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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum Produzieren von individuellen Wert- und Sicherheitsdokumenten aus Vormaterialstücken. Die hergestellten Sicherheitsdokumente können beispielsweise Ausweiskarten oder andere Identifikationskarten (ID-Karten) sein oder als individualisierende Karten in ein buchförmiges Identifikationsdokument, beispielsweise ein Passbuch, wie einen Reisepass, eingebunden sein. Ferner können Wertdokumente beispielsweise Kreditkarten oder Geldkarten sein.
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Hintergrund der Erfindung
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Identifikationsdokumente, insbesondere Ausweisdokumente, wie Ausweiskarten, dienen dazu, die Identität einer Person zu überprüfen. Ausweisdokumente werden von staatlichen Stellen in Ausübung ihrer hoheitlichen Obliegenheiten ausgegeben, beispielsweise um dem Dokumenteninhaber einen Grenzübertritt in einen anderen Staat zu ermöglichen oder um sich gegenüber einem behördlichen Organ oder anderen Personen auszuweisen. Ein derartiges Ausweisdokument ist der deutsche Personalausweis, der gegenwärtig in Form einer Ausweiskarte im Format ID-1 gemäß ISO/IEC 7810 in der am Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung gültigen Fassung ausgegeben wird.
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Die Ausweiskarte weist die den Inhaber des Dokuments individualisierenden (personalisierenden) Daten auf, wie Name, Geburtsdatum und -ort, Staatsangehörigkeit, ein Gesichtsbild und die digital erfasste und drucktechnisch wiedergegebene Unterschrift des Dokumenteninhabers, ferner eine das Dokument identifizierende Seriennummer, das Ausgabedatum des Dokuments sowie Angaben über die ausstellende Behörde und den Typ des Dokuments. Ferner weist sie den aktuellen Wohnort sowie weitere biometrische Daten des Inhabers (Größe, Augenfarbe) auf. Des Weiteren ist die Ausweiskarte mit diversen Sicherheitsmerkmalen ausgestattet, die es einem Dritten erlauben, die Echtheit des Dokuments zu überprüfen, beispielsweise mittels eines Guillochendruckes, eines das Gesichtsbild des Inhabers und die maschinenlesbare Zone des Dokuments mit den Personen- und anderen Datenangaben wiedergebenden Hologramms sowie eines kinegrafischen Objekts, das beispielsweise das Bundeswappen zeigt.
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Die Ausweiskarte kann ferner auch als Bestandteil in ein buchförmig ausgebildetes Sicherheitsdokument eingebunden sein, beispielsweise in ein Passbuch. Passbücher weisen zusätzlich zu den die Person identifizierenden Daten auf der Dokumentenkarte, die beim deutschen Reisepass das Format ID-3 gemäß ISO/IEC 7810 in der am Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung gültigen Fassung hat, weitere Buchblätter auf, auf deren Seiten sogenannte Sichtvermerke (Visa) der Staaten angebracht werden können, in die die Person einreist. Die Dokumentenkarte, die Passbuchblätter und eine Einbanddecke sind in einem Heftverfahren miteinander verbunden.
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Die Dokumentenkarte, beispielsweise Ausweiskarte, kann typischerweise in Form eines Kunststofflaminats mit einem einlaminierten Folienstück, das die erforderlichen Informationen enthält, beispielsweise aus einem Polymermaterial, ausgebildet sein. Für die Herstellung von Passbüchern wird die Dokumentenkarte mit einer sogenannten Passlasche versehen, die seitlich über das vorgesehene Format der Dokumentenkarte vorsteht und mit den Passbuchblättern zusammengeheftet wird. Hierzu geht aus
DE 10 2008 031 654 A1 hervor, dass sich derartige Dokumentenkarten, die ausschließlich aus Polycarbonat-Schichten hergestellt sind, nicht dazu eignen, diese in ein Passbuch einzuarbeiten. Daher ist es üblich, Dokumentenkarten mit einem Kartenkörper herzustellen, in den mindestens eine Schicht eingearbeitet ist, die aus einem anderen Kunststoffmaterial besteht, welches sich zum Einbinden in ein Passbuch eignet und ein problemloses Umblättern der Dokumentenkarte in dem Passbuch ermöglicht. Diese Kunststoffschicht wird so eingearbeitet, dass sie die Lasche bildet, mit der die Dokumentenkarte in das Passbuch eingebunden wird.
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Der Erfindung zugrunde liegende Aufgaben
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Die vorstehend beschriebenen Identifikationsdokumente (Sicherheitsdokumente) werden in herkömmlicher Weise in Produktionsanlagen hergestellt, die auf sogenannten Insellösungen beruhen, d.h. die einzelnen Produktionsschritte werden in nur lose verketteten Anlagenteilen durchgeführt. Dabei benötigte Ausgangsmaterialien und entstehende Zwischenprodukte werden auf- und abmagaziniert und von Hand kistenweise von einer Anlagenstation zur nächsten transportiert, d.h. die Dokumente werden chargenweise produziert. Diese Vorgehensweise ist nachteilig, beispielsweise weil der Flächenbedarf für die Anlage hoch ist und die Anlagen ortsfest sind. Außerdem sind diese Anlagen im Hinblick auf die Eignung, unterschiedliche Dokumentenarten herstellen zu können, unflexibel, da in einer Charge nur ein Dokumententyp hergestellt werden kann, sodass die Durchlaufzeit für die Identifikationsdokumente lang ist. Problematisch ist auch, dass die einzelnen Verfahrensschritte unterschiedliche Kapazitäten der hierfür vorgesehenen Anlagenteile in Anspruch nehmen. Dieses Problem kann noch dadurch verschärft werden, dass einzelne Anlagenmodule ausfallen können, sodass die Produktion der Dokumente unterbrochen werden muss und die Durchlaufzeit der Charge nochmals verlängert wird. Entsprechendes gilt für den Fall, dass einzelne Dokumente fehlerhaft produziert und daher erneut hergestellt werden müssen.
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Von daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Produktionsanlage zu schaffen, die einen geringen Flächenbedarf hat und außerdem sehr flexibel einsetzbar ist, sodass Wert- und Sicherheitsdokumente unterschiedlicher Typen hergestellt werden können. In der Produktionsanlage soll ein dafür vorgesehenes Produktionsverfahren ausführbar sein.
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Ferner hat es sich herausgestellt, dass die Herstellung von Wert- und Sicherheitsdokumenten insbesondere dann eine erhebliche Zeitdauer erfordert, wenn diese an einer zentralen Herstellungsstätte hergestellt werden. Denn unterschiedliche Typen von Dokumenten müssen in diesem Falle gleichzeitig hergestellt werden. Von daher liegt der vorliegenden Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Produzieren der Wert- und Sicherheitsdokumente und ein Verfahren zu deren Produktion zu schaffen, mit denen eine schnelle Herstellung auch von unterschiedlichen Typen von Wert- und Sicherheitsdokumenten möglich ist.
