(57)【要約】      （修正有）【課題】閉ループ型で検出や識別や認証を行うシステムを提供すること。【解決手段】製造プロセスにおける所定位置においてレセプタクルの存在を観測するのに使用するための閉ループ型のレセプタクル検出システムであって、レセプタクルが、製造プロセスにおいて使用される構成部材を搬送するためのものであるとともに、製造プロセスに対して構成部材を供給するためのものであり、システムが、各レセプタクル上における少なくとも１つの検出可能部材と、各位置において検出可能部材を検出し得るよう構成された少なくとも１つの読取器と、を具備し、読取器が、各位置においてレセプタクルの存在を自動的に検出するようになっている。【選択図】図９
2018113053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造プロセスにおける所定位置においてレセプタクルの存在を観測するのに使用するための閉ループ型のレセプタクル検出システムであって、
前記レセプタクルが、製造プロセスにおいて使用される構成部材を搬送するためのものであるとともに、製造プロセスに対して前記構成部材を供給するためのものであり、
前記システムが、前記各レセプタクル上における少なくとも１つの検出可能部材と、各位置において前記検出可能部材を検出し得るよう構成された少なくとも１つの読取器と、を具備し、
前記読取器が、各位置において前記レセプタクルの存在を自動的に検出するようになっていることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス内における様々な部材を操作するための自動化装置およびシステムに関するものであり、より詳細には、例えばフィーダ上の部材用リールといったような所定位置に対しての部材の到達や出発を自動的に検出するための閉ループシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、異なる機器供給業者が、それらの構成部材配置機器のための認証システムを提供している。これらのシステムは、所与の製品を製造するために、適正な供給位置で適正な部品番号の構成部材が使用されていることを認証し得るよう構成されている。これらの認証システムの大部分は、完全な閉ループではなく、操作者によるある程度のレベルの介在が必要であり、潜在的なミスの原因になっている。例えば、これらのシステムにおいては、典型的には、操作者が、例えばリールやトレーといったような選択された部材を保持するレセプタクルと、それらが取り付けられているフィーダと、の間にわたって関連づけることを必要とする。フィーダが機械に対して取り付けられた後には、フィーダ位置またはフィーダスロットが読み出されあるいは検出され、フィーダスロットをフィーダに対してそして間接的にレセプタクルや構成部材に対してリンクさせることにより、認証プロセスが実施される。
【０００３】
Cogiscan Inc．社という名称で２００１年１１月１日に発行された国際公開第０１／８２００９号には、配置機械上の適正な位置で適正な構成部材が使用されていることを認証することができるだけでなく、アセンブリライン上のすべての機械上で適切なツールや化学薬品やプログラムが使用されていることを認証する方法を提供するライン認証システムが開示されている。このシステムは、開ループ構成で動作している。この国際公開第０１／８２００９号は、Monette 氏他による２００３年６月５日に公開された、米国特許出願公開第２００３／０１０２３６７号に対応している。この文献の記載内容は、参考のため、その全体がここに組み込まれる。
【０００４】
Cogiscan Inc．社という名称で２００４年８月１９日に発行された国際公開第０４／７０４８４号には、構成部材配置機械上におけるフィーダスロットまたは位置に対してのフィーダの到着や出発を認証し得るフィーダ検出システムを自動的に提供することが、開示されている。開示されたシステムにおいては、操作者は、部材用リールと、それらが取り付けられたフィーダと、の間にわたって関係付けを行う必要があり、これにより、認証システムを実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０１／８２００９号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／０１０２３６７号明細書
【特許文献３】国際公開第０４／７０４８４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、閉ループ型で検出や識別や認証を行うシステムが、上記のシステムに関する上記欠点や他の欠点を解決するために、必要とされている。すなわち、構成部材および／または構成部材レセプタクルの識別プロセスや認証プロセスに対しての操作者の介在を低減させることができ、それにより、そのような介在に起因する潜在的なミスを低減させ得るような、閉ループシステムが、要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、製造プロセス内の所定位置における構成部材の有無を検出し得るような、閉ループ型のレセプタクル検出システムを提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、製造プロセス内の様々な位置において構成部材を観測し得るような、閉ループ型の方法を提供することである。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、製造プロセス内において構成部材を閉ループ型で操作し得るような、装置を提供することである。
