(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＢの組み立てのためにＳＭＴリール上にパッケージ化された部品及び要素を保管し、取り出すためのインテリジェントな在庫保管システムであって、
カートと、
前記カート内に装着され、複数の保管スロットを提供する少なくとも１つのディバイダアセンブリであって、前記保管スロットのそれぞれは、少なくとも１つのＳＭＴリールをその中に受け入れるためにサイズが決定され、構造が作られ、構成される、少なくとも１つのディバイダアセンブリと、
複数のライトパイプであって、それぞれは、前記複数のスロットの対応するものの中で支持され、前記ライトパイプのそれぞれは、クレードル構造内でＳＭＴリールの少なくとも１つを保持するよう構成及び配置されたクレードル構造を含み、前記複数のライトパイプのそれぞれは、ＳＭＴリールをクレードルに装填し、リリース位置にある時にＳＭＴリールを保管スロットから取り外しすることを可能にするために、保管位置及びリリース位置の間で可動である、複数のライトパイプと、
を備え、
前記複数のライトパイプのそれぞれは、前記ライトパイプが保管位置にある時に２色ＬＥＤインジケータからの光の入射を可能にする第１光入射点、及び前記ライトパイプがリリース位置に移動された時に前記２色ＬＥＤインジケータからの光の入射を可能にする第２光入射点を含み、前記複数のライトパイプのそれぞれは、光が前記第１光入射点又は前記第２光入射点のいずれかを通して導かれる時に、点灯することによって、前記ＳＭＴリールの位置及び状態を視覚的に示すよう構成される反対側のアウトボード端をさらに含む、
インテリジェントな在庫保管システム。
【請求項２】
前記カートは、少なくとも１つのコンピュータとリンク及び通信することによって、前記カートに保管された１つ以上のＳＭＴリールから取り出されるべき部品又は要素を選択し、前記カートに保管される部品及び要素の在庫を追跡することを可能にするよう構成及び配置される、
請求項１に記載のインテリジェントな在庫保管システム。
【請求項３】
前記インテリジェントな在庫保管システムは、在庫の不正確さを検出し修正するよう、さらに構成及び配置される、
請求項２に記載のインテリジェントな在庫保管システム。
【請求項４】
前記インテリジェントな在庫保管システムは、前記インテリジェントな在庫保管システムによって発行されるＳＭＴリール当たりに組み立てられたＰＣＢアセンブリの予期される数量と、前記インテリジェントな在庫保管システムによって発行されるＳＭＴリール当たりに組み立てられたＰＣＢアセンブリの実際の数量との差に基づいて、在庫の不正確さを検出及び修正するよう構成される、
請求項２に記載のインテリジェントな在庫保管システム。
【請求項５】
前記インテリジェントな在庫保管システムは、ＳＭＴリール上に残っているテープの直径に基づいてＳＭＴリール上の要素の数量を計算するよう構成及び配置される、
請求項４に記載のインテリジェントな在庫保管システム。
【請求項６】
前記インテリジェントな在庫保管システムは、ＳＭＴリール上に残っているテープの厚さに基づいてＳＭＴリール上の要素の数量を計算するよう構成及び配置される、
請求項４に記載のインテリジェントな在庫保管システム。
【請求項７】
前記インテリジェントな在庫保管システムは、ＳＭＴリール上の要素のピッチに基づいてＳＭＴリール上の要素の数量を計算するよう構成及び配置される、
請求項４に記載のインテリジェントな在庫保管システム。
【請求項８】
前記インテリジェントな在庫保管システムは、ＳＭＴリール上に保管されることが可能な要素の最大個数に基づいてＳＭＴリール上の要素の数量を計算するよう構成及び配置される、
請求項４に記載のインテリジェントな在庫保管システム。
【請求項９】
それぞれの保管スロットからＳＭＴリールの取り外しを可能にする開放位置と、部品及び要素がＳＭＴリールから供給されることを可能としつつ、保管スロット内からＳＭＴリールが取り外されることを防止する閉鎖位置との間で動作可能である、少なくとも１つの可動なドア
をさらに備える、
請求項１に記載のインテリジェントな在庫保管システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連技術の説明