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Außerdem soll die Herstellung der Wert- und Sicherheitsdokumente auch kostengünstig und mit möglichst geringem Ausschuss sowie unter Einhaltung der erforderlichen Arbeitsschutzmaßnahmen, insbesondere gegenüber weniger intensiv geschultem Bedienungspersonal, das in einer dezentralen Herstellungsstätte tätig ist, möglich sein.
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Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15, sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Definitionen:
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Soweit nachfolgend der Begriff ‚Anlagenmodul‘ verwendet wird, so ist darunter eine physikalische Produktionseinheit zu verstehen, die Eigenschaftsänderungen an den ihnen zugeführten Vormaterialstücken vornimmt. Dazu können der physikalischen Produktionseinheit einzelne oder mehrere Vormaterialstücke zu- und abgeführt werden. Der Begriff Anlagenmodul soll insbesondere auch Magazinmodule umfassen, welche Vormaterialstücke vor-, zwischen- und/oder nachlagern können.
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Soweit nachfolgend die Begriffe ‚individualisiert‘ und ‚individualisierend‘ verwendet werden, so ist darunter eine Eigenschaft eines Wert- oder Sicherheitsdokuments, beispielsweise einer Kredit- oder Ausweiskarte oder eines Reisepasses, zu verstehen, der zufolge das Dokument einem bestimmten Subjekt (Person, Tier, Gegenstand) zuordenbar ist. Diese Eigenschaft ergibt sich aus vorgegebenen Sicherheitsmerkmalen der Wert- oder Sicherheitsdokumente. Soweit nachfolgend die Begriffe ‚personalisiert‘ und ‚personalisierend‘ verwendet werden, so ist darunter die Eigenschaft eines Wert- oder Sicherheitsdokuments zu verstehen, der zufolge das Dokument einer Person zuordenbar ist.
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Soweit nachfolgend der Begriff ‚Wert- und Sicherheitsdokument‘ bzw. ‚Wert- oder Sicherheitsdokument‘ verwendet wird, so ist darunter vorzugsweise ein Dokument in Form eines flachen, insbesondere bevorzugt rechteckigen, Trägers für anzuzeigende, vorzugsweise individualisierte, Informationen zu verstehen. Unter einer Wert- oder Sicherheitskarte ist sowohl ein steifer als auch flexibler Gegenstand zu verstehen, also sowohl ein nicht oder wenig bieg- oder verwindbarer Gegenstand als auch ein leicht biegbarer Gegenstand. Beispielsweise kann die Karte eines der Formate ID-1, ID-2 oder ID-3 gemäß ISO/IEC 7810 in der zum Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung gültigen Fassung haben. Das Wert- oder Sicherheitsdokument kann beispielsweise ein Personalausweis, Führerschein, ein Zugangskontrollausweis oder eine andere ID-Karte, eine Scheck-, Bank-, Kredit- oder Barzahlungskarte, Kundenkarte, Gesundheitskarte, Chipkarte, ein Firmenausweis, Berechtigungsnachweis, Mitgliedsausweis, Ticket, Geschenk- oder Einkaufsgutschein oder ein sonstiger kartenförmiger Berechtigungsnachweis sein. Das Wert- oder Sicherheitsdokument kann aus einem für den erfindungsgemäßen Zweck geeigneten Material hergestellt sein, beispielsweise aus einem Kunststoff (Polymer), aus Papier, Pappe, Glas oder anderen Materialien oder Mischungen dieser Materialien, und gegebenenfalls mit Verstärkungsmaterialien gefüllt sein. Das Wert- oder Sicherheitsdokument ist durch Lamination aus Laminatlagen hergestellt, die beispielsweise aus einem Material bestehen, das sich für eine Lamination eignet. Das Wert- oder Sicherheitsdokument kann aus einem Polymer gebildet sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, umfassend Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), deren Derivate, wie Glykol-modifiziertes PET (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), thermoplastische Elastomere (TPE), insbesondere thermoplastisches Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) sowie deren Derivate, Polyamid (PA) und/oder Papier (Cellulose) und/oder Pappe und/oder ein Glas und/oder Metall und/oder eine Keramik. Außerdem kann das Wert- oder Sicherheitsdokument auch aus mehreren dieser Materialien hergestellt sein, insbesondere wenn die einzelnen Lagen aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. Bevorzugt besteht das Wert- oder Sicherheitsdokument aus PC oder PC/TPU/PC. Die Polymere können entweder gefüllt oder ungefüllt vorliegen. Im letzteren Falle sind sie vorzugsweise transparent oder transluzent. Falls die Polymere gefüllt sind, sind sie opak. Die Dicke einer Dokumentenkarte beträgt vorzugsweise 250 bis 950 µm.
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Soweit nachfolgend der Begriff ‚Bearbeitungsschema‘ verwendet wird, so ist darunter der geordnete, logische und reale Ablauf einzelner Bearbeitungsschritte, welche zur Produktion eines Wert- oder Sicherheitsdokuments in den Anlagenmodulen durchlaufen werden müssen, zu verstehen.
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Grundzüge der Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen:
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Insbesondere wird eine Anlage zum Produzieren von individuellen Wert- und Sicherheitsdokumenten aus Vormaterialstücken in mindestens zwei Bearbeitungsschritten eines jeweils individuellen Bearbeitungsschemas geschaffen, gebildet durch: (a) zur Ausführung der mindestens zwei Bearbeitungsschritte ausgebildete Anlagenmodule; (b) eine die Anlagenmodule verbindende Transporteinrichtung; (c) eine zur Steuerung der Transporteinrichtung ausgebildete Anlagen-Steuereinheit; wobei die Anlagenmodule in Bezug auf die Transporteinrichtung derart angeordnet sind und die Transporteinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Transporteinrichtung Vormaterialstücke sämtlichen Anlagenmodulen in beliebiger Reihenfolge zuführen kann und Vormaterialstücke von sämtlichen Anlagenmodulen in beliebiger Reihenfolge abführen kann, wobei die Transporteinrichtung mit der Anlagen-Steuereinheit ansteuerbar ist, sodass die Vormaterialstücke einem zur Ausführung eines Bearbeitungsschrittes vorgesehenen Anlagenmodul zuführbar sind.