【００１０】
したがって、本発明においては、製造プロセスにおける所定位置においてレセプタクルの存在を観測するのに使用するための閉ループ型のレセプタクル検出システムであって、レセプタクルが、製造プロセスにおいて使用される構成部材を搬送するためのものであるとともに、製造プロセスに対して構成部材を供給するためのものであり、システムが、各レセプタクル上における少なくとも１つの検出可能部材と、各位置において検出可能部材を検出し得るよう構成された少なくとも１つの読取器と、を具備し、読取器が、各位置においてレセプタクルの存在を自動的に検出するようになっているシステムが、提供される。
【００１１】
本発明のさらなる一般的な見地においては、製造プロセス内の様々な位置において構成部材を観測するための閉ループ型の方法であって、構成部材が専用のレセプタクルによって搬送される場合に、
ａ）レセプタクルごとに少なくとも１つの読取可能なタグを設けるとともに、様々な位置からタグを検出して読み取り得るよう構成された少なくとも１つの読取器を設け；
ｂ）所定レセプタクルに関連した各タグに対してレセプタクル識別子を割り当てるとともに、各タグに、レセプタクルによって搬送される構成部材の識別特性を付与し；
ｃ）少なくとも１つの読取器を使用して、様々な位置におけるレセプタクルの存在を検出し；
ｄ）識別子に基づいて各位置における構成部材を識別し、これにより、構成部材を観測する；
という方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらに他の一般的な見地においては、製造プロセスにおいて構成部材を閉ループ的に操作するために装置であって、様々な構成部材が、製造プロセスのために、それぞれ対応する部材用レセプタクルによって供給され、各レセプタクルが、それぞれタグを備え、装置が、処理ステーションと、少なくとも２つの構成部材導入位置と、観測ステーションと、を具備し、各導入位置が、観測ステーションと通信する少なくとも１つの読取器を備え、各読取器が、タグを検出し得るよう構成され、これにより、所定位置における所定レセプタクルの存在を自動的に検出して、観測ステーションに対してそのレセプタクルの存在を通信する装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の例示としての実施形態に基づく多数の観測制御システムが付設された製造プラントを示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態に基づく観測制御システムを示すブロック図である。
【図３】図１の実施形態において、収集した情報を伝送して処理するための方法を示すブロック図である。
【図４】図１の実施形態に基づく閉ループ型の構成部材位置検出認識システムを具現したＰＣＢ製造ステーションの一例を概略的に示す図である。
【図５】図１の実施形態において、フィーダ上に取り付けられた部材用リールを概略的に示す斜視図である。
【図６】図１の実施形態において、フィーダバンク内においてそれぞれのフィーダ上に取り付けられた一組をなす複数の部材用リールを概略的に示す斜視図である。
【図７】図１の実施形態において、ＲＦＩＤタグを有した部材用リールの一部を概略的に示す図である。
【図８Ａ】本発明の代替可能な実施形態を示す図であって、リール供給ラックを示す正面図であり、内部に設置されているリールについては図示されておらず、また、リールホルダが、下位置とされた状態で、図示されている。
【図８Ｂ】本発明の代替可能な実施形態を示す図であって、図８Ａのリール供給ラックにおける１つのリールホルダを示す側面図であり、リールが図示されているとともに、リールの上位置（仮想線）と、リールの下位置（実線）と、が図示されている。
【図９】図１の実施形態において、部材配置機械の様々な構成部材を示すブロック図であるとともに、内部における検出識別データの通信手法を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記においては、本発明の特徴に関して一般的に説明したけれども、以下においては、本発明に関し、本発明のいくつかの実施形態を例示している添付図面を参照して、説明する。
【００１５】
本発明は、構成部材の追跡プロセスおよび認証プロセスに対して閉ループ型の解決手段を提供するという点において、上記国際公開第０１／８２００９号パンプレットに開示されているライン認証システムを拡張したものであり、また、上記国際公開第０４／７０４８４号パンプレットに開示されているフィーダ検出システムを拡張したものである。本発明による解決手段は、本発明の一部をなすとともに利点をもたらし得る様々な独自の特徴点が含まれている。
【００１６】
