解的是，模块可以更大，它可以包含超过三个的箱体，而每个箱体可以包含超过10个的编程站。但设计和操作的原理是一样的。而且，为了简单起见，所描述的通槽在箱体的一端处。然而，通槽也可以位于箱体的中间处，以在回到第一个编程站之前，使必须充填的编程站的数量达到最小化。在第一张卡片可以被送出去之前，极短的编程时间可以使花在充填第一箱体上的时间达到最小化。另外，本发明描述了一种位于卡片之上的滑架，该滑架带有突片，它利用垂直运动与卡片配合。或者，也可以在卡片的一侧提供一个带有突片的滑架，该滑架以水平移动来接合和脱开卡片。也可以使用其它的卡片输送机构。
接着，参照图7、8、9A和图9B来描述集成电路卡片编程模块150的第二示范性实施例。如图7所示，未编程的卡片22从右侧通过一对引入辊152进入电路编程模块150。步进电机154通过同步皮带156和若干皮带轮158驱动引入辊。引入辊152将卡片移动到卡片输送系统160可以捕捉到它的位置处。引入传感器162确认卡片22已进入并且达到卡片输送160的位置中。如同图1-6的实施例，引入辊152具有一个单向超越离合器，当驱动进入辊子的卡片比辊子驱动得快时，离合器将会打滑。另外还设有位于卡片侧面和底面上的卡片导向件164，当卡片离开引入辊152并进入卡片输送系统160时，卡片导向件164可包含住卡片22。
编程站166设置成径向围绕可旋转的卡片输送系统160的外侧。编程站166被固定在位置中，这样当卡片进行编程时，通入编程站166的高速数据传输配线不会移动或弯曲。这种编程站包括一触头168，该触头与卡片上的集成电路接触，从而当卡片进行编程时，同集成电路联通并将卡片保持在位。编程站166和卡片输送系统以及编程站与编程站之间都是独立的，这样模块可以在所安装的两个到三十个编程站之间正常地运行。对于较短的编程时间，少量的编程站166就足够了，如果需要较长的编程时间，系统可以升级为具有更多个编程站。
如图8所示，卡片输送系统160包括一条安装在转台172上的卡片输送带170，转台位于模块150的中心。输送带170位于卡片路径之上，并且绕在接近进入或离开处的导轮174、176以及接近中心处之上的电动机驱动的皮带轮178上。一支承托架180上安装了电动机182和导轮174、176，并且与一垂直的转台枢轴184相连。一步进电机186可以通过一对齿轮188转动枢轴184。
卡片输送带170具有向下延伸的突片190a、190b，以同卡片22的左上角和右上角接触。当卡片通过引入辊152时，右突片190a被围绕在位于卡片路径上的引入导轮174之上，这样卡片在右突片190a之下通过。当引入辊152尽可能快地驱动卡片时，左突片190b超过卡片所在的位置。当卡片离开引入辊152时，它又会越过引入传感器162(图7)。然后，皮带170被驱动，这样右突片190a围绕着皮带轮174，并且与卡片接触，并将卡片推入转台172。转台172具有侧面与底面卡片导向件192，以包含住卡片。当卡片在转台172中时，转台转至与空的编程站166成一直线。驱动皮带170以将卡片完全移入编程站，在其中接触头168靠近到卡片上以将卡片保持住。而后，转台172转至下一个编程站，在该编程站处一张编程完成的卡片22′准备被移出。皮带170反向，突片190b与编程完的卡片接触，将它拉进转台172。接着，转台172转到出口位置，皮带再次反向，这样右突片190a驱动卡片离开。
由于转台上的输送带170足够的长，能够将卡片完全送入并移出编程站，所以编程站本身不再需要卡片输送件。这简化的编程站的设计，增加了可靠性并且降低了成本。卡片输送系统160被设计成使其质量接近中心枢轴184处，这样转动可以非常快。另外，卡片输送带170很轻，这样线性的卡片移动也可以很快。
在出口处，第一对引出辊194从输送带170处接收到编程完毕的卡片22′。卡片被移至第二对引出辊196处，在此处卡片越过输送带突190a、190b。而后，输送带被移到皮带突片可接收到新的卡片的位置处。两组皮带突片190a、190b被用于使皮带到位所需的行程最小化。一步进电机198通过一皮带和滑轮配置200驱动两组引出辊194、196。当卡片离开转台172并进入引出辊194、196时，侧面和底面卡片导向件202包含住卡片。当模块150准备将卡片送到下一个模块时，如图7所示，卡片向左侧离开，而一张新的卡片从右侧进入。
