Модуль поворота карты для персонализации

Изобретение относится к средствам, используемым при выполнении операций по электронной и графической персонализации ID-документов, и может быть использовано в лазерном персонализаторе. Модуль поворота карты для двусторонней персонализации включает держатель карты, представляющий собой корпус (4), содержащий две стенки для размещения между ними карты и направляющие для перемещения карты; механизм поворота, содержащий шаговый электродвигатель, размещенный на кронштейне и поворотную ось (втулку); оптопары (10). Механизм поворота соединен с держателем карты с обеспечением переворота карты для ее двусторонней персонализации и/или поворота карты на заданный угол в рабочей области; направляющие образованы протяженным выступом (7), сформированным с внутренней стороны каждой стенки, выполняющим функцию опорной площадки для края карты, и, по меньшей мере, парой роликов (8), прикрепленных к каждой стенке с обеспечением контакта с краем карты. Корпус снабжен упором (9) для карты при ее перемещении по направляющим для позиционирования в рабочем положении, а оптопары (10) размещены на кронштейне шагового двигателя с возможностью определения положения карты в пространстве при ее повороте и перемещении. Модуль поворота карты обеспечивает переворот карты с повышенной точностью позиционирования при осуществлении персонализации. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к средствам, используемым при выполнении операций по электронной и графической персонализации ID-документов с электронным носителем, например, пластиковых карт формата ID1, включая кодирование контактных и бесконтактных чипов, а также нанесение на обе стороны карты высококачественных изображений, например, с помощью лазерной гравировки с разрешением до 2000 dpi. Изобретение может быть использовано в устройствах для персонализации информации на обеих сторонах пластиковой карты с использованием лазерной технологии (т.е. лазерных персонализаторов), в том числе для печати удостоверений личности, водительских удостоверений, кредитных карт, идентификационных карт, подарочных карт, карт лояльности и т.п.

Уровень техники

Из уровня техники известны различные конструкции лазерных персонализаторов, используемые для нанесения информации на пластиковые карты, включающие несколько блоков, расположенных один за другим, реализующих определённые функции в заданной технологической последовательности. Лазерный персонализатор, как правило, сочетает в себе электронную, механическую и лазерную технологии, и содержит оптический блок, входной блок с бункером для подачи карт, блок перемещения и позиционирования карт для персонализации (электронного кодирования и нанесения графической информации), выходной блок с бункером для выдачи карт, блок управления. Блок перемещения и позиционирования карты может иметь различное конструктивное исполнение, при этом важным является обеспечение точности позиционирования и надежности фиксации карты в процессе выполнения лазерной персонализации для получения высококачественных графических изображений, например, формирования полутоновой чёрно-белой фотографии, нанесения текстовой информации и подписи владельца карты, нанесения рельефных символов, линейных и двумерных штрих-кодов, и т.д.

Из уровня техники известны устройства (например, WO 2007/122443 A1, 01.11.2007), позволяющие наносить графическую информацию на обе стороны карты одновременно без использования механизма переворота карты, для чего лазерный пучок разделяется посредством светоделителя на два оптических пути, обеспечивая фокусировку разделенных пучков на соответствующих сторонах карты (один из пучков направлен к верхней стороне карты, в то время как другой направлен к ее нижней стороне). Устройство позволяет ускорить процесс печати информации за один проход карты. Однако очевидно, что средства транспортировки карты в устройстве должны быть такими, чтобы оставалось достаточно свободного пространства для выполнения персонализации сразу на двух сторонах карты, что, в свою очередь, увеличивает габариты устройства в целом и делает его достаточно сложным в исполнении.

Данная техническая проблема решается изготовлением модели устройства с двусторонней лазерной персонализацией с фиксированным положением оптического блока с одной из сторон карты и использованием в блоке перемещения и позиционирования модуля поворота (переворота или переориентации) карты. При этом требования, связанные с обеспечением точности позиционирования карты в модуле поворота карты являются крайне актуальными.

Известно устройство (US 10049320 B2, 14.08.2018) персонализации пластиковых карт с использованием печати, лазерной маркировки и других техник, в котором для обеспечения двусторонней персонализации карты после завершения обработки одной стороны карты использован механизм транспортировки с последующим переворачиванием карты для обработки второй стороны. Однако при больших объемах выпуска карт, целесообразно уменьшить путь прохождения карты во избежание изнашивания механизмов перемещения и подачи карт, а также во избежание возможных повреждений карты во время движения (царапание, застревание и т.п.).

Известен компактный лазерный персонализатор LCP9660 производства компании Matica (WO2018061042). В данном приборе использован блок, содержащий механизм транспортировки и механизм поворота карты на 180º, в котором карта в поле лазерной обработки фиксируется с использованием механизма протяжки на основе фрикционных прижимных роликов.