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Ferner wird ein Verfahren zum Produzieren von individuellen Wert- und Sicherheitsdokumenten aus Vormaterialstücken in mindestens zwei Bearbeitungsschritten eines jeweils individuellen Bearbeitungsschemas zur Verfügung gestellt, mit zur Ausführung der mindestens zwei Bearbeitungsschritte ausgebildeten Anlagenmodulen und einer die Anlagenmodule verbindenden Transporteinrichtung, wobei die Transporteinrichtung Vormaterialstücke sämtlichen der Anlagenmodule in beliebiger Reihenfolge zuführen kann und Vormaterialstücke von sämtlichen der Anlagenmodule in beliebiger Reihenfolge abführen kann, umfassend folgende Verfahrensschritte: (i) Bereitstellen der zum Produzieren der individuellen Wert- oder Sicherheitsdokumente vorgesehenen Vormaterialstücke; (ii) Ermitteln eines Anlagenmoduls zum Ausführen des nächsten Bearbeitungsschrittes anhand des jeweils individuellen Bearbeitungsschemas; (iii) Ansteuern der Transporteinrichtung mittels einer zur Steuerung der Transporteinrichtung ausgebildeten Anlagen-Steuereinheit zum Zuführen eines oder mehrerer Vormaterialstücke zu dem zur Ausführung des nächsten auszuführenden Bearbeitungsschrittes ausgebildeten Anlagenmodul; (iv) Zuführen des einen oder der mehreren Vormaterialstücke zu dem ausgewählten Anlagenmodul; (v) Ausführen des Bearbeitungsschrittes in dem ausgewählten Anlagenmodul durch Verändern mindestens einer Eigenschaft des einen oder der mehreren Vormaterialstücke; (vi) Ansteuern der Transporteinrichtung mittels der Anlagen-Steuereinheit zum Abführen des einen oder der mehreren bearbeiteten Vormaterialstücke von dem ausgewählten Anlagenmodul; (vii) Abführen des einen oder der mehreren bearbeiteten Vormaterialstücke von dem ausgewählten Anlagenmodul; und (viii) Ausführen weiterer Bearbeitungsschritte des individuellen Bearbeitungsschemas durch Wiederholen der vorstehenden Verfahrensschritte (ii) bis (vii).
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Weiter wird ein Verfahren zum Herstellen einer Gesamtheit von verschiedenen individuellen Wert- und Sicherheitsdokumenten nach individuellen Bearbeitungsschemata durch Ausführen des vorgenannten Verfahrens geschaffen.
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Die Kernidee der Erfindung ist, eine Anlage und zugehörige Verfahren bereit zu stellen, bei denen eine Transporteinrichtung in der Lage ist, sämtliche für das Produzieren von individuellen Wert- und Sicherheitsdokumenten notwendigen Bearbeitungsschritte in Hinblick auf einen Materialfluss aus Vormaterialstücken miteinander zu verbinden. Dazu ist die Transporteinrichtung derart ausgebildet, die Vormaterialstücke an sämtliche Anlagenmodule der Anlage zu befördern. Auf diese Weise können die Vormaterialstücke sowohl jedem der Anlagenmodule zugeführt als auch von jedem der Anlagenmodule wieder abgeführt werden. Der Vorteil ist, dass auf Grund der flexiblen Anordnung der einzelnen Bearbeitungsschritte beliebige Produktionsabläufe realisiert werden können. Es ist somit ohne großen Aufwand und in einer kompakten Ausführungsform der Anlage möglich, jeweils individuell gestaltete Wert- und Sicherheitsdokumente zu produzieren.
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Die Vormaterialstücke, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt, in den einzelnen Bearbeitungsschritten hergestellt und dann in nachfolgenden Bearbeitungsschritten weiter bearbeitet werden, sind in einem typischen erfindungsgemäßen Produktionsverfahren exemplarisch folgende Materialien:
- – Polymerfolienstücke, die zum Bedrucken mit Wiedergaben individualisierender Daten und anschließenden Laminieren vorgesehen sind;
- – Polymerfolienstücke, die, ohne bedruckt zu werden, zum Laminieren vorgesehen sind, ferner Sicherheitsfäden, Sicherheitselemente (Patches) und andere laminierfähige Folienstücke;
- – ein in einer Druckvorrichtung mit Wiedergaben individualisierender Daten bedrucktes Polymerfolienstück;
- – ein durch Zusammentragen von bedruckten und unbedruckten Folienstücken, Sicherheitsfäden, Sicherheitspatches und anderen Folienstücken hergestellter Stapel, der einer Laminiervorrichtung zugeführt werden soll;
- – ein durch ein Laminierverfahren hergestelltes Laminatstück;
- – ein in einem Rand-Beschneideverfahren beschnittenes Laminatstück;
- – ein Hologrammfilm;
- – ein in einer Hologramm-Erzeugungsvorrichtung hergestellter, mit einem Hologramm belichteter und fixierter Hologrammfilm;
- – ein mit dem Hologramm versehenes Laminatstück;
- – ein mit dem Hologramm versehenes und in einer Format-Beschneidevorrichtung auf ein gewünschtes Format beschnittenes Laminatstück;
- – ein mit einer Lasche versehenes Laminatstück, wobei dieses Laminatstück zum Einbinden in ein buchförmiges Wert- oder Sicherheitsdokument vorgesehen ist; sowie
- – ein mit lasergravierten Wiedergaben von Daten versehenes Laminatstück
- – ein elektronisches Bauteil, wie beispielsweise eine RFID-Schaltung.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Produktionsverfahren werden gemäß Verfahrensschritt (i) zunächst die Vormaterialstücke, d.h. entsprechende Vorprodukte der individuellen Wert- oder Sicherheitsdokumente, zur Verfügung gestellt, beispielsweise zu laminierende Folienstücke, einschließlich eines Inlayfolienstückes, lasergravierbarer Folienstücke und gegebenenfalls eines eine RFID-Schaltung tragenden Folienstückes, ein Sicherheitsfaden, ein Sicherheitspatch und dergleichen. Vorzugsweise werden fünf bis neun Folienstücke zusammengetragen. Zur Herstellung der Dokumente werden die einzelnen Bearbeitungsschritte des jeweils individuellen Bearbeitungsschemas zur Produktion der individuellen Wert- und Sicherheitsdokumente ausgeführt.
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Zur Ausführung eines einzelnen von mehreren Bearbeitungsschritten werden dann folgende Verfahrensschritte ausgeführt: Gemäß Verfahrensschritt (ii) wird ein Anlagenmodul zum Ausführen des nächsten Bearbeitungsschrittes anhand des jeweils individuellen Bearbeitungsschemas ermittelt. Falls mehrere parallele Anlagenmodule zur Ausführung eines bestimmten Bearbeitungsschrittes verfügbar sind, wird irgendeines ausgewählt oder anhand bestimmter Kriterien festgestellt, welches der Anlagenmodule verwendet werden soll. Kriterien zur Auswahl des Anlagenmoduls können beispielsweise eine Häufigkeit der Nutzung sein, um auf diese Weise eine gleichmäßige Aus- und Abnutzung zu erlangen, oder eine Disposition entsprechend einer Vorplanung, um beispielsweise eine Produktionszeit zu minimieren.
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Im nachfolgenden Verfahrensschritt (iii) wird die Transporteinrichtung mittels der Anlagen-Steuereinheit angesteuert, sodass ein oder mehrere Vormaterialstücke zu dem zur Ausführung des nächsten Bearbeitungsschrittes ausgebildeten Anlagenmodul befördert werden.
