-
Die Erfindung betrifft eine RFID-Konvertierungsanlage zur ein- und/oder mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten.
-
RFID-Technologie wird zur kontaktlosen Übermittlung von Informationen genutzt. Die relevanten Informationen sind auf einem passiven Transponder gespeichert, dessen Kernkomponente ein Mikrochip ist. Der Mikrochip ist mit einer Antennenstruktur verbunden, die üblicherweise auf einer dünnen Kunststofffolie oder auf Papier aufgebracht ist. Ein Schreib-/Lesegerätsendet ein Funksignal in einem bestimmten Frequenzband aus. Diese Funkwellen induzieren in der Antennenstruktur des passiven Transponders eine elektrische Spannung, die ausreicht, um den Mikrochip zu aktivieren und damit Daten zu verarbeiten. RFID-Transponder kommen beispielsweise in Chipkarten, Tickets, Spielkarten, Wertmarken, Aufklebern und Labeln sowie Etiketten, beispielsweise Bekleidungsetiketten und Versandetiketten, sowie Fluggepäckanhängern, zum Einsatz.
-
Aufgrund der Empfindlichkeit des dünnen Trägermaterials der Antenne mit dem darauf befestigten Mikrochip wird die Antenne mit dem fixierten Chip mittels RFID-Konvertierungsanlagen in mehrlagige RFID-Produkte eingebracht. Damit wird ein Schutz der Antenne und des Chips erreicht und gegebenenfalls auch eine entsprechende Optik, Haptik und Robustheit für den jeweiligen Einsatzfall erzielt. Im Übrigen ist so ein Pitch-Wechsel möglich, der insbesondere aus Kostengründen und für eine Materialeinsparung vorgesehen sein kann. Der Begriff „Pitch“ bezieht sich dabei auf den Abstand zwischen benachbarten RFID-Chips. RFID-Konvertierungsanlagen dienen zur Herstellung fertig konfektionierter RFID-Produkte auf Basis verschiedener Vormaterialien. Hierbei werden in der RFID-Konvertierungsanlage unterschiedliche Endprodukte durch Lamination verschiedener, insbesondere bahnförmiger Materialien oder bogenförmiger Materialien, hergestellt. Dabei können sowohl selbstklebend beschichtete Materialien verwendet werden als auch ein Klebstoffauftrag mittels Heißleimgerät direkt in der Maschine erfolgen. Grundsätzlich ist auch eine Verklebung mit anderen Klebstoffarten möglich. Beispielsweise können reaktive Klebstoffe, wie der unter dem Handelsnamen UHU POR vertriebene Spezialklebstoff oder auch PUR-Klebstoffe eingesetzt werden. Üblicherweise bestehen die in einer RFID-Konvertierungsanlage hergestellten RFID-Produkte aus einem Trägermaterial, einem Inlay, d.h. einem dünnen Substrat mit Antenne und Mikrochip, und einem Deckmaterial. Spezialprodukte können weitere Zwischenlagen aufweisen. Zumeist liegen das Trägermaterial und das Deckmaterial bahnförmig vor. Das Inlay wird üblicherweise als endloser Streifen vorgefertigt und als Rollenware zu einer Inlay-Rolle aufgewickelt. Die Herstellung einer solchen Inlay-Rolle erfolgt in der Regel außerhalb der RFID-Konvertierungsanlage in einem vorgelagerten Fertigungsschritt in einer separaten Anlage. Diese fertig konfektionierten Inlays werden zur Weiterverarbeitung auf RFID-Konvertierungsanlagen als Vormaterial eingesetzt.
-
Konventionelle RFID-Konvertierungsanlagen weisen eine Vielzahl von Bahnführungseinrichtungen, wie Umlenkwalzen, Abwicklungen und Aufwicklungen, auf. Je nach gewünschtem Endprodukt können zusätzlich beispielsweise (Heiß-)Leimeinrichtungen, Stanzeinrichtungen, Lese- und Schreibeinrichtungen, Druckeinrichtungen und optische sowie elektrische Inspektionseinrichtungen, sowie Längs- oder Querschneideeinrichtungen vorgesehen sein. RFID-Konvertierungsanlagen gibt es in einspuriger Ausführung oder in mehrspuriger Ausführung.
-
Die Herstellung von RFID-Produkten in RFID-Konvertierungsanlagen sieht üblicherweise das Vereinzeln einer Inlaybahn und das Aufspenden der vereinzelten Inlays auf einer Trägerbahn vor. Die Inlays können entweder in „trockener“ Form vorliegen, also nicht kleben, oder als „wet inlays“, also bereits mit einer Klebstoffschicht ausgestattet. Die Inlays sind dabei auf der Inlaybahn möglichst dicht angeordnet, wobei ein Inlay Pitch vorgegeben ist. Der Begriff „Inlay Pitch“ bezieht sich auf einen bestimmten Abstand zwischen zwei benachbarten Inlays in Bahntransportrichtung. Das gewünschte Endprodukt weist allerdings in den überwiegenden Fällen eine andere Teilung auf, die vom Produkt und vom Produktdesign abhängig ist. In konventionellen RFID-Konvertierungsanlagen wird daher in einem ersten Prozessschritt die Inlaybahn quer geschnitten, um einzelne Inlays abzuschneiden bzw. die Inlays zu vereinzeln. Diese Inlays werden dann einzeln im entsprechenden Abstand auf der Trägerbahn platziert. Die Platzierung kann im kontinuierlichen Durchlauf oder in einem intermittierenden Start-Stopp-Verfahren erfolgen. Hierdurch ist es möglich, die Anordnung von Inlays und Trägerbahn mit weiteren Lagen zu laminieren und/oder weiter zu verarbeiten.