Недостатком такой системы транспортировки и модуля поворота карты является использование роликов, размещенных по всей ширине карты и занимающих значительную площадь поверхности карты, что уменьшает площадь карты, доступной для лазерной обработки, а также отсутствие механизма точной фокусировки карты в поле обработки, что может привести к ошибкам нанесения информации (расхождение информации, гравируемой лазером, и полиграфических запечатанных полей; превышение, как правило, на 0,15-0,25 мм определенного уровня несовпадения информации считается браком). Кроме этого, использование роликового механизма подачи для позиционирования карты под персонализацию создает избыточное усилие, что может приводить к смещению, перекосу или деформации карты, и, следовательно, к снижению точности нанесения информации. Кроме того, используемый фрикционный механизм протяжки карт не исключает ошибки проскальзывания карт при позиционировании в поле гравировки, что также приводит к ошибкам нанесения информации в требуемых областях на карте. Проскальзывания карт могут участиться при длительной эксплуатации персонализатора, поскольку фрикционные ролики подвергаются износу, увеличивая количество бракованных карт.

Из уровня техники известно устройство ориентации карты в принтере (US10384883) с функцией переворачивания карты на 180º после завершения печати на одной основной поверхности карты, для выполнения печати на второй ее стороне. При этом для выполнения печати на второй стороне после переворачивания карты на 180º ее необходимо вывести из рабочей области устройства, затем заново ввести для выполнения гравировки уже на противоположной стороне карты. В одном блоке совмещены механизм поворота карты и ее транспортировки. Механизм транспортировки карты контактирует с боковой (торцевой) поверхностью карты, не контактируя с ее основной поверхностью, на которую наносится информация для персонализации. Устройство содержит поворотную платформу, имеющую верхнюю поверхность для размещения пластиковой карты, по меньшей мере, одно приводимое в действие устройство транспортировки карты, установленное на поворотной платформе и вращающееся вместе с ней. Устройство для транспортировки карты содержит шаговый электродвигатель, соединенный с закрепленными на поворотной платформе исполнительными роликовыми механизмами, размещенными с противоположных сторон платформы, которые выполнены с возможностью зацепления с торцом пластиковой карты без механического зацепления с основной поверхностью пластиковой карты. Исполнительный роликовый механизм содержит приводной ролик, промежуточные ролики и ремень, через который обеспечивается зацепление с торцом карты, перемещаемый ведущим и промежуточным роликами. При этом шаговый электродвигатель с элементами для перемещения исполнительных механизмов размещен с одной из сторон поворотной платформы. Помимо поворота карты на 180º, устройство ориентации карты может перемещать карту под любым углом относительно направления перемещения карты через принтер.

Однако процесс нанесения лазерной гравировки с двух сторон пластиковой карты включает несколько этапов, на первом из которых при рабочем положении поворотной платформы осуществляется нанесение информации с одной стороны карты, после чего производится поворот карты на 180º с помощью механизма переворота, далее с помощью механизма транспортировки карта перемещается за пределы области гравировки, затем механизм поворота вращением на 180º перемещает платформу в рабочее положение с последующим возвратом карты в данный механизм для проведения лазерной гравировки на ее второй стороне. Данный многоэтапный процесс перемещения карты для двусторонней маркировки увеличивает время, затрачиваемое на лазерную персонализацию карты. Кроме того, механизм транспортировки карты не обеспечивает ее фиксированное положение по высоте, которое необходимо в процессе лазерной гравировки, требующей высокоточного выдерживания расстояния от карточки до оптической системы гравирующего лазера. Кроме того, расположение роликов механизма перемещения карты со стороны ее торцевых поверхностей, сжимающих карту, может приводить к отклонению от ее свободного размещения на поверхности платформы, что в свою очередь, может приводить к снижению точности лазерной гравировки. Кроме того, известное устройство не позволяет проводить сквозную лазерную гравировку, является сложным, содержащим большое количество кинематических элементов.

Наиболее близким к заявляемому модулю является держатель карты устройства для персонализации информации (WO2019171104), с помощью которого осуществляется нанесение графической информации на обеих сторонах пластиковой карты с использованием лазерной технологии, при этом модуль переворота карты размещен за пределами рабочей области лазерной гравировки. Держатель карты состоит из двух вертикальных пластин, которые расположены на определенном расстоянии друг от друга, при этом пластины снабжены пазами для перемещения по ним пластиковой карты в горизонтальной плоскости. Для перемещения карты между двумя вертикальными пластинами сконструированы четыре пары роликов, закрепленные с внутренней стороны пластин - по две пары роликов на каждой из пластин, где один из роликов в каждой паре расположен над пазом, второй – под пазом, с возможностью удержания края карты и ее перемещения между пластинами. Приводом с электродвигателем соединены нижние ролики. Точное и фиксированное положение карты контролируется оптическим датчиком. Требуемое положение карты для гравировки обеспечивается указанными четырьмя парами роликов, которые надежно удерживают карту до завершения гравировки.

Однако для данной конструкции также характерны недостатки, связанные с многоэтапностью процесса гравировки с двух ее сторон, которые присутствуют в устройстве, описанном в US10384883, при этом модуль поворота карты на 180º не соединен с держателем карты и расположен за пределами области гравировки.

Техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в преодолении недостатков, присущих аналогам, раскрытым при описании уровня техники, включая уменьшение времени, затрачиваемое на двустороннюю лазерную персонализацию карты при обеспечении доступности максимально возможной площади поверхности карты для нанесения информации и повышения процента выхода карт с высококачественной маркировкой.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом является разработка модуля поворота карты лазерного персонализатора, реализующего переворот карты для двусторонней ее персонализации в рабочей области оптического блока лазерного персонализатора с обеспечением точности позиционирования карты при осуществлении персонализации.

Технический результат достигается модулем поворота карты лазерного персонализатора, включающим держатель карты, выполненный с возможностью размещения в рабочей области для ее лазерной персонализации, представляющий собой корпус, содержащий две стенки 5 для размещения между ними карты и направляющие для перемещения карты; механизм поворота, содержащий шаговый электродвигатель 1, размещенный на кронштейне 2 и поворотную ось (втулку) 3; оптопары 10;

при этом существенными отличительными признаками заявляемого модуля являются:

- соединение механизма поворота с держателем карты с обеспечением переворота карты для ее двусторонней персонализации в рабочей области; и/или поворота карты на заданный угол в рабочей области;

- выполнение направляющих, которые образованы протяженным выступом 7, сформированным с внутренней стороны каждой стенки 5, выполняющим функцию опорной площадки для края карты, и, по меньшей мере, парой подпружиненных роликов 8, прикрепленных к каждой стенке с обеспечением контакта с краем карты;

- выполнение корпуса держателя карты с упором 9 для карты при ее перемещении по направляющим для точного позиционирования в рабочем положении в процессе персонализации,

- размещение оптопар 10 на кронштейне 2 шагового двигателя 1 с возможностью определения положения карты в пространстве при ее повороте и перемещении.

Соединение механизма поворота с держателем карты может быть реализовано посредством крепления поворотной оси механизма поворота к корпусу держателя с обеспечением переворота карты - поворота карты на 180º, и/или поворота на заданный угол вокруг горизонтальной оси, расположенной перпендикулярно направлению перемещения карты через модуль, и проходящей через центр карты.

Модуль поворота для повышения точности позиционирования карты в процессе лазерной персонализации может быть снабжен узлом фиксации корпуса в рабочем положении, закрепленным с внешней стороны корпуса. В одном из вариантов осуществления модуля поворота узел фиксации корпуса включает магниты 12, закрепленные на кронштейне 2 шагового двигателя 1 с противоположных сторон от оси 3 шагового двигателя вблизи размещения оптопар 10, и флажок 13, закрепленный на стенке 5 корпуса с возможностью размещения в зазоре оптопары 10.

Протяженный выступ 7 с внутренней стороны каждой стенки 5 может быть реализован при выполнении стенки корпуса со ступенчатым профилем поперечного сечения, при этом ступень стенки выполняет функцию опорной площадки для карты. Предпочтительно выполнение выступа опорной площадки шириной не менее 0,7 мм. Максимальная ширина выступа опорной площадки определяется необходимостью доступа к определенной поверхности карты для нанесения информации.

Оптопары 10 могут быть размещены на кронштейне 2 шагового двигателя 1 с противоположных сторон от оси 3 шагового двигателя.

Модуль может содержать датчик 11 рабочего положения карты для лазерной персонализации, например, инфракрасный, выполненный с возможностью индикации положения карты при достижении карты упора 9. Датчик может быть закреплен на отдельном кронштейне, расположенном под упором для карты.

Для электронной персонализации модуль может содержать RFID устройство, выносная антенна которого установлена с внутренней стороны корпуса над или под областью для размещения карты. Кроме того, модуль может содержать энкодер (датчик углового положения карты), установленный, например, на поворотной оси (втулке) 3.

В связи с тем, что конструктивно модуль поворота расположен непосредственно под головкой оптической системы лазерной персонализации, обеспечивается прицельная маркировка на соответствующих сторонах карты. Благодаря реализованной конструкции держателя карты, механизмов перемещения и поворота карты, выполняется лазерная персонализация с двух сторон карты в два шага в едином технологическом процессе, что, в свою очередь, дает существенное преимущество в скорости персонализации карт перед аналогичными устройствами с двусторонней маркировкой. Кроме того, конструктивные элементы - механические, электромеханические или оптоэлектронные, направленные на точное позиционирование карты в рабочем положении в процессе ее маркировки, обеспечивают высокоточное нанесение защитной информации, микро-текста, скрытого в дизайне карты, который может быть виден при увеличении, и других визуальных элементов, повышающих безопасность карты от подделок. Точность позиционирования обеспечивается по высоте карты, необходимой при лазерной гравировке с обеспечением заданного расстояния от карты до оптической системы гравирующего лазера, по углу поворота карты, по линейным координатам – в продольном положении карты вдоль направления ее перемещения.