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Gemäß Verfahrensschritt (iv) wird dann das eine oder die mehreren Vormaterialstücke dem ausgewählten Anlagenmodul zugeführt. Gemäß Verfahrensschritt (v) wird das eine oder die mehreren Vormaterialstücke nachfolgend in dem ausgewählten Anlagenmodul bearbeitet. Hierzu wird mindestens eine Eigenschaft des einen oder der mehreren Vormaterialstücke verändert. Beispielsweise sind das eine oder die mehreren Vormaterialstücke ein Polymerfolienstück, das mittels einer Druckvorrichtung mit individualisierenden, insbesondere personalisierenden, Daten bedruckt wird, oder das eine oder die mehreren Vormaterialstücke sind ein mit einem Hologrammfilm beschichtetes Polymerlaminatstück, das mittels einer Format-Beschneidevorrichtung auf das gewünschte Format beschnitten wird (Formatschnitt).
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Gemäß Verfahrensschritt (vi) wird die Transporteinrichtung anschließend mittels der Anlagen-Steuereinheit zum Abführen des einen oder der mehreren bearbeiteten Vormaterialstücke von dem ausgewählten Anlagenmodul angesteuert. Im Rahmen des nachfolgenden Verfahrensschritts (vii) werden das eine oder die mehreren bearbeiteten Vormaterialstücke von dem ausgewählten Anlagenmodul abgeführt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Abführen des einen oder der mehreren bearbeiteten Vormaterialstücke von dem ausgewählten Anlagenmodul mit dem Zuführen zum nächsten gemäß dem individuellen Bearbeitungsschema vorgesehenen Anlagenmodul verbunden wird (siehe Verfahrensschritte (ii) bis (iii)).
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Zur Ausführung weiterer Bearbeitungsschritte an dem einen oder den mehreren bearbeiteten Vormaterialstücken werden anschließend die vorgenannten Verfahrensschritte (ii) bis (vii) erneut durchgeführt.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird auch das Problem gelöst, dass mehrere unterschiedliche Produktvarianten eines Wert- oder Sicherheitsdokuments mit herkömmlichen Produktionsanlagen erst nach einer Umrüstung produziert werden können, sodass sich erhebliche Zeitverzögerungen und damit lange Produktionszeiten ergeben. Denn typischerweise werden unterschiedliche Dokumentenvarianten chargenweise in derselben Produktionsanlage hergestellt, wobei die Anlage nach der Produktion einer Charge einer ersten Dokumentenvariante umgerüstet wird, um sie für die Produktion einer zweiten Dokumentenvariante einzurichten. Indem mehrere Anlagenmodule vorgesehen werden, die jeweils zur Ausführung einer von mehreren unterschiedlichen Bearbeitungsschrittvarianten ausgebildet sind, können die einzelnen Vormaterialstücke bestimmungsgemäß zu den hierzu vorgesehenen Anlagenmodulen, die für die Ausführung der jeweiligen Bearbeitungsschrittvariante ausgebildet sind, geführt werden. Beispielsweise können in einem Laminiermodul mehrere Laminierblechtypen (beispielsweise in unterschiedlichen Formaten und/oder mit unterschiedlichen Prägestrukturen) vorgehalten werden oder es kann für jedes der Laminierblechtypen ein eigenes Anlagenmodul vorgesehen sein.
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Die Anlagen-Steuereinheit ist durch eine elektronische Recheneinheit gebildet und weist vorzugsweise eine Einheit zur Speicherung von Daten auf. Es handelt sich vorzugsweise um einen herkömmlichen Prozessrechner. Die Anlagen-Steuereinheit kann eine programmierbare Steuereinheit sein.
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Die Anlagen-Steuereinheit steuert die Transporteinrichtung (und gegebenenfalls die Anlagenmodule) in der erfindungsgemäßen Produktionsanlage und ist zur Datenübermittlung an die Transporteinrichtung (und die Anlagenmodule) und Datenerfassung von der Transporteinrichtung (und den Anlagenmodulen) ausgebildet. Die Anlagen-Steuereinheit kann durch eine zentrale Recheneinheit gebildet sein, die wie bei einem herkömmlichen Produktionssteuerungssystem mit der Transporteinrichtung (und den Anlagenmodulen) direkt kommuniziert.
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Zur Übermittlung von Daten und Steuerbefehlen von der Anlagen-Steuereinheit zu den Anlagenmodulen und der Transporteinrichtung und von diesen zu der Anlagen-Steuereinheit dienen Kommunikationsleitungen. Insbesondere kann hierzu ein LAN, beispielsweise auf der Basis eines Glasfasernetzes, vorgesehen sein. Anstelle eines LAN kann auch ein drahtloses Netz (WLAN) installiert sein. Ferner ist auch die Verwendung von in der Industrie etablierten Kommunikationsstandards möglich, wie beispielsweise Modbus oder Profibus.
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Die Anlagenmodule sind vorzugsweise folgende Produktionsmodule, die in herkömmlicher Art und Weise ausgebildet sind: Jeweils mindestens eines der Anlagenmodule kann durch eine Druckvorrichtung oder durch eine Anlegevorrichtung zum Zusammentragen von Vormaterialstücken oder durch eine Laminiervorrichtung oder eine Rand-Beschneidevorrichtung oder eine Vorrichtung zur Ermittlung der Qualität der beim Laminieren und Randbeschneiden erzeugten Vormaterialstücke in Form von Laminatstücken oder durch eine Hologramm-Erzeugungsvorrichtung oder durch eine Hologramm-Applikationsvorrichtung oder durch eine Format-Beschneidevorrichtung oder durch eine Vorrichtung zum Anbringen einer Lasche an die Vormaterialstücke oder durch eine Lasergraviervorrichtung oder durch eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung des fertiggestellten Wert- oder Sicherheitsdokuments gebildet sein. Mit diesen Bearbeitungsschritten kann eine Dokumentenkarte, beispielsweise eine Ausweiskarte oder eine zum Einbinden in ein buchförmiges Dokument, beispielsweise einen Reisepass, vorgesehene Identifikationskarte produziert werden. Weitere Anlagenmodule können eine Hologrammbelichtungs- und/oder Holgrammentwicklungseinrichtung, eine Perforationseinrichtung, eine Stanzeinrichtung, eine Ultraschallprägeeinrichtung oder eine Bohreinrichtung umfassen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Transporteinrichtung eine oder mehrere Transporteinheiten umfasst, wobei jeder Transporteinheit mehrere der Anlagenmodule zugeordnet sind, und wobei jede Transporteinheit derart ausgebildet ist, Vormaterialstücke den jeweils zugeordneten Anlagenmodulen in beliebiger Reihenfolge zuführen zu können und Vormaterialstücke von den jeweils zugeordneten Anlagenmodulen in beliebiger Reihenfolge abführen zu können. Auf diese Weise kann die Transporteinrichtung flexibel gestaltet werden und den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine erste Transporteinheit nur in bestimmte Anlagenmodule eingreifen kann, eine zweite Transporteinheit wiederum in andere Anlagenmodule. Zusammen genommen können die Transporteinheiten in sämtliche Anlagenmodule eingreifen.