本発明において開示されるシステムにおいては、供給領域におけるフィーダに対しての対象物の到着および出発を識別するための認証する自動化手段を使用する。これら対象物は、限定するものではないけれども、例えば、選択された構成部材を内部にあるいは上部に保持するために使用されるような、部材用リールやトレーやラックといったようなレセプタクルとすることができる。レセプタクルは、供給領域においては、フィーダによる構成部材に対するアクセスを可能とする。供給領域は、複数の位置と、これら位置に対して選択的に結合された複数のフィーダと、を備えることができる。本発明を利用することにより、どの位置においてフィーダが使用されているがということや、検出可能なレセプタクルに関連づけられて保持されたどの構成部材が各フィーダによって供給されているかということを、自動的に識別する認証することができる。
【００１７】
さらに、本発明において開示されるシステムにおいては、材料やツールや処理用化学薬品のための任意の貯蔵領域または処理領域に対しての対象物の到着および出発を識別し得る同様の自動化手段を使用することができる。
【００１８】
より詳細には、典型的な構成部材配置機械は、１つまたは複数の供給領域を備えている。各供給領域は、機械の供給業者に応じて、それぞれの位置において、いくつかのフィーダやフィーダバンクを保持することができる。各フィーダは、典型的には、１つまたは複数の構成部材用のテープおよびリール、または、構成部材用の１つまたは複数のトレー、または、内部または上部に構成部材を保持し得るような他の任意のタイプのレセプタクル、を保持している。システムについての以下の説明は、構成部材がテープおよびリールという形態でパッケージされた構成部材を含有したフィーダが設けられている構成部材配置機械に関する特定の場合についてなされているけれども、同じシステムを使用して、トレーやラックや類似物内にパッケージされた構成部材を取扱い得ることは、容易に理解されるであろう。
【００１９】
システムに対して自動的な検出手段および識別手段を提供し得るよう、例示された実施形態においては、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術を使用する。実際、ＲＦＩＤ技術は、レセプタクルの識別や構成部材の自動化認証に関して例えばレセプタクル交換時やレセプタクル変更時といったような場合に操作者の介在を排除する優れた方法を提供するという点において、特に興味深いものでありシステムを効率化する。
【００２０】
バーコードラベルや他のそのような識別システムとは異なり、ＲＦＩＤ技術は、操作者による介在を行うことなく、自動的に実施することができ、様々なデータ読取操作や書込操作や変更操作や他の操作を行うことができる。一般に、ＲＦＩＤシステムは、２つの構成部材を具備している。すなわち、中継器と、インタロゲータあるいは読取器と、を具備している。中継器は、認識すべき対象物上に配置される。読取器は、構成に応じてまた使用されている技術に応じて、読取デバイスとすることも、また、書込／読取デバイスとすることも、できる（ここで、通常的な語法と同じく、データ取得デバイスが、読取だけを行う場合であってもまた読取と書込との双方を行う場合であっても、常に、読取器と称されることに注意されたい。）。
【００２１】
中継器は、ＲＦＩＤシステムの実際のデータ搬送デバイスを構成するものであって、通常は、結合部材（例えばアンテナ）と、電子マイクロチップと、を備えている。長距離にわたってのＲＦ通信が通常は必要とはされないこのタイプのシステムにおいては、中継器は、通常、受動的なものである（直接的な電圧供給／バッテリは、必要ではない）。言い換えれば、中継器は、読取器の読取領域の中にあるときにだけ、駆動される。中継器を駆動するのに必要な電力は、結合ユニットを通して読取器によって中継器に対して伝達される実際のタイミングパルスとデータとによって、中継器に対して供給される。このシステムにおいては、また、能動的な中継器を使用することもできる。
【００２２】
中継器は、さらに、電子デバイスおよび関連結合素子のための保護パッケージを備えている。識別すべき対象物に対しての中継器の取付を容易なものとし得るよう、中継器を機械的構造に対して一体化し得ることは、理解されるであろう。取付方法は、各用途に関しての実用性とコスト面とを考慮して、一時的なものともまた恒久的なものとも、することができる。
【００２３】
インタロゲータすなわち読取器は、構成に応じておよび使用されている技術に応じて、読取デバイスとすることも、また、読取／書込デバイスとすることも、できる。読取器は、典型的には、無線周波数モジュール（送信器および受信器）と、制御ユニットと、結合素子（例えば、アンテナ）と、を備えている。これにより、中継器に対しての無線通信を行うことができる。読取器は、各中継器に対して設けることができる。あるいは、単一の読取器カードを使用することによって、この読取器カードに対して接続された複数の読取器アンテナに対しての複数の通信を行い得るとともに、複数の中継器に対しての通信を行うことができる。多重式のカードを使用する場合には、複数の中継器と単一の読取器とが通信を行うことができ、これにより、与えられたシステムにおいて必要とされるハードウェア部材の数を減らすことができる。最後に、複数の読取器、および／または、複数の読取器カードは、追加的な通信インタフェース（例えば、パラレルポートまたはシリアルポート）を有することができる。これにより、他のシステムやネットワークステーション（例えば、ＰＣ、ロボット制御システム、ローカルデータベース、グローバルデータベース、ローカル観測ステーション、遠隔観測ステーション、その他）に対してデータを伝送することができる。