参照图9A和图9B，表B中示出了用于在本实施例中装载一张卡片的一种示范性的、详细的操作步骤。同样，也给出了对于装载最坏情况的编程站并达到每小时3000张卡片的生产率的每一步所需的大致时间。
表B图7、8、9A和图9B中所示的实施例的集成电路卡模块操作步骤装载编程站16、卸载编程站1(所有时间和距离均为近似值)1.输送卡片进入模块。(辊子30英寸/秒，3英寸) .100秒2.移动卡片通过输入辊。(辊子30英寸/秒，1.5英寸) .060秒3.移动卡片进入中心转台。(皮带突片50英寸/秒，4英寸) .100秒4.转台转过170度至站16。 .210秒将卡片定位成前突片在转台边缘。
(.130秒)启动站16螺线管 (.100秒)5.移动卡片进入站16。(皮带突片50英寸/秒，4.5英寸).110秒6.释放站16螺线管.050秒7.移动皮带突片越过卡片。(皮带突片50英寸/秒，0.25英寸) .110秒8.转台转过160度至站1。
.200秒启动站1螺线管 (.100秒)9.移动卡片进入中心转台。(皮带突片50英寸/秒，4英寸) .100秒10.转台转过10度到中间位置 .030秒释放站1螺线管(是否无卡片进入？)(.050秒)11.移动卡片至引出辊子。(皮带突片50英寸/秒，4英寸) .100秒12.移动卡片离开。(辊子30英寸/秒，3.5英寸) .100秒为下一张卡片将皮带突片定位。(.090秒)1.180秒需理解的是，也可以使用除表B以外的装载步骤，特别是当所需的生产率不是3000张卡片每小时。而且，如果希望达到一种不同的生产率，给定的时间也可以改变。
图9A和图9B以数字顺序示出了在附表B中的12个步骤中的大多数之后，在一张卡片被装载入编程站16并从编程站1中移出的情况中，卡片的大致位置。
目前所使用的集成电路卡在卡片的正面与反面上可以具有接触垫。当卡片输送系统160顺时针回转通过16转到编程站1(图9A和图9b)以及逆时针通过30转到编程站17时，编程站的触头168定位成与卡片的正面接触。为了与卡片的反面接触，转台172简单地沿反方向转动，并且输送带以相反方向驱动。由于输送带具有突片190a、190b以同卡片的两侧接触，它可以通过沿任一方向的移动装载以及移去卡片。这样，无需操作者的干预来重新构造编程站，正面或反面接触的集成电路卡片均可以被编程。
本实施例的另一个优点在于，由于位于编程站内的卡片的编程同通过模块的卡片输送是独立的，所以编程站166能够以任何次序任何时间被装载和卸载。在开始装载编程站之前，无需预定编程时间。在编程工作开始时，卡片以机器最大的周期速率被装载到编程站内，直到所有编程站均被填满，或者直到第一张卡片编程完成。当第一张卡片编程完成，该卡片被移到出口处，而卡片从那点开始通过最小数量的编程站进行循环。如果编程时间很短，仅少数几个编程站被装载，第一张编程完毕的卡片尽可能快地到达出口处。这使装载模块所需的时间最小化，并且使工作一开始，第一张卡片就已经出来了。任何时候，如果没有卡片完成，进入的卡片可以被装载入未使用的编程站，直到模块中安装的编程站填满为止。如果机器中安装的模块不止一个，进入的卡片可以传送到随后的模块中，直到一张卡片编程完毕。
尽管，本发明描述的设计在一个模块内带有30个编程站，模块的尺寸大致为20×20×15英寸，但是可以理解的是，模块可以更大，而所包含的编程站可以更多。但是设计与操作的原理是相同的。
图10示出了集成电路卡片编程模块250的另一种实施例。模块250包括一壳体252、引入辊254以及一个带有多个编程站258的单个的盒体256。引入辊254与图1-6描述的引入辊14类似，因此这些引入辊是以示意图进行说明的。另外，盒体256和编程站258基本同图1-6描述的盒体18和编程站20类似，因此它们是以示意图进行说明的。所示出的模块250不带有引出辊。然而，可以理解的是，模块250也可以如同图1-6中所示的实施例那样具有引出辊。是否使用引出辊部分地取决于是否构有与模块相联的输送机构是从而能将卡片送出模块250。模块250最好使用如图1-6中示出的相关实施例中描述的输送机构，用于移动位于模块250内的卡片。当然也可以使用其它的输送机构方案。