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In dieser Ausführungsform kann die Anlagen-Steuereinheit auch durch ein hierarchisches System gebildet sein, in dem einer übergeordneten Recheneinheit eine untergeordnete Recheneinheit zugeordnet ist, die wiederum mit der ihr zugewiesenen Transporteinheit kommuniziert. Hierzu steuert die untergeordnete Recheneinheit die Transporteinheit und übermittelt Daten an diese und erfasst Daten von dieser. Die übergeordnete Recheneinheit steuert die untergeordnete Recheneinheit und ist zur Datenübermittlung an diese und Datenerfassung von dieser ausgebildet. Prinzipiell sind beliebig viele Hierarchieebenen möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die eine Transporteinheit oder eine der mehreren Transporteinheiten derart ausgebildet sind, Vormaterialstücke sämtlichen Anlagenmodulen in beliebiger Reihenfolge zuführen zu können und Vormaterialstücke von sämtlichen Anlagenmodulen in beliebiger Reihenfolge abführen zu können.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der einer der mehreren Transporteinheiten zugeordneten Anlagenmodule und der einer weiteren der mehreren Transporteinheiten zugeordneten Anlagenmodule identisch ist. Dies hat den Vorteil, dass Anlagenmodule auch von mehreren Transporteinheiten versorgt werden können. Dadurch kann ein Durchsatz beim Herstellen der individuellen Wert- und Sicherheitsdokumente erhöht werden.
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Je nach Art des zu transportierenden Vormaterialstücks oder des für den aktuellen Bearbeitungsschritt vorgesehenen Anlagenmodules, für den ein zu transportierendes Vormaterialstück vorgesehen ist, kann es notwendig sein, das Vormaterialstück auf eine bestimmte Art und Weise zu transportieren. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass die eine oder die mehreren Transporteinheiten jeweils ein Transportelement aufweisen, wobei das Transportelement mindestens eine Greif- und/oder Halteeinheit umfasst. Diese Greif- und/oder Halteeinheit ist dann passend für das zu transportierende Vormaterialstück und/oder für den folgenden Bearbeitungsschritt ausgebildet.
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Das Transportelement ist generell derart ausgebildet, ein Vormaterialstück mit dem Anlagenmodul über eine entsprechend gestaltete Schnittstelle auszutauschen. Eine solche Schnittstelle umfasst dabei beispielsweise Einrichtungen zum Entgegennehmen oder Übergeben des Vormaterialstückes. Dazu können weitere Halteeinheiten innerhalb des Anlagenmoduls ausgebildet sein.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass mindestens eines der Anlagenmodule ein Eingangs- und/oder ein Ausgangsmagazin aufweist, so dass Vormaterialstücke vor und/oder nach der Ausführung eines Bearbeitungsschrittes in dem mindestens einen Anlagenmodul zwischengelagert werden können.
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Ist für einen folgenden Bearbeitungsschritt vorgesehen, dass ein anderes Vormaterialstück oder ein bearbeitetes und somit in seinen physikalischen Eigenschaften verändertes Vormaterialstück zu transportieren ist, so kann die Greif- und/oder Halteeinheit gegebenenfalls ungeeignet sein, dass entsprechende Vormaterialstück aufzunehmen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass das Transportelement mindestens eine weitere Greif- und/oder Halteeinheit umfasst, wobei die mindestens eine weitere Greif- und/oder Halteeinheit verschiedenartig von der mindestens einen Greif- und/oder Halteeinheit ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur eine Greif- und/oder Halteeinheit am Transportelement zur Verfügung steht. Die mindestens eine weitere Greif- und/oder Halteeinheit steigert die Flexibilität.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Greif- und/oder Halteeinheit und/oder die mindestens eine weitere Greif- und/oder Halteeinheit austauschbare Greif- und/oder Haltemittel umfassen, wobei die Anlagen-Steuereinheit derart ausgebildet ist, ein für das in einem Bearbeitungsschritt zu bearbeitende Vormaterialstück geeignetes Greif- und/oder Haltemittel auszuwählen und die mindestens eine Greif- und/oder Halteeinheit und/oder die mindestens eine weitere Greif- und/oder Halteeinheit mit dem jeweils ausgewählten Greif- und/oder Haltemittel zu bestücken. Somit lässt sich die Flexibilität des Transportelements bzw. der Transporteinheit noch weiter steigern. Je nach Vormaterialstück kann eine der Greif- und/oder Halteeinheiten mit einem entsprechenden Greif- und/oder Haltemittel flexibel bestückt werden, so dass immer das für das Vormaterialstück, das transportiert werden soll, passende Greif- und/oder Haltemittel verwendet wird. Die Greif- und/oder Haltemittel können beispielsweise in einem Magazin vorgehalten werden. Das Magazin kann dabei an der Transporteinheit oder dem Transportelement selber oder aber auch außerhalb von der Transporteinheit positioniert sein, beispielsweise an einer den Anlagenmodulen benachbarten Position.
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Beim Verfahren ist ferner vorgesehen, dass Verfahrensschritt (iii) eine Auswahl eines für das zu bearbeitende Vormaterialstück geeigneten Greif- und/oder Haltemittels und ein entsprechendes Bestücken der Greif- und/oder Halteeinheit mit dem ausgewählten Greif- und/oder Haltemittel umfasst.
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Verschiedene Greif- und Haltemittel können zum Einsatz kommen. Beim Produzieren von Wert- und Sicherheitsdokumenten sind Vormaterialstücke beispielsweise oft sehr dünne Folien. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass mindestens eines der Greif- und/oder Haltemittel einen Saugnapf oder eine Vielzahl von Saugnäpfen umfasst. Über einen solchen Saugnapf oder eine solche Vielzahl von Saugnäpfen kann eine dünne Folie sicher fixiert und transportiert werden. Die Größe der Saugnäpfe richtet sich nach der Dicke und der Beschaffenheit der zu transportierenden Folie. Natürlich können auch andere Vormaterialstücke mittels Saugnäpfen gehalten und transportiert werden. Die Saugnäpfe können insbesondere auch mittels hydraulischer Ansaug- oder ein Vakuum erzeugenden Einrichtungen ausgebildet sein.
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Sind beispielsweise dickere Vormaterialstücke zu transportieren, so bietet sich ein seitlicher Angriff der Greif- und/oder Haltemittel an das Vormaterialstück an. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass mindestens eines der Greif- und/oder Haltemittel als ein seitlich angreifender Schlitten ausgebildet ist, so dass ein in den Schlitten eingeschobenes oder aufgelegtes Vormaterialstück von einer Oberseite und/oder einer Unterseite bearbeitbar ist.