電子製造業者及び流通業者は、典型的には、彼等が保管しなければならない何千もの部品及びパッケージを有する。典型的なキットは、多くの（５０を超える）異なる部品番号と、同じだけのパッケージとからなる。部品及びパッケージを保管し、在庫から取り出すことは、しばしば、困難であり、労働集約的である。また、在庫の正確性は、会社の運営の効率にとって決定的に重要である。ここで開示される装置は、会社の運営において必要とされる要素を保管し、取り出すのに要求される労力及びスペースの量を低減し、運営が手持ちの部品の在庫の正確性を相当に高めることを可能にする。
【発明の概要】
【０００２】
インテリジェントな在庫保管システムは、１，１００個を超える７インチＳＭＴリールを保管する。システムには、ロケーターソフトウェアと共に、センサ及びＬＥＤインジケータライトが設けられ、リールがそれらに取り付けられたＲＦＩＤを有するかのように、システムは応答する。操作者は、リール上のバーコードを単にスキャンし、そのリールをカート内の空のシングルパッケージシングルロケーションスロットに挿入する。このシステムは、それから、当該部品の位置をそのコントローラに自動的に報告し、それからＷｉ−Ｆｉ接続を介してサーバにも報告する。
【０００３】
部品を取り出すために、ユーザが、部品番号、又は複数の部品のピックリストを素早くコンピュータに入力すると、それぞれの部品のカート内での位置を示すＬＥＤが点灯する。ユーザが部品を取ると、システムは、取り去られた部品番号をタブレット又はスクリーン上で特定する。このカートは、移動可能で、ＥＳＤに準拠し、５ １／２フィートの高さで、５ １／２平方未満の専有面積であり、これは、業界でふつう用いられているロボットタワーのサイズの何分の一かであるにもかかわらず、５倍の処理能力を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的及び優位性
本発明の目的は、カート上のスロットの構成内にＳＭＴリール上の電子要素を保管するインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、それぞれのスロットにおいてライトパイプが、２色ＬＥＤを用いてそれぞれのスロットの状態を示すのに用いられる。
【０００５】
本発明のさらなる目的は、それぞれの列において保管スロットを形成するためのディバイダを持つ複数の列を有するカートを含むインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでそれぞれのスロットには、ＳＭＴリールを保持するためのクレードル構造を含むライトパイプが提供され、ライトパイプは、ライトパイプ及びクレードル構造が、ＳＭＴリールをディバイダのスロットへ装填するための保管位置と、ディバイダのスロットからＳＭＴリールを取り外すためのリリース位置との間での動きを可能にするために回転軸の回りに回転可能である。
【０００６】
本発明の加えてさらなる目的は、インテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでライトパイプは、光の入射のための２つの点を有し、一つはリールが保管位置にある時の点であり、もう一つはライトパイプが、ＳＭＴリールがディバイダ内のスロットから取り外されたことを示すリリース位置に動かされた時の点である。
【０００７】
本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでカートは、ＳＭＴリールをしまい込み、ＳＭＴリールがカートから取り外されることを防ぎつつ、ライトパイプがＳＭＴリールの状態を表示するために機能することを可能にするように可動である複数のドアを含む。
【０００８】
本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでカートは、ドアを閉鎖位置にロックするための電子的／機械的ロックを含む。
【０００９】
本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでカートは、ドアが閉鎖されロックされた位置にある時でさえも、そこに保管されたＳＭＴリールのそれぞれにあるテープから要素／部品が供給されることを可能にする。
【００１０】
本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでカートは、コンピュータ及び／又はタブレットコントローラにリンクされることによって、カートから取り出されるべき部品／要素を選択し、カート上の部品／要素の在庫の追跡のために、コンピュータ又はタブレットがカートと通信することを可能にする。