盒体256和编程站258基本同图1-6中描述的盒体18和编程站20类似。然而，有一个不同在于，通槽用一卡片编程站25来代替，该站可以增加模块250的已经编程的卡片容量。和在通槽中相似，编程站258允许卡片通过其中，既不对卡片编程，也可在卡片编程之后。编程站258中的任何一个均可用作通槽，而用作通槽的编程站258实际在操作中有所变化。当位于特定的编程站258上的编程头被启动到一打开位置时，可以发生通过，而输送机构可以将卡片输送到并通过编程站，这时编程头并未闭合。然而，可认识的是，盒体256也可以使用如图1-6中所示的通槽。
在模块250内使用单个盒体256可以显著减小模块的尺寸。另外，利用模块250的模块概念更加易于适合客户的需要和要求。例如，如果客户要求的卡片的生产率比带有一单个盒体256的模块250所能提供的更高，则可以将一个与模块250相同的第二模块连接到模块250上，这样两个共同工作的模块提供两个盒体。还可以增加附加的模块以提高卡片的生产能力。如上所指出的，所用的输送机构决定了是否要使用引出辊。当不使用引出辊时，下游模块的引入辊254可以用作相邻上游模块的引出辊。另一方面，如果单个盒体256的生产率适合，就可以使用单个模块250。
参照图11可以更好地理解这种模块系统概念，图11中示出了一种卡片生产系统300，该卡片生产系统包括一系列相连的模块302a、302b、…302n。这些模块302a、b…n包括一个或多个图10所示的集成电路卡片编程模块250，并结合了一个或多个本技术领域中一般所知的其它的卡片输送或卡片处理模块。这些模块相互电气连接在一起，并且以如美国专利5,588763中所揭示的方法与一个中心控制器相联。
系统300的一种结构可以使用一个集成电路卡片编程模块302b(该模块与模块250或甚至模块10等同)、一个向模块302b进给卡片的卡片供料模块302a、一个或多个位于模块302b的下游的卡片处理模块(例如，压花、印刷、层合等等)，以及还可使用一个卡片送料模块302n，以收集编程与加工完毕的卡片以及用于储存编程和/或加工不良的卡片。为了更大的卡片编程的要求，可以将一个或多个集成电路卡片编程模块250或10作为附加模块。另外，还可以设置一邮寄件模块，在该模块中编程和/或加工完毕的卡片与一邮寄品相连；以及一个用于将邮寄品插入信封以实现邮寄的模块。
因此，由于系统300可以根据客户现在的或将来的要求通过增加或减少一个或多个模块而进行构造，显然模块的使用提高了对客户需求的适用度。此外，通过增添或去除一个或多个集成电路卡片编程模块，卡片的编程效率可以既快又方便地改变。
在模块系统300中的多个集成电路卡片编程模块的使用还有一些好处。一张卡片上的集成电路时常要被编制不同类型的离散的信息。例如，一张卡片可以被编入用户信息、电子钱包信息以及存款信息等等。另外，完成一种类型的信息的编程所需的时间可能很长，这样当编程完成之前，单个盒体的所有编程站258均为满的。如果这种情况发生，并且仅使用了单个模块和单个盒体，系统就必须停下来直到第一张卡片编程完成。由于多个模块可以被指定来完成相同的编程任务，这样多个模块的使用便可缓解这种情况。因此，当一个被指定用于例如完成电子钱包编程的这样一项编程任务的模块被占满，而编程没有完成，下面的卡片可以被输送到第二模块，而该模块也被指定用于电子钱包编程的任务。为了防止系统停止，可以根据需要增加执行特定编程任务的附加模块。这种将执行相同编程任务的模块组合起来的概念可以提高卡片的产出率。
另外，模块可以被指定用于不同的编程任务。例如，一个模块可以用于将用户信息写入卡中，在此之后，卡片可以被输送到下一个用于编入电子钱包信息的模块。同样，当此项编程完成之后，卡片可以被输送到用于其它卡片编程的模块(如果需要)。因此，每一个模块250可以被指定用于处理一种单独的编程功能，而不是整体的编程都由单一模块完成。