【００２４】
上述したように、ＲＦＩＤ技術は、対象物の認識および認証プロセスを実施するに際しての、効果的な手段を提供する。当業者には明らかなように、本発明の一般的範囲および特性を逸脱することなく、開示されたシステムにおいて同様の結果をもたらし得るような他の技術を使用することもできる。
【００２５】
さて、図１を参照して、本発明の例示としての一実施形態に基づく、全体的に符号１０によって示されているような、構成部材の検出と識別と認証のための閉ループシステムについて、説明する。
【００２６】
図１においては、複数のステージまたはステーションＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を備えている製造プラントが、例示されている。この実施形態においては、ステージ Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６ の各々は、例えば原材料および／または構成部材（例えば、部品、製品の一部、例えばＰＣＢ構成部材）といったような入力座のための導入部分と、処理操作部分（例えば、ＰＣＢ製造）と、出力材料（例えば、組み立てられたＣＢ）のための導出部分と、を備えている。観測制御データシステム１２が、ステージ Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６ の各々に対して一体化されたものとして、例示されている。これにより、各ステージにおいて処理すべき構成部材および入力材料を識別することができる。上述したように、構成部材および入力材料は、様々な識別情報を含有しているＲＦＩＤタグを有することができる。これらタグは、処理操作時にフィーダおよび／またはフィーダバンクを介してステーションに対して構成部材を保持して供給するためのレセプタクルに対して、付設することができる。
【００２７】
システム１２のいくつかは、共通の中央コントローラ１４および関連データベース１６を介して、互いにリンクすることができる。これに対し、例えばＳ６ といったような他のステーションは、独立型のステーションとして動作することができ、付加的には、専用のローカルネットワークまたはグローバルネットワークを介して、他のステーションとのデータ通信を行うことができる。これにより、互いにリンクした複数のシステム１２は、局所的にステージＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ において収集されたデータと、専用のネットワークを使用してステージＳ６ において収集されたデータと、を共有することができる。しかしながら、当業者であれば、ＲＦＩＤタグ内にデータ修正を書き込み得ることのために、そのような通信をネットワークを介して自動的に伝送する必要がないこと、および、プロセス時にはレセプタクルがステージからステージへと移動することのために、その後のステージへとデータを伝送する必要がないこと、を理解されるであろう。
【００２８】
図２においては、各システム１２は、有利には、様々な周辺機器に対してのインターフェースを有することができる。これにより、様々な応用に関連した多数のデータを収集することができる。読取器は、タグに含有されている情報を読み取り、読み取った情報を、コントローラおよび専用ソフトウェアに対して伝送する。これに代えて、読取器は、タグ内に書き込まれているタグシリアル番号を読み取り、読み取ったタグシリアル番号に関連する相互参照情報を、中央データベースまたはローカルデータベースへと伝送することができる。後者の方法を使用した場合には、タグ上に格納すべきデータ量と、読取器に対して伝送すべきデータ量とが、少なくて済む。その後、上記ソフトウェアを使用することにより、観測制御を行うことができ、以下のいずれかを行うことができる。
１）導出経路の決定。
２）各ステージにおいて消費されることとなる材料または構成部材または原材料の在庫管理。
３）各ステージにおける設備によって処理されることとなる入力材料または構成部材のうちの１つまたは複数のものに固有の処理設備構成。
４）構成部材のうちの少なくとも１つに関する品質。
５）環境に対する放出によって品質が変更してしまうような少なくとも１つの構成部材に関しての環境に対する放出。
【００２９】
さらに図２に示すように、システム１２は、様々なテスト装置に対してのインターフェースを有することができる。例えば、Ｘ線テストデバイスや、温度センサや、湿度センサや、経路選択デバイスや、設備構成デバイス、に対してのインターフェースを有することができる。これにより、適用可能なタスクを自動的に実行することができる。品質観測は、与えられた環境に関しての温度および湿度の観測や、環境に対しての構成部材の露出時間の観測、とすることができる。データ収集は、センサによって自動的に行うことができる、あるいは、収集したデータをシステム１２内へと手動で入力することによって手動で行うことができる。
【００３０】