Кроме того, отсутствие в модуле поворота механизма транспортировки карты как такового (данный механизм размещен за пределами модуля поворота), позволяет увеличить доступную площадь полезной поверхности карты для маркировки. Недоступная область карты для персонализации, расположенная по краям карты, за счет использования в модуле поворота направляющих элементов - выступов и роликов, является минимальной – составляет, например, для одной стороны карты формата ID1 - 5,2% от всей площади поверхности карты, для оборотной стороны карты - 0,5 %. Площадь поверхности карты, которая не доступна для маркировки, может составлять до 257 кв. мм. Кроме того, дополнительным преимуществом заявляемого устройства является возможность его использования для сквозной лазерной гравировки.

Данное устройство легко масштабируется под любой формат пластиковых карт, характеризуется простотой изготовления, использования и обслуживания, а также надежностью при эксплуатации за счет использования минимально возможного количества кинематических элементов, что, в свою очередь, снижает производственные расходы, затраты на обучение персонала и обслуживание устройства.

Краткое описание чертежей и иных графических материалов

Сущность предлагаемых технических решений поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид модуля поворота карты лазерного персонализатора, на фиг. 2 - вид на модуль справа – со стороны, противоположной шаговому двигателю, на фиг. 3 - вид спереди – по ходу перемещения карты, на фиг. 4 – разрез А-А модуля поворота фиг. 2; на фиг. 5 представлен блок перемещения и позиционирования карты, включающий модуль поворота карты; на фиг. 6 представлена схема лазерного персонализатора, в котором использован модуль поворота карты; на фиг. 7 – образец карты с полями для персонализации.

Позициями на чертежах обозначены: 1 - шаговый двигатель, 2 – кронштейн для двигателей, 3 - ось (втулка) шагового двигателя, 4 – корпус, 5 – стенки корпуса, 6 – штанги, соединяющие стенки корпуса, 7 – выступ – опорная площадка для карты, 8 - ролики, 9 – упор для карты, 10 – оптопары, 11 - инфракрасный датчик, 12 - магниты, 13 - флажок, 14 – выносная антенна, 15 – RFID устройство (модуль), 16 - энкодер (датчик углового положения карты), 17 - входной блок, 18 – модуль поворота, 19 – выходной блок, 20 - оптический блок и блок перемещения и позиционирования карты, 21 - блок управления, 22 - оптический тракт, 23 - защищенный кабель, 24 - интерфейсный кабель USB, 25 - поле для фотографии, 26 – поле для QR кода, 27 – поля для ввода данных владельца карты.

Осуществление изобретения

Далее представлено подробное описание заявляемого технического решения, которое не ограничивает его сущность. Специалисту понятно, что изобретение имеет широкую область применения, а именно в системах выдачи персонализированных платежных карт (кредитных и дебетовых карт), проездных карт, идентификационных удостоверений, карт контроля доступа, карт GSM (сим карт) для медицинский центров, предприятий общепита, индустрии отдыха, торговых сетей, телекоммуникационной отрасли и т.д., и описание его осуществления в составе лазерного персонализатора носит исключительно пояснительный характер, демонстрирующий возможность достижения заявленного технического результата. Заявляемый модуль поворота может подвергаться различным изменениям и модификациям, понятным специалисту на основе прочтения данного описания. Такие изменения не ограничивают объем притязаний. Например, могут изменяться габариты корпуса устройства для персонализации карт разных форматов или для одновременной персонализации нескольких карт, могут изменяться механизмы управления положением устройства (в области воздействия лазерного излучения) для выполнения персонализации под произвольным углом и формирования специальных защитных элементов, устройство может комплектоваться видеокамерой для контроля правильности выполнения персонализации, устройство может быть оснащено устройством (модулем) электронной персонализации (RFID модулем) для ускорения процесса выпуска карт (электронная и графическая персонализация в одной области) и т.д.

Модуль поворота карты может быть использован совместно с другими блоками в составе лазерного персонализатора, осуществляющего процесс нанесения информации на обе стороны карты. Как правило, лазерный персонализатор содержит оптический блок, блок перемещения и позиционирования карты, блок управления (фиг.6).

Блок перемещения и позиционирования карты включает входной блок, который может содержать устройство электронной персонализации (бесконтактное устройство чтения-записи (считыватель)), выходной блок, выполненные с лотками (или бункерами) для пластиковых карт; модуль поворота, расположенный между входным и выходным блоками, обеспечивающий позиционирование карты в поле оптической системы в двух положениях для нанесения изображений с двух сторон, и/или поворот на заданный угол, например, для нанесения специальной защитной маркировки, при этом модуль поворота в одном из вариантов реализации может быть снабжен устройством для электронной персонализации карты.

Оптический блок включает лазерный источник с большим диапазоном изменения параметров излучения, систему сканирования и фокусировки, которые обеспечивают высокое разрешение растровых изображений, позволяют получать большое количество оттенков серого и высокий контраст для нанесения фотографических изображений;

Блок управления содержит компьютер, электронные устройства управления и управляющее программное обеспечение.