在模块系统300内的卡片编程模块250的每个操作循环中，可执行下列五个步骤1.向下游模块卸载卡片。
2.接收来自上游的卡片。
3.将卡片移入箱体内一个空的卡片处理站。
4.将箱体转换对准下一个卡片处理站，从该站有一卡片将被送出。
5.退出卡片。
表C中详细重复了这五个步骤，在该表中列出了在两个集成电路卡片编程模块的操作过程中的一系列的卡片循环，其中两个模块分别为模块1和模块2。模块2邻接在模块1的下游。
表C模块2 模块1 位于步骤1 步骤2 步骤3 步骤4步骤5 步骤1 步骤2 步骤3 步骤4 步骤5 前个模块卡片循环 离开的卡片 进入的卡片 进入卡片动作箱体运动 卡片移出 离开的卡片 进入的卡片 进入卡片动作 箱体运动 卡片移出 出口的卡片0 移至站1无卡片11无 无 无 无 无 无 卡片1 置入站1内 移至站2无卡片22无 无 无 无 无 无 卡片2 置入站2内 移至站3无卡片33无 无 无 无 无 无 卡片3 置入站3内 移至站4无卡片44无 无 无 无 无 无 卡片4 置入站4内 移至站5无卡片55无 无 无 无 无 无 卡片5 置入站5内 移至站6无卡片66无 无 无 无 无 无 卡片6 置入站6内 移至站7无卡片77无 无 无 无 无 无 卡片7 置入站7内 移至站8无卡片88无 无 无 无 无 无 卡片8 置入站8内 移至站9无卡片99无 无 无 无 无 无 卡片9 置入站9内 移至站10 无卡片1010 无 无 无 无 无 无 卡片10 置入站10内留在站11 无卡片1111 无 无 无 移至站1 无 无 卡片11 离开 留在站11 卡片11卡片1212 无 卡片11 置入站1内 移至站2 无 卡片11 卡片12 离开 留在站11 卡片12卡片1313 无 卡片12 置入站2内 移至站3 无 卡片12 卡片13 离开 留在站11 卡片13卡片1414 无 卡片13 置入站3内 移至站4 无 卡片13 卡片14 离开 留在站11 卡片14卡片1515 无 卡片14 置入站4内 移至站5 无 卡片14 卡片15 离开 留在站11 卡片15卡片1616 无 卡片15 置入站5内 移至站6 无 卡片15 卡片16 离开 留在站11 卡片16卡片1717 无 卡片16 置入站6内 移至站7 无 卡片16 卡片17 离开 留在站11 卡片17卡片1818 无 卡片17 置入站7内 移至站8 无 卡片17 卡片18 离开 留在站11 卡片18卡片1919 无 卡片18 置入站8内 移至站9 无 卡片18 卡片19 离开 留在站11 卡片19卡片2020 无 卡片19 置入站9内 移至站10 无 卡片19 卡片20 离开 留在站11 卡片20卡片2121 无 卡片20 置入站10内 移至站11 无 卡片20 卡片21 置入站11内移至站1卡片1 卡片22
在此处所述的每一个集成电路卡片编程模块中，需被编程的卡片以及不被编程的卡片可以通过通槽64或通过一卡片编程站而通过箱体。卡片通过箱体来替代卡片绕过箱体，这样模块的结构可以简化而模块的尺寸可以减小。
上述说明、实例以及数据提供了对本发明组成的生产和使用的完整的描述。由于在不脱离本发明的精神与范围的前提下可以提出许多实施例，因此本发明将被函盖在所附的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种卡片生产系统，该系统包括多个模块，所述多个模块中的至少两个由第一和第二集成电路卡片编程模块构成，第一和第二集成电路卡片编程模块的每一个包括一卡片路径；一卡片输送机构，该机构用于沿卡片输送路径输送卡片；以及多个可相对于卡片路径移动的集成电路编程站。
2.如权利要求1所述的卡片生产系统，其特征在于，集成电路卡片编程站可以沿与卡片路径基本垂直的一轴线移动。
3.如权利要求1所述的卡片生产系统，其特征在于，所述多个模块包括至少一个卡片输送模块。