品質観測は、例えば、湿気に敏感なデバイスや、例えば肉といったような腐敗しやすい製品や、例えばチーズといったような所定期間にわたってある種の環境に曝す必要のある他の食品や、電子部品どうしを組み立てるために使用される様々な接着剤、と関連して使用することができる。例えば、そのような接着剤は、通常はフリーザー内に保存され、所定の寿命を有している。
【００３１】
接着剤は、フリーザーから取り出された後の所定期間の間しか使用することができない。接着剤は、限られた期間にわたってしか使用することができない。本発明において開示した構成部材の検出と識別と認証とを自動的に行うシステムと組み合わせつつ、様々なパラメータを観測することにより、プロセス観測の最適化が増強され、操作者の介在を最小とすることができる。さらに、様々な部材用レセプタクル上のＲＦＩＤタグは、定期的に品質評価データによって更新することができる。あるいは、様々な部材用レセプタクル上のＲＦＩＤタグは、その部材の処理につれてリアルタイムで更新することができる。あるいは、また、データは、与えられたレセプタクルの組または構成部材の組のシリアル番号と関連づけることができ、将来的な参照のために、ローカルデータベースまたはグローバルデータベース内で更新することができる。
【００３２】
さらに、追加的なＲＦＩＤタグを、自動化を増強し得るよう、システム１０内に組み込むことができる。例えば、ステージＳで使用するツールを自動的に設定するに際しては、設備を、ＲＦＩＤタグと一緒にタグとして付すことができる。これにより、コントローラ、および、関連するソフトウェアは、処理対象をなす構成部材を識別している部材用レセプタクル上のタグから得られるデータに基づいて設備を適切に構築することができ、そのような設備やツールを使用することができる。
【００３３】
図３に示すように、中央コントローラ１４は、さらに、データインテグレータ１８と、観測制御プロセッサ２０と、ディスプレイデバイス２２と、を備えることができる。この場合、データインテグレータ１８は、様々なシステム１２によって収集された様々なデータを、有効かつ実用的な態様で、統合することができる。ディスプレイデバイス２２により、操作者は、システム１２によって収集されたデータに基づく所定の情報を容易に得ることができる。
【００３４】
加えて、複数のコントローラおよび複数のデータベースは、１つのグローバル観測ネットワークシステムへと統合することができる。このグローバル観測ネットワークシステムは、プロセス内のあらゆるステップに対しての全体的なアクセスを提供するとともに、グローバルな追跡観測データベースに対してのアクセスを提供する。そのようなグローバルシステムを使用することにより、例えば、効率的な実施と、生産性の測定と、様々な在庫追跡および観測、を行うことができる。
【００３５】
図４に示す例示としての実施形態においては、システム１０は、構成部材配置ステーションＳのところにおける構成部材および材料の認証のために使用されている。とりわけ、プリント回路基板（ＰＣＢ）の製作のための構成部材配置機械３０において使用されている。上述したように、また、当業者には明らかなように、システム１０は、また、他のタイプの構成部材配置機械に対して使用することができる、または、対象物の識別や追跡や認証を行うことに興味を有した他のタイプのすべての用途において使用することができる。
【００３６】
図４においては、構成部材配置機械３０を使用することにより、この機械３０に対して取り付けられた一組をなす部材用リール３２によって機械３０に対して供給される一連の構成部材に基づいて、ＰＣＢが製造される。図示の例においては、機械３０は、供給領域３４と、処理ステーション３６と、を備えている。処理ステーション３６は、例えばＬＣＤスクリーン３８などといったような、付加的なプロセス観測用の周辺機器を備えている。ステーションＳには、さらに、付加的なローカルシステム観測ステーション４０を設けることができる。この観測ステーション４０により、全体的な製造プロセスを観測したり、材料やプロセスに関する様々なデータベースに対してアクセスしたり、ネットワーク化された他の観測処理ステーションに対してアクセスしたり、することができる。
【００３７】
図５および図６に示すように、部材用リール３２は、一般に、それぞれのフィーダ４２に対して取り付けられている。各フィーダ４２自体は、図示の例においては、互いに異なるフィーダバンク４４内に組み込まれている。フィーダバンク４４は、選択された機械３０の供給領域３４に対して組み込まれている。これにより、リール３２上の構成部材を、機械３０に対して供給することができ、これにより、ＰＣＢを順次的に製造することができる。
【００３８】
図６に示すように、リール３２は、フィーダ４２上のそれぞれ対応するリールスピンドル４６に対して取り付けることができる。したがって、リール３２上に巻回される部材用テープ上に配置された構成部材を、フィーダ４２および／またはフィーダバンク４４を介して、機械３０に対して供給することができる。与えられたリール３２上のすべての構成部材を使い終わった際には、新たなリール３２を、その代わりに使用することができる。当業者であれば、本発明によるシステム１０において、他のリール取付手法や他の供給方法を使用し得ることは、容易に理解されるであろう。また、例えば部材用のトレーやラックやホルダといったような他のタイプの部材用レセプタクルを、使用することができる。
【００３９】