【００１１】
本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、このシステムは、ＳＭＴリール上に残された部品／要素のおおよその数量を、リールに残っているテープの直径、テープ上の要素のピッチ、テープの厚さ、及びそれが発行された時の予期された使用に基づいて計算する。
【００１２】
本発明のこれら及び他の目的及び優位性は、詳細な説明及び添付の図面を参照すればより容易に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明の性質のさらなる理解のために、後述の詳細な説明と併せて、添付の図面が参照されるべきである。
【図１】本発明のインテリジェントな在庫保管システムの好ましい実施形態による保管カートの側面透視図であり、カートは、プラスチックディバイダアセンブリを用いて単一のパッケージが単一の位置において、ＳＭＴリールを保管するための１４列（それぞれの側に７）を含み、プラスチックディバイダの１列が図示の目的で取り除かれている。
【図２】ＳＭＴリールを保持するために、単一のパッケージを単一の位置で保管するスロットを提供する、ディバイダアセンブリの列を示す、図１のカートの側面図である。
【図３】カートの一方の側の列に保管されているＳＭＴリールを示す、図２の矢印３−３によって示された線に沿って切られたときの断面図である。
【図４】そこに装着された電子タブレット及び取り外し可能なバーコードスキャナ装置を有するカートの一方の側及び端部を示す透視図である。
【図５】個々のＳＭＴリールを保持し、カートの列のうちの１つにおけるディバイダアセンブリの保管スロット内のリールの取り外し及び置換を助ける、本発明のライトパイプの前面の透視図であり、ライトパイプは、カート中のディバイダアセンブリ内のライトパイプの回転位置に依存して、２つの別個の入射位置を通した光の入射を可能にするよう構成される。
【図６】図５のライトパイプの底部後方透視図である。
【図７Ａ】ライトパイプの側面図である。
【図７Ｂ】ライトパイプのクレードル内に置かれたＳＭＴリールを示す分離された側面図であり、ライトパイプは、金属ロッドの回りに回転して２つの位置を取り得て、第１位置は、ＬＥＤからの光を第１光入射位置を通して導き、第２位置（図示の通り）は、ＬＥＤからの光を第２光入射位置を通して導く。
【図８Ａ】ファームウェアを保持し、メインＰＣ／タブレットと通信し、８０個の２色ＬＥＤの任意のものをオン、オフ状態に制御し、全てのスイッチの状態を読む、ＰＣＢアセンブリのマイクロコントローラ回路の回路図である。
【図８Ｂ】ファームウェアを保持し、メインＰＣ／タブレットと通信し、８０個の２色ＬＥＤの任意のものをオン、オフ状態に制御し、全てのスイッチの状態を読む、ＰＣＢアセンブリのマイクロコントローラ回路の回路図である。
【図９Ａ】電子ロック制御と共に、ＲＳ２３２ドライバＵ２、電源Ｕ４及びＵ３５を示す回路図である。
【図９Ｂ】電子ロック制御と共に、ＲＳ２３２ドライバＵ２、電源Ｕ４及びＵ３５を示す回路図である。
【図１０Ａ】ＬＥＤ（ＬＥＤ１−ＬＥＤ８０）を、ＬＥＤの明るさを制限する、それらに関連する抵抗と共に示す回路図である。
【図１０Ｂ】ＬＥＤ（ＬＥＤ１−ＬＥＤ８０）を、ＬＥＤの明るさを制限する、それらに関連する抵抗と共に示す回路図である。
【図１０Ｃ】ＬＥＤ（ＬＥＤ１−ＬＥＤ８０）を、ＬＥＤの明るさを制限する、それらに関連する抵抗と共に示す回路図である。
【図１１Ａ】ＰＣＢ（ＳＷ１−ＳＷ８０）中のスイッチ／ホール効果センサを示す回路図である。
【図１１Ｂ】ＰＣＢ（ＳＷ１−ＳＷ８０）中のスイッチ／ホール効果センサを示す回路図である。
【図１１Ｃ】ＰＣＢ（ＳＷ１−ＳＷ８０）中のスイッチ／ホール効果センサを示す回路図である。
【図１１Ｄ】ＰＣＢ（ＳＷ１−ＳＷ８０）中のスイッチ／ホール効果センサを示す回路図である。
【図１２Ａ】ホール効果センサの出力を読み出し、ＬＥＤを駆動するのに用いられるラッチＩＣを示す回路図である。
【図１２Ｂ】ホール効果センサの出力を読み出し、ＬＥＤを駆動するのに用いられるラッチＩＣを示す回路図である。
【図１２Ｃ】ホール効果センサの出力を読み出し、ＬＥＤを駆動するのに用いられるラッチＩＣを示す回路図である。
【図１２Ｄ】ホール効果センサの出力を読み出し、ＬＥＤを駆動するのに用いられるラッチＩＣを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