4.如权利要求1所述的卡片生产系统，其特征在于，所述多个模块包括至少一个卡片处理模块。
5.一种集成电路卡片编程模块，该模块包括一壳体；一通过壳体的线性卡片路径；一卡片输送机构，该机构用于沿线性卡片路径输送卡片；以及一可移动地安装在壳体内的机构，该机构可以沿一条与卡片路径基本垂直的轴线移动，该机构包括多个安装在其上的并且可以沿轴线移动的卡片编程站，以及包括一个通道的位置，以允许不编程的卡片通过。
6.如权利要求5所述的模块，其特征在于，所述通道位置是由所述卡片编程站中的一个构成。
7.如权利要求5所述的模块，其特征在于，所述通道位置由一通槽构成。
8.一种对集成电路卡片进行编程的方法，该方法包括设置多个集成电路卡片编程模块，其中所述模块中的第一个位于所述模块中的第二个的上游，而每一个模块包括多个集成电路卡片编程站，这些编程站可以一起通过相应模块相对于一条卡片路径移动；在所述第一模块内对集成电路卡片进行编程；将所述编程完毕的集成电路卡片输送到所述第二模块；以及在所述第二模块内对编程完毕的集成电路卡片进行附加的编程。
9.一种对集成电路卡片进行编程的方法，该方法包括设置多个集成电路卡片编程模块，每一个所述模块包括多个集成电路卡片编程站；以及至少使用两个所述模块在集成电路卡片上执行第一编程任务，而这两个第一编程任务是相同的。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法包括至少使用另外一个所述模块来执行与第一编程任务不同的第二编程任务。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在有任何卡片进入所述二个模块之一中的编程站之前，所述两个模块中的另一个中的编程站已被装满。
12.一种卡片生产方法，该方法包括多个模块，所述多个模块中的至少两个由第一和第二集成电路卡片编程模块构成，第一和第二集成电路卡片编程模块的每一个包括一卡片路径；一卡片输送机构，该机构用于沿卡片输送路径输送卡片；以及多个集成电路卡片编程站，这些编程站可以沿一条与卡片路径基本垂直的轴线移动；将一集成电路卡片输入第一集成电路卡片编程模块；沿卡片路径输送集成电路卡片，并且将卡片插入第一集成电路卡片编程模块的一个集成电路卡片编程站中；利用卡片所插入的集成电路卡片编程站对集成电路卡片进行编程；以及将集成电路卡片输入第二集成电路卡片编程模块内。
13.一种对集成电路卡片进行编程的方法，该方法包括a)设置一集成电路卡片编程模块，该模块包括一卡片路径；一卡片输送机构，该机构用于沿卡片输送路径输送卡片；以及多个集成电路卡片编程站，这些编程站可以沿与卡片路径基本垂直的轴线移动；以及b)当非连续地将集成电路卡片装载入卡片编程站内以进行随后的编程时，使集成电路卡片编程站相对于卡片路径移动。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，非连续性的装载包括，当卡片编程站沿第一方向移动时，将集成电路卡片一个隔一个装入卡片编程站，而当卡片编程站沿第二方向移动时，将集成电路卡片装入在第一方向移动中未被装载的那些卡片编程站中。
全文摘要
本发明涉及集成电路卡片的编程。更具体地说,本发明涉及用于集成电路卡片编程的系统和方法,以及用于集成电路卡片编程的模块。每一个模块包括一个可移动的盒体机构,该机构中具有多个卡片编程站。多个卡片编程站的使用允许对多个卡片同时进行编程。另外,在模块中使用单个的盒体可以显著减小模块的尺寸。模块的概念可以更加容易地适合客户的需要和要求。例如,如果客户要求卡片的生产率比带有单个盒体的模块所能提供的更高,则可以将一个与第一模块相同的第二模块连接到第一模块上,这样两个一起工作的模块可以提供两个盒体。可以添加附加的模块以提高卡片的生产能力。
文档编号B42D15/10GK1376288SQ00813265
公开日2002年10月23日 申请日期2000年9月25日 优先权日1999年9月23日
发明者R·W·伦德斯特伦, P·E·约翰逊 申请人:咨询卡有限公司