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Bleiben eine Oberseite und/oder eine Unterseite eines Vormaterialstückes beim Greifen bzw. Halten frei, so können sie trotz der Anwesenheit des Greif- und/oder Haltemittels in einem Anlagenmodul bearbeitet werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass mindestens eines der Greif- und/oder Haltemittel derart ausgebildet ist, ein Vormaterialstück vor und/oder während und/oder nach der Ausführung eines Bearbeitungsschrittes in einem der Anlagenmodule zu positionieren und/oder zu orientieren. Dies bietet den Vorteil, dass das Transportelement mit den Greif- und/oder Haltemitteln dazu verwendet werden kann, das Vormaterialstück während des Bearbeitungsschrittes zu positionieren und/oder zu orientieren. Dabei sind sowohl einmalige, während des Bearbeitungsschrittes dann aber statische, Positionierungs- und/oder Orientierungsmaßnahmen möglich. Ferner sind aber auch dynamische Positionierungs- und/oder Orientierungsmaßnahmen möglich, beispielsweise, wenn eine Orientierung des Vormaterialstückes während eines Bearbeitungsschrittes schrittweise oder kontinuierlich geändert wird. Durch die Möglichkeit, das Vormaterialstück über das Transportelement zu positionieren und/oder orientieren, kann beispielsweise auf eine entsprechende Positionierungs- und/oder Orientierungseinheit in einem Anlagenmodul verzichtet werden. Dies spart Kosten ein. Natürlich ist es möglich, dass ein solches Positionieren und/oder Orientieren nur in einzelnen, nicht aber allen Anlagenmodulen, durchgeführt wird.
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In einer Ausführungsform ist insbesondere vorgehen, dass der Bearbeitungsschritt ein Laserbearbeitungsschritt ist und das Herstellen eines CLI/MLI und/oder einer Laserperforation und/oder einer Lasermarkierung umfasst. Während der Laserbearbeitung kann das Vormaterialstück dann von dem Transportelement statisch und/oder dynamisch positioniert und/oder orientiert werden.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anlagenmodule einander benachbart weitgehend in Form eines zweidimensionalen Arrays angeordnet sind. Auf diese Weise wird es der Transporteinrichtung bzw. der einen oder der mehreren Transporteinheiten ermöglicht, an sämtliche Anlagenmodule zu gelangen bzw. in sämtliche Anlagenmodule eingreifen zu können, um Vormaterialstücke zu- und abzuführen. Ferner erlaubt es diese Ausführungsform, die Anlage bzw. das Bearbeitungsschema flexibel zu erweitern. Weitere Anlagenmodule können nahezu beliebig hinzugefügt werden, beispielsweise durch Erweitern der Anlage an einer der lateralen Seiten. Die eine oder die mehreren Transporteinheiten können beispielsweise zusätzlich auf einer lateral verlaufenden Schiene gelagert sein, so dass die eine oder die mehreren Transporteinheiten auf der Schiene entlang der neu hinzugefügten Anlagenmodule verfahren werden können und eine Erweiterung der Anlage nahezu beliebig möglich ist. Die jeweiligen Transportelemente können mit den Greif- und/oder Haltemitteln dann in die Anlagenmodule eingreifen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anlagenmodule einander benachbart in Form einer dreidimensionalen Anordnung um die Transporteinrichtung herum angeordnet sind. In dieser Anordnung kann die Transporteinrichtung besonders effizient arbeiten, da die Transportwege zwischen den Anlagenmodulen minimiert sind. Eine oder mehrere Transporteinheiten der Transporteinrichtung müssen dann beispielsweise ohne ein laterales Verfahren lediglich eine Drehung um eine Achse durchführen, um mit dem jeweiligen Transportelement in die einzelnen Anlagenmodule an- oder eingreifen zu können. Dadurch wird eine Transportzeit verringert und die Anlage kompakter ausgebildet. Ein Erweitern der Anlage durch Hinzufügen weiterer Anlagenmodule ist dabei trotzdem möglich, da weitere Anlagenmodule in vertikaler Richtung hinzugefügt werden können, solange diese von dem jeweiligen Transportelement noch erreicht werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anlagenmodule einander benachbart in Form eines teilweise oder vollständig umlaufenden Hohlzylinders angeordnet sind, wobei sich die Transporteinrichtung innerhalb des Hohlzylinders befindet. In dieser Ausführungsform ist ein Transportweg zwischen den Anlagenmodulen besonders kurz und die Anlage ist besonders kompakt ausgebildet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die eine oder die mehreren Transporteinheiten der Transporteinrichtung als Mehrachsenroboter und/oder Gelenkarmroboter ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass ein solcher Mehrachsenroboter und/oder Gelenkarmroboter besonders kompakt ausgebildet ist und Transportwege zwischen den Anlagenmodulen besonders ergonomisch ausgestaltet werden können. Ferner erlaubt dies einen äußerst kompakten Aufbau der Anlage und es wird darüber hinaus auch möglich, die Anlage flexibel an örtliche Gegebenheiten und/oder eine bereits bestehende Produktionslinie anzupassen, da ein Mehrachsen- und/oder Gelenkarmroboter auf Grund seines flexibel und platzsparend gestaltbaren Transportweges auch schwierige Greif- und/oder Haltemanöver durchführen kann, beispielsweise ein „um die Ecke greifen“.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Greif- und/oder Halteeinheit zangenartige Greif- und/oder Haltemittel umfasst. Vorzugsweise sind die Greif- und/oder Haltemittel derart ausgebildet, ein mittels der zangenartigen Greif- und/oder Haltemittel gehaltenes Wert- oder Sicherheitsdokument zu verformen, insbesondere in einen gebogenen Zustand zu bringen.
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Durch die Anlage und die Verfahren wird es möglich, nahezu beliebige Kombinationen aus Bearbeitungsschritten durchzuführen. Entsprechend des jeweiligen individuellen Bearbeitungsschemas wird ein Vormaterialstück nacheinander den entsprechenden Anlagenmodulen zugeführt. Für unterschiedliche Wert- und/oder Sicherheitsdokumente können dann unterschiedliche, das heißt individuelle, Abfolgen von Bearbeitungsschritten entsprechend des jeweiligen individuellen Bearbeitungsschemas realisiert werden. Die Anlagen-Steuerung kann beispielsweise eine Liste der zu produzierenden Wert- oder Sicherheitsdokumente vorhalten, wobei die Liste jedem individuellen Wert- oder Sicherheitsdokument ein individuelles Bearbeitungsschema zuordnet, welches zum Produzieren durchlaufen werden soll. Beim Produzieren durchlaufen die entsprechenden Vormaterialstücke dann für ein zu produzierendes individuelles Wert- oder Sicherheitsdokument die in dem jeweiligen individuellen Bearbeitungsschema vorgesehenen Anlagenmodule. Mehrere individuelle Wert- oder Sicherheitsdokumente können dabei sowohl nacheinander als auch parallel hergestellt werden.