閉ループでの検出と識別と認証とを行うプロセスを実行するために、システム１０内の各リール３２は、図示の例においては、識別のためのＲＦＩＤタグ４８を有している。上述したように、これらＲＦＩＤタグまたは中継器４８は、通常は受動的なものであり、ローカルデータベースまたはグローバルデータベース内に格納された構成部材情報に対しての相互参照のために使用される様々な構成部材データ（部品番号、ロット番号、供給業者、量、その他）または構成部材シリアル番号を格納するための電子チップと、読取器と無線通信するための電子的結合デバイス（例えば、アンテナ）と、を備えている。タグ４８に対するデータ入力は、例えば、キーボードからの手動入力によって、あるいは、リール３２上のバーコードフォーマット内の情報を読むことによって、行うことができる。構成部材の製造業者によってタグ４８内に導入された情報は、あるいは、ＰＣＢ製造処理プラントへの導入時にタグ４８内に導入された情報は、静的なものすなわち製造プロセスにわたって不変のものとすることも、また、タグに対してインターフェースを介して相互作用している読取器によってプロセス最中に自動的に変更して更新することも、できる。
【００４０】
与えられたプロセスの最中にリール３２を観測するために、一組をなす複数のアンテナを、選択された機械３０内のそれぞれの位置またはフィーダスロットに対して各々が関連づけられたものとして、設けることができる。これにより、リールに付設されたタグ４８に対してのインターフェースとして機能し得るとともに、システム１０に対して識別および認証のためのデータを提供することができる。例えば、リール３２が機械３０上の特定のフィーダ４２に対して取り付けられている際には、あるいは、少なくとも１つのリール３２を保持しているフィーダ４２またはフィーダバンク４４が特定のフィーダスロット内に取り付けられている際には、関連するアンテナは、リール３２の存在を検出するとともに、システム１０に対して、リールの存在と、タグ４８に格納されたデータと、を通信する。同様に、リール３２またはフィーダ４２またはフィーダバンク４４が、所定の位置から外れた際には、アンテナは、タグ４８の存在の検出を中止し、これにより、リール３２が所定範囲から移動してしまったことを示す。
【００４１】
各アンテナが所定のフィーダスロットに対して関連していることにより、機械３０において実施される観測ソフトウェアは、適切なリール３２が機械３０内の適切な位置で使用されていることを認証することができる。さらに、その観測ソフトウェアは、リールの識別を行うことができ、これにより、追跡可能性データベースを構築することができる。そのようなデータベースは、ローカルなものとすることも、また、ローカルネットワークまたはグローバルネットワークを介して様々な処理ステーションと観測ステーションとの間にわたって共有されたものとすることも、できる。さらに、フィーダ位置ごとに機械から構成部材の消費状況を得ることにより、あるいは、製造したＰＣＢの数と、各位置から要求された構成部材の数と、を知ることにより、そのソフトウェアは、任意の与えられたリール３２が機械３０から取り外される際にそのリール上の構成部材の量を更新することができる。また、与えられた製品を製造するために使用されたレセプタクルからの製品を追跡して記録することもできる。
【００４２】
機械３０といったような機械内においてシステム１０を実施するために、図４に示すように、ＲＦＩＤタグ４８は、フィーダ４２のスピンドル４６上にリール３２を取り付けるために使用されている穴５０の周囲において、各リール３２上に配置することができる。加えて、各フィーダ４２のスピンドル４６は、ＲＦＩＤタグ４８との短距離通信のためのスピンドルアンテナによって代替することができる。ここで開示した範囲および特性を逸脱することなく、タグ／読取器に関しての他の配置および構成が可能であることは、容易に理解されるであろう。
【００４３】
リールタグ４８と機械３０とシステム１０との間にわたって通信を行い得るよう、選択されたグループをなす複数のアンテナは、例えばフィーダバンク４４を形成しているフィーダ４２の複数のアンテナは、フィーダ４２の結合後に、機械３０内の多重式ＲＦ読取器カードに対して電気的に接続することができる。この電気的接続を行うに際しては、ワイヤを、アンテナと読取器カードとの間にわたって手動で接続することができる、あるいは、いくらかの機械的手段によって接続を自動的に行うことができる。例えば、スプリングが付設されたピン、あるいは、ポーゴーピン、を使用することにより、フィーダ４２またはフィーダバンク４４のアンテナからのコネクタを、機械の読取器カードからの対応コネクタに対して、接続することができる。これに代えて、フィーダ４２またはフィーダバンク４４に付設された自動調心コネクタと、機械３０に対して付設された自動調心コネクタと、によって、読取器回路を完成することができる。さらなる選択肢においては、ＲＦ読取器を、各位置ごとに使用することができる。例えば、機械３０上の各フィーダの位置ごとに、または、各フィーダ４２自体上において、使用することができる。これにより、多重化アンテナの必要性を除去することができる。また、多重式読取器カードを、あらゆるフィーダバンク４４に対して、組み合わせることができる。これにより、フィーダバンク上のフィーダ４２の様々なアンテナに対する通信を統合することができ、単一のフィーダバンクコネクタを使用することによって通信を機械３０全体へと広げることができる。当業者であれば、ここで開示した範囲を逸脱することなく、アンテナやＲＦ読取器や読取器カード構成の数や構成を変更し得ることは、理解されるであろう。