-
Ein weiterer Aspekt bei der Herstellung von RFID-Produkten in RFID-Konvertierungsanlagen betrifft die sogenannte „Gutprüfung“ der Inlays. Sowohl bei den Mikrochips als auch deren Kontaktierung mit den Antennenstrukturen kann es zu Fehlern kommen, was dazu führt, dass RFID-Transponder gar nicht oder nur eingeschränkt funktionieren. Vor der Applikation auf die Trägerbahn werden daher Inlays häufig einzeln geprüft und defekte Inlays werden nach Detektion ausgeschleust und anschließend wird die durch Ausschleusen entstandene Inlay-Lücke geschlossen. Das Ziel sind Endprodukte mit ausschließlich fehlerfreien Inlays. Im laufenden RFID-Konvertierungsprozess ist die Ausschleusung defekter Inlays und deren Ersatz durch fehlerfreie Inlays allerdings sehr aufwendig. Wird die RFID-Konvertierungsanlage mehrspurig betrieben, um die Produktionsleistung zu steigern, wobei mehrere Inlay- und Trägerbahnen parallel verarbeitet werden, steigt die Prozesskomplexität und die Anfälligkeit des Prozesses gegen Störungen. Eine höchste Komplexitätsstufe wird dann erreicht, wenn in einer mehrspurigen Konfiguration eine vollständige Gutprüfung aller Inlays mit Austausch fehlerhafter Inlays durchgeführt werden soll. Konstruktionsbedingt ist es bei bekannten RFID-Konvertierungsanlagen erforderlich, stets alle parallel angeordneten Inlays einer Inlaybahn gemeinsam zu applizieren oder auszuschleusen. Wenn das Ausschleusen von fehlerhaften Inlays nicht erfolgt, ist es erforderlich, eine Sortierung nachträglich in einem gesonderten Prozess vorzusehen.
-
Die Inlay-Bestückung der Trägerbahn erfolgt bei bekannten RFID-Konvertierungsanlagen in einem zentralen Prozess, wobei das positionsgenaue Aufspenden der vereinzelten Inlays mit einem zentralen Spendeaggregat bewerkstelligt wird. In dem Spendeaggregat wird die Inlaybahn geschnitten, registerhaltig auf den Produkt-Pitch positioniert und appliziert. Dies kann einspurig oder mehrspurig erfolgen.
-
Erreicht die Materialbahn auf einer Inlay-Rolle des Spendeaggregats einen Endzustand, ist es erforderlich, die RFID-Konvertierungsanlage für den erforderlichen Wechsel der Inlay-Rolle zu stoppen. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der Produktions-/Anlagenlaufzeit und reduziert den Wirkungsgrad der Anlage. Der Rollenwechsel kann manuell oder automatisiert mit einer hochkomplexen Splice-Vorrichtung erfolgen.
-
Zur Ausschleusung defekter Inlays und zum Schließen der entstehenden Lücken mit fehlerfreien Inlays ist es erforderlich, die RFID-Konvertierungsanlage zu stoppen. Das defekte Inlay kann dann mit einer Vakuumeinrichtung abgesaugt und mit anderen Mitteln entfernt werden. Bei bekannten RFID-Konvertierungsanlagen schließt das Spendeaggregat durch eine Relativbewegung die entstandene Lücke zum Trägermaterial und die Anlage startet wieder im Verbundbetrieb. Dies führt zu häufigen Produktionsunterbrechungen, was von Nachteil ist.
-
Werden parallel mehrere Spuren von Produkten verarbeitet, um eine höhere Produktionsleistung der RFID-Konvertierungsanlage zu erzielen, ist die Bestückung der einzelnen Trägermaterialspuren durch ein zentrales Spendeaggregat aufwendig, wobei das Handling und eine spurtreue Führung der Materialstreifen anspruchsvoll ist. Darüber hinaus wird bei einer Mehrbahnigkeit der Aufwand für den Wechsel der Inlay-Rollen ebenfalls vergrößert.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine RFID-Konvertierungsanlage der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei sich die erfindungsgemäße RFID-Konvertierungsanlage durch höhere Produktions- und Anlagenlaufzeiten und einen hohen Automatisierungsgrad auszeichnet. Insbesondere sollen eine einfache Skalierbarkeit der Produktionskapazität, eine einfache Bedienbarkeit und ein unterbrechungsfreier Betrieb der Anlage bei Erschöpfung eines Inlayvorrats an einem Inlay-Spendemodul, insbesondere, wenn das Ende einer als Rollenware aufgewickelten Inlay-Rolle erreicht ist, gewährleistet sein. Die erfindungsgemäße RFID-Konvertierungsanlage soll darüber hinaus das Ausschleusen und den Ersatz fehlerhafter Inlays in einfacher Weise und insbesondere ohne Unterbrechung des Anlagenbetriebs zulassen. Schließlich soll sich bei der Platzierung von Inlays auf einer Trägerbahn eine höhere Registergenauigkeit erreichen lassen.
-
Die vorgenannten Aufgaben werden durch eine RFID-Konvertierungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Erfindungsgemäß wird eine RFID-Konvertierungsanlage zur ein- und/oder mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten vorgeschlagen, die an der Stelle einer zentralen Spendestation bzw. eines zentralen Spendeaggregats eine Mehrzahl von Inlay-Spendemodulen aufweist, wobei jedes Spendemodul ausgebildet und eingerichtet ist zur direkten Bestückung eines insbesondere bahn- oder bogenförmigen Trägermaterials oder zur indirekten Inlay-Bestückung eines Transportmittels, wie eines Vakuumtransportbands, und wobei die Spendemodule unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Wenigstens zwei Inlay-Spendemodule, vorzugsweise alle Inlay-Spendemodule, der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage lassen sich bedarfsweise und unabhängig voneinander zur direkten oder indirekten Bestückung einsetzen und aufgrund der unterschiedlichen Ansteuerung in unterschiedlichen Betriebsmodi betreiben, insbesondere als Bestückungsmodule, Puffermodule oder Nachspendemodule oder auch als Aufrollmodule, um beispielsweise von einem Nachbar-Spendemodul eine Abfallbahn aufzuwickeln. Insbesondere können gleichzeitig mehrere Inlay-Spendemodule in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden, wobei sich dann unterschiedliche Betriebsmodi insbesondere durch unterschiedliche Bestückungsleistungen der Inlay-Spendemodule, das heißt die Zahl der bereitgestellten Inlays pro Stunde, und/oder unterschiedliche Taktzeiten kennzeichnen lassen.