Существенным является то, что заявляемый модуль выполнен с возможностью поворота карты в той же области оптической системы, где происходит лазерная персонализация, что позволяет производить лазерную персонализацию с обеих сторон карты, при этом перемещение карты из входного модуля для позиционирования ее в модуле поворота, и последующее ее перемещение из модуля поворота в выходной модуль может быть реализовано одним механизмом перемещения, например, толкателем, расположенным между входным блоком и модулем поворота. Для фиксации (позиционирования) карты под заданным углом механизм перемещения карты в модуле поворота может быть оснащен встроенным энкодером (датчиком угла поворота). Технологический процесс «взятия» карты из бункера входного блока и перемещения под электронную персонализацию может происходить одновременно с перемещением уже закодированной карты под лазерную персонализацию.

Согласно изобретению, модуль поворота карты лазерного персонализатора включает корпус 4, конфигурация которого позволяет размещать и фиксировать в нем пластиковую карту в рабочем положении для персонализации. Для реализации данной функции корпус 4 содержит две вертикально ориентированные стенки 5, расположенные параллельно и соединенные между собой, например, с помощью двух штанг 6 для обеспечения жесткости конструкции корпуса. Соединение стенок корпуса может быть реализовано любым другим способом, при этом средства соединения стенок корпуса - штанги, должны быть закреплены в стенках корпуса за пределами рабочей области размещения карты для ее персонализации, например, одна выше, вторая ниже уровня размещения карты в корпусе. Корпус снабжен приводным механизмом, обеспечивающим переворот размещенной в нем карты на 180 градусов для обеспечения двусторонней персонализации. В качестве приводного механизма может быть использован электрический шаговый двигатель 1, размещенный на кронштейне (или опоре) 2 с внешней стороны корпуса. Шаговый двигатель 1 содержит горизонтально ориентированную втулку 3, которая жестко соединена с одной из стенок корпуса предпочтительно в его центральной части. Крепление втулки 3 (или поворотной оси) к корпусу 4 должно быть выполнено с учетом обеспечения точности совпадения первой плоскости гравировки с одной стороны карты со второй плоскостью гравировки с противоположной стороны карты. Несовпадение данных плоскостей может приводить к необходимости смещения или корректировки фокуса лазерной системы для обеспечения точности наносимой информации. При включении электродвигателя перемещением элементов трансмиссии осуществляется поворот корпуса вокруг оси втулки.

Для перемещения и позиционирования карты в корпусе последний снабжен направляющими, которые образованы протяженным выступом 7, сформированным с внутренней стороны каждой стенки 5 корпуса, выполняющим функцию опорной площадки для карты, и, по меньшей мере, парой роликов 8, прикрепленных к каждой стенке с зазором относительно выступа 7 с обеспечением контакта рабочих (прижимных) поверхностей роликов 8 с краем карты, определяющими положение карты и задающими направление ее перемещения. Вместо роликов могут быть использованы круглые выступы, например, в виде шайб (не вращающиеся), или выступы любой другой формы, определяющие положение карты и исключающие заклинивание в них карты в процессе ее перемещения по направляющим. В одном из вариантов осуществления изобретения протяженный выступ реализован выполнением стенки корпуса со ступенчатым профилем в поперечном сечении, ступень которой выполняет функцию опорной площадки для карты. При этом предпочтительным является выполнение выступа шириной не менее 0,7 мм, обеспечивающей точность позиционирования карты без риска ее смещения и соскальзывания с учетом допустимых погрешностей оборудования, используемого для изготовления корпуса 4. Ролики 8 сконфигурированы с возможностью сцепления с боковой поверхностью карты, т.е. в предпочтительном варианте выполнения модуля поворота зазор между роликом и выступом должен соответствовать толщине карты, при этом данные ролики предпочтительно выполнены подпружиненными, удерживают карту в процессе ее переворота и последующей персонализации. При изготовлении корпуса 4 используют ролики с шириной контактной поверхности не менее 0,7 мм, предпочтительно 1,0 мм. Таким образом, выполнение корпуса с выступом и роликами обеспечивает точное позиционирование карты при ее гравировке как по линейным, так и по угловым координатам.

В корпусе 4 закреплен упор 9 для карты при ее перемещении по направляющим для точного позиционирования в рабочем положении для персонализации. Назначение упора – остановить карту в строго заданном месте при ее поступлении в модуль переворота и перемещении по направляющим. Главная особенность упора – простота исполнения. Упор представляет собой планку, выполненную из того же материала, что и корпус 4, прикрепленную к торцу одной из стенок корпуса. Длина планки предпочтительно составляет не менее 1/3 расстояния между стенками, например, для корпуса под формат карты D1 длина планки может составлять 15-25 мм, высота планки – 5-10 мм, ширина - 5-10 мм. Выполнение и крепление к стенке корпуса планки реализовано с обеспечением надежности, исключающей ее смещение при фиксации карты в модуле поворота. Планка может быть выполнена с пазом под ребро карты для ее точной фиксации в заданном положении в модуле поворота.