【００４４】
例えば、図６および図７に示す実施形態においては、アンテナワイヤ５２といったようなアンテナワイヤを、フィーダ４２のフィーダアーム６４の長さ全体にわたって広げることができ、専用のコネクタ５５に対してその端部を連結することができる。フィーダ４２またはフィーダバンク４４が機械３０に対して一体化されている場合には、機械３０内における一組をなす対応する複数のコネクタは、自動調芯することができ、機械３０内のそれぞれのＲＦ読取器または多重式ＲＦ読取器カードと通信することができる。これにより、識別プロセスと認証プロセスとを実行することができる。
【００４５】
他の例においては、読取器を、各フィーダ４２に対して接続することができ、ローカルバッテリによってまたは電源によって電力を供給することができる。それぞれのフィーダ４２上に取り付けられたリール３２のタグ４８内に格納されたデータは、各読取器のアンテナによって検出され、例えばブルートゥース（登録商標）や無線イーサネット（登録商標）や無線ＲＳ−２３２（登録商標）や他の従来的プロトコルといったような無線通信技術を使用して、システム１０に対して通信を行うことができる。このように、所定の読取器４２上のリール３２の位置は、すべての時刻において、システム１０において利用することができる。その場合、フィーダ４２の位置を検出することができ、リール３２の位置を、様々な検出および／または識別手段を使用して、特定の供給領域または貯蔵領域と関連づけることができる。そのようなフィーダ検出手段は、それぞれ個別のフィーダタグおよびシステム読取器を備えることができる、あるいは、与えられた位置において、フィーダ４２を固定するための様々な検出可能なロック機構を備えることができる。この例においては、また、様々なグルーブをなす複数のフィーダ４２および／またはフィーダバンク４４に関して、アンテナ多重化技術および組合せ技術を適用することができる。
【００４６】
図８Ａおよび図８Ｂに示す代替可能な実施形態においては、機械３０は、Siemens 社の採取配置供給リール１００と一緒に使用されている（後述の原理は、また、採取配置供給トレーおよび他の同様のシステムの使用に関して、適用される）。このシステムにおいては、リール１００は、フィーダラック１０２内に配置されている。リール１００のホルダ１０４は、ホルダ１０４をフィーダラック１０２内に保持した状態で、任意の時点で、リール１００を新たなリールへと交換することができる。
【００４７】
この実施形態においては、ＲＦＩＤタグは、なおも、リール１００のスピンドル穴の周囲に設けられており、対応するアンテナが、個々のホルダ１０４のスピンドル１０８を貫通して設けられている。図示の例においては、アンテナワイヤが、アンテナを、ホルダコネクタ１０６に対して、接続している。これにより、ホルダ１０４が下位置（図８Ｂにおける実線）に位置したときには、ホルダコネクタ１０６と、対応ラックまたは機械コネクタ１１０と、それらの間のデータ伝送のための読取器と、が接触する。ホルダ１０４が上位置（図８Ｂにおける仮想線）にあって、リール１００をラック１０２の外部で交換可能とされた際には、コネクタ１０６，１１０間の接続が切断され、通信が途絶える。これにより、選択されたリール１００が、プロセスから除去されたことが示される。ホルダ１０４が再び下げられ、読取器回路が再起動された際には、設けられている場合には、新しいリール１００の識別と認証とを、再び実施することができる。
【００４８】
当業者であれば、本発明の一般的な範囲および特性を逸脱することなく、システムに対して他の同様の構成を適用し得ることは、理解されるであろう。特に、上記とは異なるような、構成部材配置機械やリール供給機構を使用することができる。とりわけ、様々な設備構成やシステム構成や仕様に対して適合させ得るよう、ワイヤやコネクタや読取器カードや場合によってはマルチプレクサやさらにそれらの間における様々な有線接続スキームおよび無線接続スキームの詳細な位置は、変更することができる。例えば、様々なアンテナやコネクタや読取器の位置および設置は、フィーダ上において、変更することができる。同様に、リール上における対応中継器の位置も、変更することができる。様々なコネクタおよび／またはで通信スキームおよび機構も、また、フィーダと機械とをリンクさせ得るよう、変更することができる。ハードウェアは、適切であるような様々な手段を使用することによって、様々なステーション構成部材内へと埋め込むことができる、あるいは、固定することができる、あるいは、結合することができる。
【００４９】
図９に示すように、システム１０は、リール３２の自動的な識別および自動的な観測と、リール３２上の構成部材の自動的な認証とを、連続的に（または、周期的に、または、定期的に）行うことができる。上述したように、第１ステップにおいては、リール３２は、ＲＦＩＤタグ４８を有することができ、ＲＦＩＤタグ４８は、構成部材とプロセスとに関する情報であるか、あるいは、ローカルデータベースまたはグローバルデータベース内のプロセス情報および構成部材情報に対して相互参照するために使用されることとなる構成部材シリアル番号であるか、のいずれかを有している。その後、リール３２は、それぞれ対応するフィーダ４２上に取り付けることができる。各フィーダ４２は、タグ４８と通信するために使用されるアンテナ４６を有している。その後、付加的に、フィーダ４２は、フィーダバンク４４内に組み込まれ、構成部材配置機械３０に対して接続される。