-
Die Spendemodule können auch in der Anwendung so eingesetzt werden, dass unterschiedliche Inlaytypen, beispielsweise für Booster-Antennen, Chipmodule und/oder HF und/oder UHF gemischt in einem Produkt, an den einzelnen Spendepositionen platziert werden können. Die Erfindung ist nicht auf die Platzierung identischer Inlays beschränkt.
-
Die Begriffe „Bestückungsmodul“, „Puffermodul“ und „Nachspendemodul“ werden weiter unten am Beispiel erläutert.
-
Durch eine geeignete Ansteuerung der Spendemodule mit unterschiedlichen Sequenzmustern bzw. Betriebsmodi der Spendemodule lässt sich eine Vielzahl unterschiedlicher Betriebs- bzw. Produktionsweisen bei der Inlay-Bestückung bei minimalen Einstellarbeiten realisieren. Durch die Möglichkeit, die Spendemodule der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage unabhängig voneinander anzusteuern, können diese bedarfsweise unterschiedliche Funktionen bei der Bestückung erfüllen und dazu individuell und unterschiedlich angesteuert werden.
-
Die Herstellung der RFID-Produkte kann wie eingangs beschrieben unter Verwendung eines insbesondere bahnförmigen Materials und/oder gegebenenfalls unter Verwendung wenigstens eines weiteren insbesondere bahnförmigen Zwischenmaterials und/oder wenigstens einer Klebstoffschicht erfolgen.
-
Die RFID-Konvertierungsanlage kann eine direkte Bestückung, d.h. ein positionsgenaues Aufspenden der Inlays mit einem Inlay-Spendemodul, auf eine (endlose) Trägerbahn vorsehen oder auch eine Bestückung auf Trägermaterialbögen mit definierter Länge. Im Übrigen kann eine indirekte Bestückung durch Aufspenden der Inlays auf ein Transportmittel, wie ein Vakuumtransportband, vorgesehen sein, wobei die Inlays dann von dem Transportmittel auf das Trägermaterial bzw. Trägerprodukt übertragen werden. Zur Bereitstellung der Inlays können als Rollenware aufgewickelte Inlay-Rollen als Vormaterial eingesetzt werden, wobei die von den Inlay-Rollen abgewickelten Inlaybahnen in einem ersten Prozessschnitt geschnitten werden müssen, um einzelne Inlays zu separieren. Alternativ können Inlay-Bögen zum Beispiel aus einem Vorratsstapel oder einem Vorratsbehälter entnommen und zur Vereinzelung der Inlays geschnitten werden. Schließlich besteht die Möglichkeit, bereits vereinzelte Inlays vorzuhalten und mit den Inlay-Spendemodulen zu applizieren.
-
Ein Inlay-Spendemodul kann vorzugsweise einen Aufbau aufweisen, der dem Aufbau von handelsüblichen Etikettenspendern entspricht, die zum Etikettieren von Produkten im Durchlauf verwendet werden. Zusätzlich kann in jedem Spendemodul eine Schneideinrichtung implementiert sein, um einzelne Inlays von einer Inlaybahn oder einem Inlaybogen abzutrennen. Das Spendemodul kann zur Halterung einer Inlay-Rolle oder auch zur Aufnahme und Bevorratung von Inlaybögen eingerichtet und ausgebildet sein. Auch kann das Spendemodul zur Halterung einer Abfallrolle eingerichtet und ausgebildet sein. Die Inlay-Rolle oder die Inlaybögen bilden einen Inlayvorrat des Spendemoduls, der durch die Bestückung aufgebraucht und in regelmäßigen Abständen wieder aufgefüllt werden muss, beispielsweise durch Rollenwechsel oder Wiederbefüllung eines Inlaybogenspeichers.
-
Das Spendemodul kann an einer Halteeinrichtung der RFID-Anlage befestigt, insbesondere in der Anlage aufgehängt sein, die eine seitliche Verschiebbarkeit quer zur Laufrichtung und eine Feineinstellung ermöglicht. Darüber hinaus kann die Halteeinrichtung derart ausgestaltet sein, dass das Spendemodul zusätzlich um beispielsweise 90° zur Laufrichtung drehbar ist. Damit lassen sich auch Inlays mit abweichender Orientierung auf das Trägermaterial spenden. Weiter insbesondere weist das Spendemodul wenigstens einen Halter für eine Inlayrolle und eine Spendezunge zum Aufspenden vereinzelter Inlays auf. Die Vereinzelung kann mit einer Schneideinrichtung des Spendemoduls erfolgen. Schließlich kann das Spendemodul gegebenenfalls einen weiteren Halter zur Halterung einer Deckbahn-Rolle aufweisen. In einer Weiterentwicklung könnte ein Spendemodul auch einen weiteren Wickler zur Aufnahme einer Abfallbahn aufweisen.
-
Darüber hinaus kann wenigstens ein Spendemodul, vorzugsweise jedes Spendemodul, eine Lese- und/oder Detektionseinrichtung, ausgebildet und eingerichtet zur insbesondere kontaktlosen Identifikation defekter Inlays aufweisen. Im Übrigen kann eine Ausschleuseeinrichtung zum Ausschleusen von fehlerhaften Inlays aus dem Herstellungsprozess, weiter insbesondere ausgebildet und eingerichtet als Absaugeinrichtung zum Absaugen defekter Inlays und Überführung der defekten Inlays in wenigstens ein Sammelbehältnis, vorgesehen sein.