Модуль поворота содержит оптопары 10, которые размещенные на кронштейне 2 шагового двигателя 1 с противоположных сторон оси 3 шагового двигателя с возможностью определения положения карты в пространстве при ее повороте и перемещении.

Модуль поворота содержит оптический, например, инфракрасный, датчик 11, фиксирующий положение карты при достижении упора 9, размещенный на отдельном кронштейне, например, под упором для карты.

Модуль поворота содержит узел фиксации корпуса 4 в рабочем положении, закрепленный с внешней стороны корпуса. Узел фиксации включает магниты 12, закрепленные на кронштейне 2 шагового двигателя 1 с противоположных сторон от оси 3 шагового двигателя вблизи размещения оптопар 10, и флажок 13, закрепленный на стенке 5 корпуса с возможностью размещения в зазоре оптопары 10. Магниты 12 при контакте с флажком обеспечивают точную фиксацию положения корпуса 4, в котором в свою очередь располагается карта в рабочей области модуля поворота, за счет чего достигается высокая точность позиционирования карты в горизонтальной плоскости вне зависимости от точности работы привода модуля поворота.

Конфигурация модуля поворота позволяет установить средство электронной персонализации (RFID устройство с выносной антенной). При этом предпочтительным вариантом является установка антенны с внутренней стороны стенки корпуса, над или под направляющими для карты. Благодаря такому решению, электронная и графическая персонализация могут производится в одной области (параллельный процесс), при этом конструктивно антенна не будет закрывать область сканирования карты лазерным пучком и мешать процессу графической персонализации. В качестве RFID устройства могут быть использованы ACM1218U-C7, ACM1252U-Y3; ACM1252U-Z2; ACM1252U-Z6 и др.

При установке на поворотной оси (втулке) 3 энкодера (датчика абсолютного углового положения) возможен поворот корпуса модуля поворота 4 на произвольный угол с высокой точностью установки углового положения. Такое решение дает возможность формирования специальных защитных элементов на бланке карты, а также возможность установки бланка карты в поле зрения камеры для ее визуального контроля в процессе нанесения графической персонализации. Также при угловом положении модуля поворота, появляется возможность сброса бланка карты вниз, в лоток для сброса готовой или бракованной карты. В качестве энкодера могут быть использованы устройства производства СКБ ИС (ЛИР-ДА119А.01, ЛИР-ДА219А.01, ЛИР-ДА120А.01), OMRON (E6B2-C, E6C2-C, E6H-C) и Posital Fraba (OCD-S401G-0012-S060-5RW, OCD-CAA1B-1413-S06V-5AW, OCD-DPC1B-0013-B060-HCC).

Заявляемое устройство практически не содержит компонентов, которые могут препятствовать полному обзору поверхности карты, на которую наносится информация. Протяженный выступ с внутренней стороны стенок корпуса в поперечном сечении имеет размеры 0,7 - 1,5 мм для обеспечения надежного перемещения карты и ее позиционирования в процессе нанесение на ее поверхность только графической, или графической и электронной информации. Протяженный выступ, который выполняет функцию направляющей, и ролики, размещенные с внутренней стороны стенок, занимают минимальную площадь поверхности карты. Таким образом, лазерная персонализация может быть выполнена практически на всей поверхности карты, пока карта удерживается в модуле поворота.

Вращение корпуса может приводиться в действие одним электродвигателем, в то время как ролики могут приводиться в действие вторым электродвигателем.

Далее представлено описание работы заявляемого устройства, интегрированного в состав лазерного персонализатора., схема которого представлена на фиг.6.

В компьютер блока управления 21 загружают программное обеспечение под цели лазерной и электронной персонализации карты. Во входном блоке 17 располагают одну или несколько карт для персонализации. После установки карты с помощью программного обеспечения производится запуск процесса персонализации. Механизм перемещения входного блока 17 передвигает карту на электронную персонализацию под считыватель, подключенный через интерфейсный кабель USB к ПК блока управления, после чего считыватель производит бесконтактную электронную персонализацию карты. После электронной персонализации карта перемещается в модуль поворота карты 18, где производится лазерная персонализация одной стороны. Затем модуль поворота переворачивает карту на другую сторону с последующей персонализацией второй стороны карты. После окончания лазерной персонализации карта перемещается в выходной блок 19, откуда она может быть извлечена. При возникновении ошибок в процессе персонализации, карта автоматически сбрасывается в лоток для сброса карт, который может быть расположен в выходном блоке или в модуле поворота карты.

Для лазерной персонализации карта по направляющим поступает в рабочую область модуля поворота 18, при этом ее перемещение по направляющим ограничено упором 9. Механизм перемещения входного блока 17 проталкивает карту в направляющие модуля поворота – между выступом 7 и прижимными роликами 8. При перемещении карты она прижимается к опорным поверхностям направляющих подпружиненными роликами 8. В продольном направлении перемещение карты ограничивается упором 9. Дополнительная фиксация положения корпуса с картой осуществляется магнитными упорами 12 с контролем положения карты по оптопарам 10. После фиксации в данном положении осуществляется лазерная персонализация одной рабочей поверхности карты. Далее для осуществления лазерной персонализации на оборотной стороне карты с помощью механизма поворота производят переворот карты на 180⁰ вращением корпуса 4 вокруг горизонтальной поперечной оси также с фиксацией положения корпуса магнитными упорами 12 и с контролем положения по оптопарам 10. Привод вращения - от шагового двигателя с ременным редуктором. После персонализации оборотной стороны карту перемещают с помощью любых известных из уровня техники средств на выход, где она подхватывается роликами выходного модуля.