【００５０】
フィーダ４２を機械３０に対して接続した後に、本質的に機械３０内における特定の供給位置と関連づけられている各フィーダアンテナが、位置に基づく検出を提供するとともに、リール３２の識別を提供する。したがって、リールタグ４８上に格納されたデータを、機械３０に対して伝送することができ、認証プロセスを実施することができる。認証プロセスは、機械３０によって直接的に実施することも、また、機械３０と通信関係にある観測ステーションによって実施することも、できる。
【００５１】
例えば、機械３０または観測ステーションによって実施されるソフトウェアアルゴリズムにより、システム１０は、すべてのフィーダ位置がフィーダ４２によって占められており、適切な構成部材が供給されていることを、認証することができる。とりわけ、部品番号とロット番号とによって識別された部材用リール３２が、特定の製造工程における要求に応じて、構成部材配置機械３０内における適切なフィーダ位置にあることを、認証することができる。この認証は、製品切換操作時にあるいは通常製造時に行うことができ、また、空のリール３２が交換する必要が生じた際に行うこともできる。所定のツールまたは所定の材料と、所定の位置と、の間におけるこの関連づけは、また、他の多くの応用において使用することもできる。例えば、在庫や、物理的な位置、等、に関して使用することもできる。
【００５２】
さらに、フィーダアンテナを使用することにより、（アクセス可能な参照データベース内における情報の更新とは個別的に）関連したリールタグ４８上において直接的に、プロセス全体にわたって、部材用リール情報を更新することができる。例えば、構成部材がリール３２から使用された際には、構成部材の量が減ることとなる。リールが、空になる前に取り外される場合には、選択されたリール３２に関する量の値が、将来における使用のために、取外し時に更新することができる。この値は、リール３２が一時的に貯蔵される場合に、有効なものとなる。その場合、その値は、在庫データベースにおいて使用され、同様のリール検出および識別システムを使用している専用の貯蔵位置に潜在的に関連づけられる。
【００５３】
さらに、リール３２の構成部材が、環境に対して敏感なものである場合には、すなわち、限定するものではないけれども、温度や、湿気や、機械３０またはシステム１０によって観測される他の同様の要因、によって影響を受けやすいものである場合には、構成部材の寿命および／または品質パラメータを、リール３２の上においてリアルタイムで（または定期的にまたは周期的に）更新することができる。これにより、その後の応用において、リール３２の使用を認証することができる。
【００５４】
また、リールタグ４８上における読取操作および書込操作は、フィーダ４２の追加時や取外し時にあるいはフィーダバンク４４全体の追加時や取外し時に、起動することができる。機械３０内において所定のフィーダアンテナと対応するコネクタとの間の接続が失われた際には、システム１０は、単一のフィーダ４２から単一のリール３２が取り外された時点で、更新と識別と認証とを実施することができる。
【００５５】
したがって、本発明は、完全に閉ループをなす位置観測システムを提供するものであり、必要に応じて、認証特性をも提供する。本発明によるシステムは、操作者の介在とは無関係なものである（手動での走査や手動でのデータ入力は、不要である）。本発明によるシステムは、機械や設備の供給業者に固有のものではなく、そのため、異なる産業分野における異なるタイプのプロセスに対しても、容易に適用することができる。本発明によるシステムは、また、自動制御を実行する能力を提供しつつ、材料およびツールに関するリアルタイムでの位置を提供する。
【００５６】
本発明につき、例示としての様々な実施形態に関して上述したけれども、上記説明は、本発明を何ら制限するものではない。上記説明に基づき、当業者であれば、上記様々な実施形態を様々に修正したり、あるいは、上記様々な実施形態を様々に組み合わせたり、し得ることは、自明である、したがって、本発明は、そのようなすべての任意の変形をも包含するものである。
【符号の説明】
【００５７】
１０  システム
１２  システム
１４  中央コントローラ
１６  関連データベース
３０  構成部材配置機械
３２  部材用リール
３４  供給領域
３６  処理ステーション
４０  観測ステーション
４２  フィーダ
４４  フィーダバンク
Ｓ１ ステージ、ステーション
Ｓ２ ステージ、ステーション
Ｓ３ ステージ、ステーション
Ｓ４ ステージ、ステーション
Ｓ５ ステージ、ステーション
Ｓ６ ステージ、ステーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【外国語明細書】
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