電子要素（electronic components）は、ＳＭＴ（表面実装技術）リール（２０）として一般に知られる、テープに入れられリールに巻かれるスタイルの形状に典型的にはパッケージ化される。これらのパッケージは、リール（パッケージ）当たり５，０００から１０，０００の電子部品を典型的には含み得る。添付の図面に示されるように、カート（１０）は、リール（２０）当たり２つの導電性プラスチックディバイダ（３０）を用い、列当たり２つの金属ロッドを用いて、単一のパッケージが単一の位置に置かれる形で７インチのリールを１４列（２６Ａ−２６Ｇ）格納するよう設計される。プラスチックディバイダ（３０）は、その中にリール（２０）を配置するためのリール格納位置を規定するスロットを形成する。これらのプラスチックディバイダ（３０）の配置は、三次元におけるリール間の過剰な空間を最小化する。カート（１０）のそれぞれの側面に７つの列があるので、トータルでは１４列ある。それぞれの列にあるプラスチックディバイダ（３０）は、８０個のリール格納位置を有するので、カート上においてトータルでは１，１２０個のリール格納位置がある。このアセンブリの図面は図１に示される。
【００１５】
それぞれのリール（２０）は、リール（２０）をディバイダ（３０）の間のスロット内に載せるよう構築され構成されるライトパイプ（４０）で保持される。それぞれのライトパイプ（４０）は、列中の対応するスロット内に支持され、ピボット軸（４２）について閉じられた位置及び開かれた位置の間で可動である。ＰＣＢアセンブリ（４３）及び多色ＬＥＤ（４５）がライトパイプの後ろに実装される。磁石（４７）は、ライトパイプ内に固定され、磁石は、ＬＥＤの上に位置する。磁石（４７）を持つ一つのライトパイプ（４０）がディバイダアセンブリのそれぞれにパチっと嵌められる。それぞれの位置にパチっと嵌められたライトパイプアセンブリを持つそれぞれの列には８０個の位置が存在する。それぞれのライトパイプ（４０）は、光が入射する２つの点を有するように設計され、一方の光入射点は（Ｂ）で示され、他方の光入射点は（Ａ）で示されている。
【００１６】
ライトパイプ（４０）は、３つの目的を果たす。第１の目的は、操作者がリール（２０）をそのそれぞれのプラスチックディバイダスロット位置内に置くことを助けること、及びリール（２０）をスロット内に保持することである。これは、リール（２０）をライトパイプのバックエンド（４４）にもたせ掛けてから、ライトパイプ（４０）がロッド（４２）の回りに回転することによって、リール（２０）がプラスチックディバイダハウジング内のその静止位置に置かれることを可能にすることによってなされる。リールが挿入され、ライトパイプがその閉じた位置へと回転する時、磁石は、ホールセンサをアクティベートし、リールの挿入の信号を発し、ライトパイプの第２の目的を達成する。ライトパイプ（４０）の第３の目的は、カート（１０）内での選択された部品の位置と共に、複数のジョブステータスを示す２色ＬＥＤ（４５）からの光を導くこと、及びＳＭＴリールステータス（例えば、リールが取り除かれた）も示すことである。
【００１７】
電子センサ及びＬＥＤインジケータを含むＰＣＢアセンブリが１４個、存在する。列当たり２つのＰＣＢが存在し、それぞれのＰＣＢは８０個のセンサを有する。電子ＰＣＢアセンブリ（４３）のうちの２つは、１６０個の位置からなる２つの平行なディバイダアセンブリの全ての位置を制御することができる。それぞれのＰＣＢ（４３）は、Ｕ２  ＩＣを用いた概略図に示されるようにＲＳ−２３２の信号を介してコントローラと通信する。ＲＳ−２３２信号は、ＰＣＢマイクロプロセッサＵ１にも接続され、Ｕ１は、８０個のＬＥＤ  ＬＳ１−ＬＳ８０及びそれぞれの磁石（４７）の存在又は不存在を検出するための８０個のホール効果スイッチＳＷ１−ＳＷ８０に接続される。マイクロプロセッサは、ＰＣＢのＥＥＰＲＯＭメモリデバイスＵ３にも接続される。操作者がリール（２０）をプラスチックディバイダ（３０）内に置きたいとき、彼又は彼女は、部品番号及びリール（２０）上に含まれる部品の数量をコントローラに入力する（例えば、カートに載せて運ばれる光学スキャナ（６２）を用いて）。コントローラは、この情報をＲＳ２３２通信バスを介して全てのＰＣＢ（４３）に送る。それから操作者は、彼又は彼女がスキャンしたばかりのリール（２０）を利用可能なプラスチックディバイダスロットの任意の一つの中に単に置く。