В одном из вариантов управления поворотным модулем возможно использование датчика углового положения (типа энкодер) по оси 3. Данное технологическое решение позволяет более точно управлять угловым положением модуля поворота за счет наличия обратной связи. Еще одним технологическим решением может выступать наличие RFID модуля с выносной антенной, встроенной в корпус 4 модуля поворота. Корпус, при этом, должен быть выполнен неметаллическим, предпочтительно из пластикового материала. Такое решение позволяет совместить процесс записи данных во встроенный чип карты с процессом нанесения графической информации на карту. В условия конвейерного выпуска карт это позволит существенно увеличить производительность системы персонализации карт в целом.

В процессе лазерной персонализации сфокусированный лазерный луч поступает на гальванометрические сканаторы (X) и (Y) соответственно, с взаимно ортогональными осями поворота, которые обеспечивают регулируемое отклонение лазерного луча в плоскости, параллельной плоскости карты, расположенной в модуле поворота, для сканирования поверхности карты лучом лазера. Сканаторы (X) и (Y) управляются регуляторами (X) и (Y) и подключены к контроллеру программно-ориентированного блока управления через защищенный кабель. Оси поворота зеркал сканаторов (X) и (Y) закреплены неподвижно, а диапазон углов поворота зеркал ограничен. Поворот каждого зеркала в заданных пределах определяет длину скана для производимой персонализации. Отклоняемый сканаторами (X) и (Y) лазерный луч поступает в фокусирующую систему системы лазерной персонализации, направляющую его на карту, расположенную в модуле поворота механизма перемещения для лазерной персонализации карты.

Взаимодействие между входным блоком, блоком перемещения и позиционирования карты, содержащим модуль поворота, и выходным блоком, осуществляется через контроллеры управления, которые в свою очередь подключены через интерфейсный кабель USB 24 к ПК программно-ориентированного блока управления.

Для создания качественных графических элементов на поверхности карты, обеспечивающих повышенную защиту документа от подделки в системе лазерной персонализации, может быть использован импульсный лазерный источник с высокой частотой повторения конфигурации МОРА (излучение лазера поступает в систему персонализации по волоконно-оптическому кабелю), что дает преимущество в выполнении персонализации на пластиковых бланках с возможностью сочетания растрового и векторного режимов. Частота следования импульсов может задаваться в широком диапазоне. В соответствии с этой частотой формируется импульсный сигнал, который является общим дискретным временем для лазера и сканирующей системы. Каждый импульс оставляет на поверхности бланка темный след-пиксель. Количество таких следов на погонный дюйм есть разрешение изображения. Разрешение определяется сочетанием частоты следования импульсов и скорости сканирования. При высоком разрешении размеры пикселей малы, поэтому глаз видит не отдельные пиксели, и такое черно-белое изображение зрительно воспринимается также как исходное. При этом градации серого создаются изменением количества темных пикселей на единицу площади.

В лазерном персонализаторе лазерный импульс формирует на пластике темное пятно, а там, где импульс был пропущен, пластик остается белым. Этим управляет сигнал модуляции. В управляющей программе устройства для каждого отдельно наносимого изображения пользователем устанавливаются параметры лазерного излучения: частота, средняя мощность и длительность импульса. Исходя из этих параметров и содержимого изображения программа рассчитывает сигнал модуляции и траекторию сканирования. Полученные данные подаются на контроллер, который формирует синхронизированные сигнал модуляции импульсов и сигналы управления сканаторами. Сигналы управления подаются на регуляторы, формирующие управляющее воздействие для гальвомоторов. Синхронизация по сигналу с частотой следования импульсов позволяет получить высокую точность сканирования и повторяемость, что в сочетании с характеристиками оптической фокусирующей системы дает большие возможности по созданию фотографических изображений и защитных элементов, например, в виде дублирующего фото, и основанного на лазерной деметализации голографической плёнки, имплантированной в объём персонализируемого документа, микротекста (до 200 мкм) и т.д.

В соответствии с программой обработки исходное изображение, которое должно быть перенесено на карту, представлено в виде XML файла. Обработку карты проводят путем изменения цвета пластика под воздействием лазерного излучения. Градации цвета определяются режимами работы лазерного излучателя.

Простота управления волоконным лазером позволяет предварительно устанавливать оптимальный режим для персонализации, что обеспечивает дополнительный экономический эффект при высоком качестве маркировки.

После осуществления необходимых настроек, лазерный персонализатор может конвейерным методом осуществлять выпуск большого числа карт заданного формата. Для смены формата карт достаточно настроить устройство на разные шаблоны и выбрать соответствующий шаблон.