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Es kann hierbei auch vorgesehen sein, dass ein individuelles Bearbeitungsschema für eine Gruppe von Wert- oder Sicherheitsdokumenten gleich ist. Beispielsweise kann ein individuelles Bearbeitungsschema für eine Gruppe von Reisepässen vorgesehen sein; für eine andere Gruppe von Reisepässen ist dann ein anderes individuelles Bearbeitungsschema vorgesehen. Innerhalb der Gruppen selber sind die jeweiligen individuellen Bearbeitungsschemata für die einzelnen Reisepässe dann aber gleich.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass das individuelle Bearbeitungsschema mindestens einen optionalen Bearbeitungsschritt enthält, der nur für eine bestimmte Gruppe von Wert- oder Sicherheitsdokumenten auszuführen ist. Dies kann beispielsweise das Auf- oder Einbringen eines RFID-Chips oder eines Hologramms oder einer Prägung sein.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Anlage derart ausgebildet ist, eine Identität und/oder Qualität eines zu bearbeitenden Vormaterialstückes zu erfassen. In Abhängigkeit der Identität und/oder der Qualität des Vormaterialstückes kann ein Bearbeitungsschritt in einem der Anlagenmodule dann individuell gestaltet werden, beispielsweise durch ein entsprechendes Ansteuern der Anlagenmodule durch die Anlagen-Steuereinheit. Auch ein Betriebszustand der Anlage oder einzelner Anlagenmodule kann von der Anlagen-Steuereinheit erfasst und ausgewertet werden. Die Anlage kann dann in Abhängigkeit des Anlagenzustandes flexibel gesteuert werden. So kann beispielsweise erkannt werden, dass ein Anlagenmodul gerade einen Bearbeitungsschritt durchführt, für eine Bearbeitung eines weiteren Vormaterialstückes derzeit also nicht zur Verfügung steht. Ist ein anderes Anlagenmodul vorhanden, welches den gleichen Bearbeitungsschritt durchführen kann, so kann flexibel auf dieses zurückgegriffen werden, indem das zu bearbeitende Vormaterialstück dann diesem Anlagenmodul zugeführt wird.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass eine Wartung der Anlage deutlich erleichtert wird. So muss die Produktion bei einer Wartung oder Reparatur eines zu wartenden oder defekten Anlagenmoduls nicht heruntergefahren werden. Stehen mehrere gleichartige Anlagenmodule für einen Bearbeitungsschritt zur Verfügung, so kann das zu wartende oder defekte Anlagenmodul aus der Produktionsplanung herausgenommen werden, von einem Techniker gewartet oder repariert werden und anschließend wieder zugeschaltet werden. Steht für einen Bearbeitungsschritt lediglich ein einziges Anlagenmodul zur Verfügung, so kann ein Techniker andererseits ein baugleiches Anlagenmodul zusätzlich in die Anlage integrieren, das zusätzlich integrierte Anlagenmodul in die Produktionsplanung mit einbeziehen und das zu wartende oder defekte Anlagenmodul von der Produktionsplanung ausnehmen. Nach erfolgter Wartung bzw. Reparatur wird das gewartete oder reparierte Anlagenmodul wieder hinzugeschaltet, das zusätzlich integrierte Anlagenmodul hingegen wieder herausgenommen und ausgebaut. Eine Beeinträchtigung des Produktionsprozesses durch eine Wartung oder Reparatur kann somit verhindert oder minimiert werden.
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Vorzugsweise sind einzelne Anlagenmodule der Anlage zumindest in zweifacher funktionaler Ausführung vorhanden, so dass der entsprechende Bearbeitungsschritt redundant vorhanden ist.
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In einer Ausführungsform ist insbesondere vorgesehen, dass das Transportelement der einen oder einer der mehreren Transporteinheiten mit den Greif- und/oder Haltmitteln zu einem Zeitpunkt ausschließlich ein Vormaterialstück transportiert. Ein Vormaterialstück kann dabei auch als Mehrfachnutzen ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist die Transporteinrichtung derart ausgebildet, dass die zum Transport eines Vormaterialstückes von einem Anlagenmodul zu einem anderen Anlagenmodul notwendige Zeit kürzer als die zum Durchlaufen eines vorangehenden oder nachfolgenden Bearbeitungsschrittes in dem Anlagenmodul notwendige Zeit ist. Darüber wird erreicht, dass Anlagenmodule stets voll ausgelastet werden können und die Wartezeiten, in denen einem Anlagenmodul ein oder mehrere Vormaterialstücke zu- oder abgeführt werden, minimal gehalten werden. Auf diese Weise wird ein Enttakten der Produktion der Wert- oder Sicherheitsdokumente möglich, da ein Zu- und Abtransport nicht an einen Produktionstakt gebunden ist. Dies ist ein großer Vorteil der Erfindung gegenüber einer Produktion, bei der ein Transport der Vormaterialstücke beispielsweise mittels eines Förderbandes durchgeführt wird.
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Vorzugsweise wird der entsprechende Bearbeitungsschritt in allen Anlagenmodulen zeitgleich oder zeitlich überlappend durchgeführt, so dass die Anlage insgesamt auf einen hohen Gesamtdurchsatz hin optimiert ist. Dabei ist auch möglich, dass zeitgleich mehrere Wert- oder Sicherheitsdokumente produziert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1a eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Anlage zum Produzieren von Wert- und Sicherheitsdokumenten mit einer Anordnung der Anlagenmodule in Form eines zweidimensionalen Arrays und einer Transporteinheit;
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1b eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anlage zum Produzieren von Wert- und Sicherheitsdokumenten mit einer Anordnung der Anlagenmodule in Form eines zweidimensionalen Arrays und mehreren Transporteinheiten;
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anlage zum Produzieren von Wert- und Sicherheitsdokumenten mit einer Anordnung der Anlagenmodule in Form eines teilweise umlaufenden Hohlzylinders;
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anlage zum Produzieren von Wert- und Sicherheitsdokumenten mit einer Anordnung der Anlagenmodule in Form eines vollständig umlaufenden Hohlzylinders;
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4a eine schematische Darstellung einer Greif- und/oder Halteeinheit mit mehreren Greif- und/oder Haltemitteln mit einem von großen Saugnäpfen gehaltenen Wert- oder Sicherheitsdokument;
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4b eine schematische Darstellung der Greif- und/oder Halteeinheit mit mehreren Greif- und/oder Haltemitteln mit dem von kleinen Saugnäpfen gehaltenen Wert- oder Sicherheitsdokument;
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4c eine schematische Darstellung der Greif- und/oder Halteeinheit mit mehreren Greif- und/oder Haltemitteln mit dem einer Zange gehaltenen und gebogenen Wert- oder Sicherheitsdokument;
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5a eine schematische Darstellung einer Greif- und/oder Halteeinheit mit einem als Schlitten ausgebildeten Halte- und/oder Greifmittel in Draufsicht;
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5b eine schematische Darstellung der Greif- und/oder Halteeinheit mit dem als Schlitten ausgebildeten Halte- und/oder Greifmittel in Seitenansicht;
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6 ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Produzieren von Wert- und Sicherheitsdokumenten.