ＰＣＢホール効果センサは、その閉じた位置に回転して戻ったばかりの、ライトパイプ（４０）からの新しい磁石の存在を検出する。ＰＣＢマイクロプロセッサアセンブリ（４３）は、スロット内に置かれたばかりのリール（２０）の位置をコンピュータに報告する。それはまた、リール（２０）上の部品のリール位置、部品番号、及び数量に関する情報の記録をそれが登録したことを操作者に示すように、そのリールの位置におけるＬＥＤ（４５）を点滅させる。リール（２０）がディバイダ（３０）の間のスロット内に置かれる時、ＬＥＤの光は、図７Ｂに示されるライトパイプ（４０）の点（Ｂ）においてライトパイプ（４０）に入る。ライトパイプ（４０）を通して導かれた光は、ライトパイプ（４０）の反対側のアウトボード端（Ｃ）を照らすことによって、選択された部分の位置と併せて、ライトパイプ（４０）の位置及びリール（２０）のステータスを示す。
【００１８】
操作者がある部品を取り出したいとき、彼又は彼女は、物理的にカートへ行くか、又は、例えばカート（１０）の末端に載せられている電子タブレット（６０）を用いてインターネットリンクを介してカートコンピュータへ行くことができる。操作者は、彼又は彼女がカート（１０）で見つけたい部品番号又は部品番号群のリストを入力する。コンピュータは、カート（１０）に置かれている全ての部品について、そのメモリの中で検索し、カートＰＣＢ（４３）へコマンドを送り、それらが操作者が要求する部品を含むそれぞれの位置のＬＥＤ（４５）を点灯するよう命令する。ＰＣＢがそのＬＥＤ（４５）をオンにすると、光は、点（Ｂ）においてライトパイプ（４０）に入る。それから操作者は、ライトパイプ（４０）の端部（４６）おいて引き下げることによってリール（２０）を取り出すが、これによってライトパイプ（４０）は、金属ロッド（４２）によって作られたピボット点の回りに回転し、それによってリールの取り出しを容易にする。ＰＣＢホール効果センサは、磁石がもはや存在しないことを検出し、それからその位置を照らすことを停止し、マイクロプロセッサは、リール（２０）の除去をＲＳ−２３２リンクを介してそのコントローラに報告する。
【００１９】
もし操作者が間違った部品（すなわち間違ったリール）を取り出したなら、間違った部品が取り出された位置のＬＥＤ（４５）が赤く点滅し、問題を示す。この時点でのＬＥＤ（４５）からの光は、ライトパイプ（４０）の点（Ａ）において入射する。コントローラは、操作者に間違いを教え、彼又は彼女に誤りを正すことを促す。
【００２０】
それぞれのＰＣＢアセンブリが組み立てられるのに必要な要素の部品番号及び数量を含む、部品表情報を提供されるとき、インテリジェントな在庫保管システムのソフトウェアは、あるジョブを完了するのに必要なそれぞれの要素の全体の数量を計算できる。リールがあるジョブに支給されるとき、インテリジェントな在庫保管システムのソフトウェアは、そのリール上で利用可能な要素の数量で完了することができるＰＣＢアセンブリの個数を計算する。操作者がさらなるリールを要求するとき、ソフトウェアは、何個のＰＣＢアセンブリが組み立てられたかを彼又は彼女に尋ねることができる。もしこの組み立てられたＰＣＢアセンブリの数量が、インテリジェントな在庫保管システムのソフトウェアが前に支給されたリールの数量に基づいて計算したものと大きく異なるなら、それは、以前に支給されたリール上の数量に食い違いが存在したことを意味する。前のリールが空になる前に組み立てられたボードの実際の個数に基づいて、インテリジェントな在庫保管システムのソフトウェアは、前に支給されたリール上に含まれる要素の実際の数量を計算し、新しいリールで消費されるべき要素の数量を正確に計算する。この機能は、インテリジェントな在庫保管システムが在庫の不正確さを検出及び修正することを可能にする。インテリジェントな在庫保管システムは、リール上に残っているテープの直径、リール上のテープの厚さ、リール上の要素のピッチに加えて、ＳＭＴリール上に保管されることが可能な要素の最大個数に基づいて、ＳＭＴリール上の要素の数量を計算することができる。これらの数値は、手動で入力されるか、又はセンサを介して入力され得る。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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