Таким образом, модуль поворота со встроенным механизмом перемещения позволяет оптимизировать процесс движения и позиционирования карты под необходимые этапы персонализации в едином технологическом процессе, позволяет заносить электронную и графическую информацию на двух сторонах карты, чем увеличивает максимальный объем информации, содержащейся в одной карте, в результате значительно сокращается время, затрачиваемое на персонализацию одной карты, что является существенным преимуществом лазерных персонализаторов с использованием заявляемого модуля поворота при выполнении зданий по гравировке большого количества карт.

Пример реализации изобретения

Был изготовлен лазерный персонализатор, схема которого представлена на фиг.6, в составе которого был использован заявляемый модуль поворота пластиковой карты формата ID1, конструкция которого представлена на фиг.1 - 4. Образец шаблона владельца пластиковой карты с примером расположения информационных полей на карте приведен на фиг. 7. При этом заявляемое изобретение может быть реализовано в оборудовании для обработки других типов пластиковых карт, которые могут иметь любой размер, подходящий для использования в оборудовании для персонализации. В составе лазерного персонализатора в качестве оптического блока была использована система, состоящая из источника излучения - импульсного волоконного иттербиевого лазера с оптическим выходом на оптическом кабеле (ИРЭ Полюс YLPM-1-4x200-20-20), сканирующей системы – двух гальванометрических сканаторов с зеркалами и регуляторами (Cambridge technology 6SD11471) и фокусирующего F-Theta объектива (VONJAN f-173B-1064). Энкодер (датчик углового положения) - ЛИР-ДА119А.01. В модуле поворота был использован шаговый двигатель марки FL42STH38-1684A или GD42STH38-1684A, оптопары – Everlight ITR8102. Ширина выступа, сформированного с внутренней стороны каждой стенки, выполняющего функцию опорной площадки, составляла 0,7 мм, упор для карты был сформирован планкой, имеющей длину – 20 мм, высоту 7,8 мм, ширину 6,5 мм.

За счет использования заявленного модуля в составе лазерного персонализатора «Штрих 2012 АМ», обеспечивалась высокая скорость персонализации карт (120 карт в час при двусторонней персонализации), а также высокая точность позиционирования наносимых на карту изображений (с точностью до 0.1 мм).

1. Модуль поворота карты для двусторонней персонализации, включающий держатель карты, представляющий собой корпус, содержащий две стенки для размещения между ними карты и направляющие для перемещения карты; механизм поворота, содержащий шаговый электродвигатель, размещенный на кронштейне и поворотную ось; оптопары; отличающийся тем, что механизм поворота соединен с держателем карты с обеспечением переворота карты для ее двусторонней персонализации и/или поворота карты на заданный угол в рабочей области; направляющие образованы протяженным выступом, сформированным с внутренней стороны каждой стенки, выполняющим функцию опорной площадки для края карты, и, по меньшей мере, парой роликов, прикрепленных к каждой стенке с обеспечением контакта с краем карты, при этом корпус снабжен упором для карты при ее перемещении по направляющим для позиционирования в рабочем положении, а оптопары размещены на кронштейне шагового двигателя с возможностью определения положения карты в пространстве при ее повороте и перемещении.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что соединение механизма поворота с держателем карты реализовано креплением поворотной оси механизма поворота к корпусу держателя.

3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он содержит узел фиксации корпуса в рабочем положении, закрепленный с внешней стороны корпуса.

4. Модуль по п.3, отличающийся тем, что узел фиксации корпуса включает магниты, закрепленные на кронштейне шагового двигателя с противоположных сторон от оси шагового двигателя вблизи размещения оптопар, и флажок, закрепленный на стенке корпуса с возможностью размещения в зазоре оптопары.

5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что стенка корпуса имеет ступенчатый профиль поперечного сечения, ступень которой выполняет функцию опорной площадки для карты.

6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что ширина выступа - опорной площадки составляет от 0,7 мм и более.

7. Модуль по п.1, отличающийся тем, что оптопары размещены на кронштейне шагового двигателя с противоположных сторон от оси шагового двигателя.

8. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он содержит датчик рабочего положения карты для лазерной персонализации, выполненный с возможностью индикации положения карты при достижении карты упора.

9. Модуль по п.8, отличающийся тем, что датчик рабочего положения карты для лазерной персонализации закреплен на отдельном кронштейне, расположенном под упором для карты.

10. Модуль по п.8, отличающийся тем, что в качестве датчика рабочего положения карты для лазерной персонализации использован инфракрасный датчик.

11. Модуль по п.1, отличающийся тем, что направляющие ролики выполнены подпружиненными.

12. Модуль по п.1, отличающийся тем, что для электронной персонализации он содержит RFID устройство, выносная антенна которого установлена с внутренней стороны корпуса над или под областью для размещения карты.

13. Модуль по п.1, отличающийся тем, что содержит датчик углового положения карты, установленный на поворотной оси.