-
Durch die Verwendung mehrerer Spendemodule besteht die Möglichkeit, die Spendemodule auf eine geringere Taktzahl bzw. Bestückungsleistung auszulegen, so dass der Prozess des Applizierens und gegebenenfalls des Schneidens und Prüfens der Inlays bezogen auf das einzelne Spendemodul deutlich robuster und genauer ausgeführt werden kann.
-
Eine Steuerung der Inlay-Spendemodule kann vorzugsweise derart vorgesehen sein, dass bei einer Unterbrechung einer Betriebsfunktion eines ersten Inlay-Spendemoduls diese unterbrochene Betriebsfunktion vorzugsweise automatisch von wenigstens einem weiteren, insbesondere in Transportrichtung eines Trägermaterialstroms des Trägermaterials nachfolgenden, Inlay-Spendemodul übernommen und/oder fortgesetzt wird, insbesondere wobei die Übernahme und/oder Fortsetzung der Betriebsfunktion bei gleicher Transportgeschwindigkeit und/oder Transportrichtung des Trägermaterialstroms erfolgt. Besonders bevorzugt betrifft die Betriebsfunktion das Bestücken des Trägermaterials mit vereinzelten Inlays.
-
Insbesondere kann eine Steuerung der Inlay-Spendemodule in diesem Zusammenhang derart vorgesehen sein, dass die Übernahme und/oder Fortsetzung der Betriebsfunktion mit dem weiteren Inlay-Spendemodul automatisch beendet wird, sobald das erste Inlay-Spendemodul die unterbrochene Betriebsfunktion wiederaufnimmt bzw. fortsetzt.
-
Die Spendemodule der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage können vorzugsweise in Transportrichtung eines Trägermaterialstroms hintereinanderliegend bzw. nachfolgend angeordnet sein, insbesondere wobei wenigstens zwei Spendemodule einspurig bzw. auf einer Spur hintereinanderliegend bzw. linear in Reihe angeordnet sind. Durch die Anordnung mehrerer Spendemodule linear hintereinanderliegend lassen sich insbesondere geringe Taktraten bzw. Bestückungsleistungen der einzelnen Spendemodule erreichen. Die Bestückungsleistung eines Spendemoduls im Bestückungsbetrieb kann dabei im Bereich von weniger als 20.000 Produkten pro Stunde liegen, insbesondere beispielsweise 15.000 Produkte pro Stunde oder weniger betragen. Die Taktzeit je Inlay im Einzelspendemodul kann insbesondere mehr als 100 ms, bevorzugt mehr als 200 ms, beispielsweise 240 ms betragen. Die höheren Taktzeiten je Inlay im Einzelspendemodul ermöglichen auch bei voller Produktionsleistung ausreichend Zeit für eine umfangreiche Gut-Prüfung der Produkte, was von entscheidendem Vorteil ist.
-
Sind mehr als zwei Spendemodule einspurig hintereinanderliegend angeordnet, kann eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen sein, dass bei einer Unterbrechung einer Betriebsfunktion von wenigstens einem in Transportrichtung der RFID-Produkte vorhergehenden Inlay-Spendemodul die unterbrochene Betriebsfunktion vorzugsweise automatisch von wenigstens einem in der Transportrichtung nachfolgenden Inlay-Spendemodul übernommen und/oder fortgesetzt wird.
-
Beispielsweise kann wenigstens ein erstes Inlay-Spendemodul als Bestückungsmodul und wenigstens ein weiteres Inlay-Spendemodul als Puffermodul vorgesehen sein, wobei eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen wird, dass bei Unterbrechung der Bestückung mit dem ersten Inlay-Spendemodul (Bestückungsmodul), insbesondere bei Erschöpfung eines Inlayvorrats, was bei Erreichen eines Kleinstdurchmessers einer Inlay-Rolle angezeigt sein kann, die Bestückung vorzugsweise automatisch mit dem weiteren Inlay-Spendemodul (Puffermodul) fortgesetzt wird. Das zweite Inlay-Spendemodul erfüllt dann eine Pufferfunktion. Beide Module können eine gleiche maximale Bestückungsleistung erreichen und gleich ausgebildet sein. Die Taktrate des Puffermoduls kann der Taktrate des Bestückungsmoduls entsprechen.
-
Sind wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Inlay-Spendemodule einspurig hintereinanderliegend angeordnet, kann eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen sein, dass bei einer Unterbrechung der Bestückung von wenigstens einem in der Trägermaterialspur vorhergehenden Inlay-Spendemodul (Bestückungsmodul) die Bestückung vorzugsweise automatisch mit wenigstens einem in der Trägermaterialspur in Materialtransportrichtung nachfolgenden weiteren Inlay-Spendemodul (Puffermodul) erfolgt. Das jeweils nachfolgende Modul arbeitet dann als Puffermodul. Die Erfindung lässt es jedoch zu, dass auch mehrere Puffermodule vorgesehen sein können bzw. die Pufferfunktion von mehreren Spendemodulen erfüllt wird.
-
Zur Steigerung der Produktivität können mehrere Inlay-Spendemodule einspurig hintereinanderliegend angeordnet sein, wobei eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen wird, dass eine Bestückung zeitgleich mit mehreren Inlay-Spendemodulen erfolgt bei gegenüber der Bestückung mit lediglich einem Inlay-Spendemodul verringerten Taktraten der Spendemodule. Alternativ kann aber auch eine Steuerung derart vorgesehen sein, dass eine Bestückung stets lediglich mit einem Inlay-Spendemodul erfolgt.
-
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage können wenigstens ein erstes Inlay-Spendemodul als Bestückungsmodul und wenigstens ein weiteres Inlay-Spendemodul als Nachspendemodul vorgesehen sein, wobei wenigstens ein fehlerhaftes Inlay des ersten Inlay-Spendemoduls detektiert und ausgeschleust wird und wobei eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen wird, dass eine durch Ausschleusung eines fehlerhaften Inlays entstandene Inlay-Lücke in einem Inlay-Strom automatisch durch Aufspenden eines fehlerfreien Inlays mit dem weiteren Inlay-Spendemodul (Nachspendemodul) geschlossen wird. Vorzugsweise bevorratet das Nachspendemodul lediglich bereits auf Fehlerfreiheit geprüfte „Gut-Inlays“. Detektion und Ausschleusung können mit dem ersten Inlay-Spendemodul vorgenommen werden, das dazu eine entsprechende Detektionseinrichtung und Ausschleuseeinrichtung aufweist. Aufgrund des Schließens der Lücke durch das Nachspendemodul ist kein Stopp der Anlage bzw. des Trägermaterialtransports erforderlich, auch kein Wechsel der Transportrichtung des Trägermaterials und insbesondere keine Relativbewegung zwischen dem ersten Inlay-Spendemodul und dem Trägermaterialstrom. Die Detektion und, vorzugsweise, das Ausschleusen erfolgen insbesondere mit dem ersten Spendemodul, während das weitere Spendemodul als Nachspendemodul arbeitet und in Transportrichtung des Trägermaterials, insbesondere in Bahntransportrichtung der Trägerbahn, nachfolgend zum ersten Spendemodul angeordnet sein kann. Das Nachspendemodul schließt dann eine durch Ausschleusung im Inlay-Strom entstandene Lücke im Nachgang.
-
Es ist zweckmäßig, wenn wenigstens zwei Spendemodule, vorzugsweise alle Spendemodule, baugleich ausgebildet und/oder bedarfsweise als Bestückungsmodul, Puffermodul und/oder Nachspendemodul zu betreiben sind. Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, die aktuelle oder momentane Betriebsart von wenigstens einem Spendemodul als Bestückungsmodul, Puffermodul und/oder Nachspendemodul, insbesondere von allen Spendemodulen, während der Herstellung der RFID-Produkte in Abhängigkeit von der aktuellen oder momentanen Betriebsart von wenigstens einem weiteren Spendemodul, insbesondere von allen weiteren Spendemodulen, festzulegen. Damit lässt sich eine hohe Vielzahl unterschiedlicher Produktionsweisen realisieren und ein unterbrechungsfreier Betrieb der Anlage im Falle eines Verbrauchs und einer Wiederauffüllung eines Inlay-Vorrats, insbesondere eines Inlay-Rollenwechsels, und/oder bei Ausschleusung fehlerhafter Inlays und Ersatz durch fehlerfreie Inlays gewährleisten.
-
Für einen einfachen Wechsel zwischen einer ein- und mehrspurigen Produktionsweise kann wenigstens ein Spendemodul seitlich zur Spur, d.h. quer zur Transportrichtung eines Trägermaterialstroms bzw. Produktstroms der RFID-Produkte, auf verschiedene Trägermaterialspuren einstellbar, insbesondere verschiebbar, sein. Das seitlich versetzbare Spendemodul kann dann beispielsweise bedarfsweise als Puffermodul und/oder Nachspendemodul betrieben werden.
-
Ist eine mehrspurige Herstellung von RFID-Produkten vorgesehen, wobei jeder Trägermaterialspur wenigstens ein Inlay-Spendemodul als Bestückungsmodul und wenigstens ein seitlich auf verschiedene Trägermaterialspuren einstellbares, insbesondere verschiebbares, weiteres Inlay-Spendemodul als Puffermodul vorgesehen ist, kann eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen sein, dass der Inlayvorrat der Bestückungsmodule, insbesondere das Rollenende einer Inlay-Rolle des jeweiligen Bestückungsmoduls, zeitversetzt verbraucht bzw. erreicht wird, insbesondere wobei der Beginn der Bestückung mit auf unterschiedlichen Trägermaterialspuren angeordneten Bestückungsmodulen zeitversetzt erfolgt. Durch einen bestimmten Steuerungsalgorithmus kann beispielsweise erreicht werden, dass Inlay-Rollen zu unterschiedlichen Zeiten das Rollenende erreichen und ausgewechselt werden müssen. Ein automatisierter Wechsel mit Hilfe des Puffermoduls, dass als Springer eingesetzt wird, ist dann möglich.
-
Die Bestückung mit einem erfindungsgemäßen Puffermodul kann insbesondere lediglich dann erfolgen, wenn ein in Transportrichtung des Trägermaterialstroms vorgeschaltetes erstes Inlay-Spendemodul (Bestückungsmodul) aufgrund eines erschöpften Inlayvorrats, beispielsweise bei Erreichen des Endes einer Inlay-Rolle, und/oder bei einer Betriebsstörung, die Bestückungsfunktion nicht mehr erfüllen kann. Während der ordnungsgemäßen Bestückung durch das vorgelagerten Bestückungsmodul dagegen kann das Puffermodul vorzugsweise stillstehen und nicht zur Bestückung eingesetzt werden oder zur Bestückung eines anderen vorgeschalteten Inlay-Spendemoduls, das auf einer anderen Trägermaterialspur angeordnet ist und dessen Bestückungsfunktion gerade unterbrochen ist.
-
Die Bestückung mit einem erfindungsgemäßen Nachspendemodul erfolgt vorzugsweise lediglich zum Auffüllen von Lücken, die durch Ausschleusen fehlerhafter und mit einem in Transportrichtung des Trägermaterialstroms vorgeschalteten ersten Inlay-Spendemodul (Bestückungsmodul) aufgespendeten Inlays entstanden sind. Die Steuerung der Inlay-Spendemodule kann in diesem Zusammenhang insbesondere vorsehen, dass ein Nachspendemodul nicht als reines Bestückungsmodul eingesetzt wird. Dementsprechend kann die Taktrate des Nachspendemoduls entsprechend geringer sein als die Taktrate eines Bestückungsmoduls.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. In der Zeichnung zeigen
- 1A, 1B schematische Darstellung des Rollenwechsels einer Inlay-Rolle eines Inlay-Spendemoduls einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage bei Einbahnigkeit bzw. einspuriger Herstellung von RFID-Produkten unter Verwendung von einem weiteren Inlay-Spendemodul als Puffermodul;
- 2A, 2B schematische Darstellung des Rollenwechsels einer Inlay-Rolle eines Inlay-Spendemoduls einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage bei Einbahnigkeit bzw. einspuriger Herstellung von RFID-Produkten unter Verwendung von drei weiteren Inlay-Spendemodulen als Puffermodulen;
- 3 eine schematische Darstellung der Verwendung eines weiteren Inlay-Spendemoduls als Nachspendemodul bei einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage zur einbahnigen bzw. einspurigen Herstellung von RFID-Produkten;
- 4 eine schematische Darstellung möglicher Sequenzen bei Installationen von fünf Inlay-Spendemodulen in einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage bei Einbahnigkeit bzw. einspuriger Herstellung von RFID-Produkten;
- 5 eine schematische Darstellung einer mehrbahnigen Betriebsweise einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage mit mehreren Inlay-Spendemodulen;
- 6 eine schematische Darstellung der mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten mit einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage, wobei mehrere Inlay-Spendemodule als Nachspendemodule vorgesehen sind, um durch Ausschleusung fehlerhafter Inlays entstandene Inlay-Lücken durch Aufspenden fehlerfreier Inlays zu schließen;
- 7 eine schematische Darstellung der mehrbahnigen bzw. mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten, wobei ein weiteres Inlay-Spendemodul als Puffermodul für einen Rollenwechsel der Inlay-Rollen der Inlay-Spendemodule vorgesehen ist;
- 8 eine schematische Darstellung der mehrbahnigen bzw. mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten, wobei mehrere Inlay-Spendemodule als Bestückungsmodule, weitere Inlay-Spendemodule als Nachspendemodule und ein weiteres Inlay-Spendemodul als Puffermodul für einen Rollenwechsel der Inlay-Rollen der Bestückungsmodule vorgesehen sind;
- 9 eine schematische Darstellung der Anordnung von mehreren Inlay-Spendemodulen als Bestückungsmodule linear hintereinander bei einbahniger bzw. einspuriger Herstellung von RFID-Produkten und integrierter Gut-Prüfung der Inlays mittels Funk und
- 10 eine schematische Darstellung der Anordnung von mehreren Inlay-Spendemodulen in einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit.
-
In den 1A und 1B ist schematisch das Anlagenkonzept einer RFID-Konvertierungsanlage zur einspurigen Herstellung von RFID-Produkten gezeigt. In der beispielhaften Annahme erfolgt die Bestückung, d.h. das Aufspenden, von Inlays 1 a auf ein bahn- oder bogenförmiges Trägermaterial 2 lediglich mit einem ersten Inlay-Spendemodul 3, das als Bestückungsmodul arbeitet. In Transportrichtung 4 des Trägermaterials 2 folgend ist ein weiteres Inlay-Spendemodul 3 vorgesehen, dass sich mit eingelegter Inlay-Rolle in Bereitschaft befindet. Wird das Rollenende einer in das erste Inlay-Spendemodul 3 eingelegten Inlay-Rolle erreicht, wird die Betriebsfunktion des Spendemoduls 3 bzw. die Bestückung mit dem Spendemodul 3 automatisch beendet. Das weitere Inlay-Spendemodul 3 übernimmt dann ansatzlos die Bestückungsarbeit, wobei Inlays 1b von der Inlay-Rolle des weiteren Inlay-Spendemoduls 3 auf das Trägermaterial 2 aufgespendet werden (1b). Der Vorgang kehrt sich um, sobald die Inlay-Rolle des weiteren Inlay-Spendemoduls 3 das Ende erreicht. Hier erfolgt dann automatisch aufgrund der Maschinensteuerung ein Bestückungswechsel zurück auf das erste Inlay-Spendemodul 3, das dann ansatzlos die Bestückungsarbeit des weiteren Inlay-Spendemoduls 3 übernimmt. Bei Einbahnigkeit sind somit bereits zwei hintereinander angeordnete Inlay-Spendemodule 3 ausreichend, um bei einem Rollenwechsel einen unterbrechungsfreien Betrieb einer RFID-Konvertierungsanlage zu ermöglichen.
-
Bei hoher Produktionsleistung und kleinen Inlay-Rollen steigt der mit dem Rollenwechsel verbundene Aufwand. Die parallele Bedienung einer weiteren Maschine oder eine kurze Abwesenheit des Maschinenbedieners sind ohne Produktionsunterbrechungen kaum möglich. Es ist daher vorteilhaft, wenn, wie in den 2A und 2B gezeigt, mehr als ein weiteres Inlay-Spendemodul 3 als Puffermodul vorgesehen sind, beispielsweise gemäß der gezeigten Ausführungsform drei Puffermodule. Durch die Mehrzahl von Puffermodulen ist eine längere ununterbrochene Produktionsphase möglich. Diese Funktion ist erreichbar, wenn insgesamt mehr als zwei Spendemodule 3 installiert sind, die eine Bestückungsfunktion übernehmen können.
-
Vorzugsweise erfolgt die Bestückung stets mit lediglich einem Spendemodule 3. Die drei weiteren Inlay-Spendemodule 3 werden beim Rollenende der Inlay-Rolle eines vorhergehenden Spendemoduls 3 von der Maschinensteuerung automatisch nachfolgend angesteuert und zur Bestückung eingesetzt. So wird bei einem Rollenwechsel beginnend beim ersten Spendemodul 3 und dann nachfolgend bei den weiteren Spendemodulen 3 eine längere Produktionsphase ohne Bedienereingriff ermöglicht. Dies gibt dem Maschinenbediener ein längeres Zeitfenster zur Erledigung anderer Aufgaben.
-
2B zeigt beispielsweise, dass die Bestückungsfunktion des Trägermaterials 2 von einem in Transportrichtung 4 vordersten weiteren Inlay-Spendemodul 3 mit Inlays 1d übernommen wird, nachdem die Inlay-Rollen aller vorhergehenden Spendemodule 3 das jeweilige Rollenende erreicht haben.
-
3 zeigt schematisch die Verwendung eines weiteren Inlay-Spendemoduls 3 als Nachspendemodul. Bei Einbahnigkeit reichen bereits zwei hintereinander angeordnete Spendemodule 3 aus, um die Detektion und das Ausschleusen fehlerhafter Inlays zu ermöglichen und eine entstehende Lücke durch Nachspenden eines fehlerfreien Inlays 1d von der Inlay-Rolle des Nachspendemoduls zu schließen. Wird beispielsweise im ersten Inlay-Spendemodul 3 ein fehlerhaftes Inlay detektiert, wird dieses ausgeschleust. Die entstehende Lücke wird vom Spendemodul 3 nicht geschlossen, da dies bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten nicht möglich ist. Stattdessen steht das Nachspendemodul 3 mit einem als fehlerfrei geprüften Inlay 1d in Wartestellung. Sobald die entstandene Lücke das Nachspendemodul 3 erreicht hat, wird von diesem ein Inlay 1d in die Lücke platziert und die Lücke damit geschlossen.
-
Die beschriebenen Inlay-Spendemodule 3 können baugleich ausgebildet sein und sind insbesondere durch eine entsprechende Ansteuerung als Bestückungsmodul, Puffermodul und/oder als Nachspendemodul gleichermaßen einzusetzen. 4 zeigt beispielhaft die Installation von fünf Spendemodulen 3, um verschiedene Sequenzen bzw. Funktionszuweisungen der Spendemodule 3 bei Einbahnigkeit zu ermöglichen. Es ergeben sich viele unterschiedliche Möglichkeiten der Sequenzierung. Beispielsweise können, wie dargestellt, die ersten beiden Inlay-Spendemodule 3 zur Bestückung vorgesehen sein. Die beiden weiteren in Transportrichtung folgenden weiteren Spendemodule 3 können als Puffermodule eingesetzt werden und die Bestückungsfunktion übernehmen, wenn die Inlay-Rollen der vorhergehenden Spendemodule 3 das Ende erreicht haben. Das in Transportrichtung vorderste weitere Inlay-Spendemodul 3 kann als Nachspendemodul eingesetzt werden, um durch Ausschleusen von fehlerhaften Inlays entstandene Lücken zu schließen. Alternativ ist es auch möglich, die Bestückung lediglich mit dem ersten Inlay-Spendemodul 3 vorzusehen, während die vier folgenden weiteren Inlay-Spendemodulen 3 lediglich als Rollenwechsel-Module bzw. Puffermodule vorgesehen sind. Alternativ kann das Bestücken auch mit den ersten vier Inlay-Spendemodulen 3 erfolgen, wobei das vorderste weitere Inlay-Spendemodul 3 für ein Rollenwechsel oder als Nachspendemodul vorgesehen sein kann. Sollte ein Spendemodul 3 durch einen technischen Defekt ausfallen oder Service benötigen, beispielsweise, um verschlissene Messer zu ersetzen, kann die RFID-Anlage mit den übrigen Spendemodulen 3 weiter betrieben werden. Die Maschinensteuerung ist dabei in der Lage, mit den übrigen funktionsbereiten Spendemodulen 3 neue Sequenzen zu bilden.
-
Zur Erzielung einer mehrbahnigen Betriebsweise können Inlay-Spendemodule 3 auch seitlich, das heißt quer zur Spurrichtung, gegeneinander verschoben werden. Die gesamte Produktionskapazität der RFID-Anlage bei mehreren Spuren bzw. Bahnen entspricht dann der Summe der Einzel-Produktionskapazitäten der Inlay-Spendemodule 3. Dies ist in 5 schematisch gezeigt.
-
Grundsätzlich ist auch ein mehrbahniger Betrieb derart möglich, dass für jede Bahn bzw. Spur ein weiteres Inlay-Spendemodul 3 als Nachspendemodul vorgesehen wird. Jede Spur weist dann ein erstes Inlay-Spendemodul 3 als Bestückungsmodul und ein weiteres in Transportrichtung 4 des Trägermaterials nachgeschaltetes Inlay-Spendemodul 3 als Nachspendemodul auf, um Lücken zu schließen, die durch Ausschleusen fehlerhafter Inlays entstanden sind. Das Ausschleusen kann vorzugsweise mit den Bestückungsmodulen erfolgen, die entsprechend eingerichtet und ausgebildet sind. Dies ist in 6 schematisch gezeigt.
-
7 zeigt schematisch in einer beispielhaften Ausführungsform mit fünf Spendemodulen 3, die simultane Bestückung von beispielsweise vier Materialbahnen bzw. Spuren der RFID-Konvertierungsanlage mit vier ersten Inlay-Spendemodulen 3, die die Bestückungsfunktion erfüllen. Ein weiteres Inlay-Spendemodul 3 ist als Springermodul konzipiert, dass seitlich auf alle Spuren einstellbar ist und für die ersten Inlay-Spendemodule 3 einspringen kann, wenn deren Inlay-Rollen das Ende erreicht haben. Durch einen smarten Steuerungsalgorithmus kann dafür gesorgt werden, dass die Inlay-Rollen der ersten Inlay-Spendemodule 3 zu unterschiedlichen Zeiten das Rollenende erreichen. Zu Beginn einer neuen Produktion kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die vier ersten Inlay-Spendemodule 3 unterschiedlich lange Pausenzeiten einhalten. In der Zeit, in der ein erstes Inlay-Spendemodul 3 pausiert, wird seine Bestückungsarbeit von dem weiteren Inlay-Spendemodul 3 als Springermodul übernommen. Das Springermodul kann dabei seitlich an einer Linearführung automatisiert auf die jeweilige Spur verfahren werden. Der Algorithmus hinter der Pausensequenz kann aus der Gaußschen Summenformel folgen. Während der Etablierung eines Zeitversatzes, mit dem die ersten Inlay-Spendemodule 3 den Bestückungsvorgang beginnen, kann die RFID-Anlage mit reduzierter Leistung betrieben werden. Sind die Inlay-Rollen aller bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehenen fünf Spendemodule 3 zum ersten Mal gewechselt, hat sich ein initialer Versatz ausgebildet und es kann die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden. Es sind dann keine weiteren Betriebsunterbrechungen erforderlich, da zukünftig alle Inlay-Rollen zu unterschiedlichen Zeiten das Rollenende erreichen. Die RFID-Anlage kann ohne weitere Unterbrechungen durchlaufen.
-
Auch eine Kombination von Puffermodulen und Nachspendemodulen ist ohne Weiteres möglich. Bei dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt neun Spendemodule 3 vorgesehen. Auf jeder Spur sind wenigstens ein erstes Inlay-Spendemodul 3 als Bestückungsmodul und wenigstens ein nachgeschaltetes Inlay-Spendemodul 3 als Nachspendemodul vorgesehen. Die ersten vier Inlay-Spendemodule 3 - bei beispielsweise vier Spuren der Anlage - übernehmen die eigentliche Bestückung. Vier weitere Inlay-Spendemodule 3 stehen bereit, um als Nachspendemodule auf der jeweiligen Spur ein fehlendes Inlay bzw. eine durch Ausschleusung eines fehlerhaften Inlays entstandene Inlay-Lücke durch ein Gut-Inlay zu ersetzen. Wenigstens ein weiteres Inlay-Spendemodul 3, vorzugsweise lediglich ein weiteres Inlay-Spendemodul 3, ist den übrigen Spendemodulen 3 in Transportrichtung 4 vorgesetzt bzw. am Ende der Modulkette angeordnet, um als seitlich auf alle Spuren einstellbares Puffer- bzw. Springermodul für einen automatisierten Rollenwechsel sorgen zu können. Dieses weitere Inlay-Spendemodul 3 ist so eingerichtet und ausgebildet, dass es auf die jeweilige Spur versetzt bzw. verschoben werden kann.
-
Um eine Fehlerfreiheit der RFID-Produkte sicherzustellen, ist es notwendig, jedes einzelne Inlay prüfen. Dies ist schematisch in 9 gezeigt. Die Prüfung erfolgt mittels elektromagnetischer Übertragung, insbesondere über ein hochfrequentes Magnet(nah)feld, und untersucht die korrekten Funktionen von Antenne und Mikrochip. Je nach Umfang der Prüfung wird dafür ein Zeitfenster von bis zu 100 ms pro Inlay benötigt. Produziert eine Maschine beispielsweise mit einer Produktionsrate von 60.000 Produkten je Stunde, verbleibt je Einzelprodukt theoretisch eine Zeitdauer von 60 ms für die Prüfung. Eine umfangreiche Prüfung ist damit nicht möglich. Abhilfe schafft hier gemäß 9 eine lineare Anordnung mehrerer Inlay-Spendemodule 3, die mit geringerer Taktrate betrieben werden. Beispielsweise kann die RFID-Konvertierungsanlage 60.000 Produkte je Stunde produzieren. Damit beträgt bei der in 9 beispielhaft gezeigten Ausführungsform die Produktionsrate pro Spendemodul 3 lediglich 15.000 Produkte pro Stunde. Damit erhöht sich die Taktzeit je Inlay 1a - 1d in dem jeweiligen Spendemodul 3 von 60 auf 240 ms. Dies lässt es zu, die Prüfung der Inlays 1a - 1d in das jeweilige Spendemodul 3 zu verlagern, wobei auch bei voller Produktionsleistung der RFID-Konvertierungsanlage genügend Zeit für eine umfangreiche Prüfung der RFID-Produkte verbleibt. Dies wird in 9 schematisch durch das Funksymbol 5 dargestellt.
-
Gemäß 10 kann es die Maschinensteuerung einer RFID-Konvertierungsanlage im Übrigen zulassen, einzelne Inlay-Spendemodule 3 zu deaktivieren. Bei dem gezeigten Beispiel sind beispielsweise das erste und dritte einer Materialspur zugeordneten Inlay-Spendemodule 3 deaktiviert. Beispielsweise bei Wartungsarbeiten, wie einem Messertausch, Zahnriementausch, Reinigung oder dergleichen und bei Störungen an den Spendemodulen 3 können so einzelne Spendemodule 3 aus dem Produktionsprozess entnommen werden. Die RFID-Anlage bzw. deren Steuerungseinrichtung erkennt dabei eine geänderte Betriebssituation von einzelnen Spendemodulen 3 vorzugsweise automatisch, was vorzugsweise zu einer automatischen Anpassung der Sequenzen, d.h. der Betriebsweise bzw. Funktionszuweisung der betriebsbereiten Spendemodule 3 führt, wobei diese je nach Sequenz als Bestückungsmodul, Puffermodul oder Nachspendemodul eingesetzt werden können. Die Gesamtanlage bleibt dabei weiterhin betriebsbereit und es kann gegebenenfalls mit reduzierter Leistung oder reduzierten Funktionsumfang weiter produziert werden.
-
Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen ist die Anzahl von Spendemodulen 3 beispielhaft ausgewählt. Alle Spendemodule 3 sind vorzugsweise baugleich ausgebildet, insbesondere in der Art von Etikettenspendern. Jedes Spendemodul 3 lässt sich mit einer Maschinensteuerung vorzugsweise und bedarfsweise als Bestückungsmodul, Puffer- oder Springermodul oder Nachspendemodul in der jeweils beschriebenen Funktionsweise betreiben. In der Anlageperipherie sind vorzugsweise entsprechende Halteeinrichtungen zur bedarfsweisen Halterung der Spendemodule 3 vorgesehen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1a - 1d
- Inlay
- 2
- Trägermaterial
- 3
- Inlay-Spendemodul
- 4
- Transportrichtung
- 5
- Funksymbol