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1a zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Anlage 1 zum Produzieren von Wert- und Sicherheitsdokumenten mit einer Anordnung der Anlagenmodule 2 in Form eines zweidimensionalen Arrays 3. Neben den Anlagenmodulen 2 umfasst die Anlage 1 eine Transporteinrichtung 40 mit einer Transporteinheit 4 und eine Anlagen-Steuereinheit 5. Die Transporteinheit 4 ist als Mehrachsen- bzw. Gelenkarmroboter 6 ausgebildet. Die Transporteinheit 4 umfasst ein Transportelement 7, welches an oder in sämtliche der Anlagenmodule 2 an- oder eingreifen kann. Das Transportelement 7 weist eine Greif- und/oder Halteeinheit 15 mit Greif- und/oder Haltemitteln 8 auf, die es erlauben, ein zu transportierendes Vormaterialstück zu greifen und/oder zu halten und während eines Transportes zwischen den Anlagenmodulen 2 an der Greif- und/oder Halteeinheit 15 lösbar zu fixieren.
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Die Anlagen-Steuereinheit 5 ist derart ausgebildet, die Transporteinrichtung 40 und die Transporteinheit 4 so anzusteuern, dass diese entsprechend eines individuellen Bearbeitungsschemas zur Produktion eines individuellen Wert- oder Sicherheitsdokumentes die einzelnen Vormaterialstücke vor einem Bearbeitungsschritt den einzelnen Anlagenmodulen 2 zuführt und nach Beenden des Bearbeitungsschrittes wieder abführt. Sieht beispielsweise ein individuelles Bearbeitungsschema vor, dass nacheinander die Anlagenmodule 2 „A“, „B“ und „G“ angefahren werden sollen, so wird ein Vormaterialstück von der Transporteinheit 4 als erstes dem Anlagenmodul 2 „A“ zugeführt, indem das Greif- und/oder Haltemittel 8 entsprechend des zu transportierenden Vormaterialstücks von der Anlagen-Steuereinheit 5 ausgewählt wird und das Transportelement 7 mit dem entsprechenden Greif- und/oder Haltemittel 8 bestückt wird. Ein Magazin 9 aus Greif- und/oder Haltemitteln 8 kann beispielsweise neben den Anlagenmodulen 2 angeordnet sein, prinzipiell kann das Magazin 9 aber auch an der Transporteinheit 4 selber positioniert sein, beispielsweise in der Nähe des Transportelementes 7, so dass das entsprechende Halte- und/oder Greifmittel 8 an der Greif- und/oder Halteeinheit 15 ohne ein Verfahren der Transporteinheit 4 selber ausgetauscht werden kann. Im Anlagenmodul 2 „A“ wird das Vormaterialstück bearbeitet. Nach Beenden des Bearbeitungsschrittes im Anlagenmodul 2 „A“ wird das bearbeitete Vormaterialstück durch die Transporteinheit 4 abgeführt, indem das Transportelement 7 in das Anlagenmodul 2 „A“ eingreift und das bearbeitete Vormaterialstück mittels der Greif- und/oder Haltemittel 8 lösbar fixiert. Anschließend wird das bearbeitete Vormaterialstück dem Anlagenmodul 2 „B“ zugeführt. Im Anlagenmodul 2 „B“ wird das Vormaterialstück bearbeitet und danach analog in das Anlagenmodul 2 „G“ transportiert.
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Sind zum Durchführen eines Bearbeitungsschrittes mehrere Vormaterialstücke notwendig, beispielsweise wenn es sich um mehrere Substratschichten eines Wert- oder Sicherheitsdokumentes handelt, welche laminiert werden sollen, so wird der hier beschriebene Transportschritt für jedes notwendige Vormaterialstück wiederholt, hier für jede der erforderlichen Substratschichten. Es kann dabei notwendig sein, für einzelne Vormaterialstücke jeweils unterschiedliche Greif- und/oder Haltemittel 8 zu verwenden, beispielsweise, wenn zusätzlich zu den Substratschichten noch ein RFID-Chip eingebracht oder ein Hologrammpatch auf eine Oberseite des Wert- oder Sicherheitsdokumentes appliziert werden soll.
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Das Transportelement 7 kann auch mindestens eine weitere Greif- und/oder Halteeinheit aufweisen, welche weitere Greif- und/oder Haltemittel umfasst. Auf diese Weise müssen die Greif- und/oder Haltemittel 8 für bestimmte Vormaterialstücke bzw. bestimmte Bearbeitungsschritte und Anlagenmodule 2 nicht ausgetauscht werden. So können die Greif- und/oder Haltemittel 8 der Greif- und/oder Halteeinheit 15 beispielsweise als Saugnäpfe ausgebildet sein, wohingegen die weiteren Greif- und/oder Haltemittel der weiteren Greif- und/oder Halteeinheit als seitlich angreifender Schlitten ausgebildet sind. Ein Austauschen ist dann nicht notwendig, da die Greif- und/oder Haltemittel 8 und die weiteren Greif- und/oder Haltemittel direkt an dem Transportelement 7 zur Verfügung stehen. Dadurch kann die Transportzeit verringert werden.
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Ebenfalls ist es möglich, dass Vormaterialstücke auch auf andere Weise in das jeweilige Anlagenmodul 2 gelangen. Dies ist beispielsweise möglich, wenn die Anlagenmodule 2 auf andere Weise mit Vormaterialstücken befüllt werden können, beispielsweise durch manuelles Befüllen über eine hintere Öffnung. So können Vormaterialstücke, die für einen Bearbeitungsschritt in einem der Anlagenmodule 2 notwendig sind, in dem Anlagenmodul 2 selber gelagert und magaziniert werden. Beispielsweise können solche Vormaterialstücke Patches nicht individualisierter Hologrammfäden oder Mikrochips etc. sein.
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Ein Vorteil der Anordnung der Anlagenmodule 2 als zweidimensionales Array 3 ist, dass die Anlage 1 flexibel erweitert werden kann. Dazu werden beispielsweise weitere Anlagenmodule 10 auf einer Seite der Anlage 1 angeordnet und logisch in die Anlage integriert, so dass sie von der Transporteinheit 4 bzw. dem Transportelement 7 angefahren werden können. Ist die ursprüngliche Reichweite der Transporteinheit 4 bzw. des Transportelementes 7 ungenügend, so kann in dieser Ausführungsform beispielsweise auch ein Schienensystem 11 dazu dienen, die Transporteinheit 4 zu verfahren und die Reichweite der Transporteinheit 4 zu vergrößern.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Transporteinrichtung 40 neben der Transporteinheit 4 eine weitere Transporteinheit 4a umfasst (siehe 1b). Den Transporteinheiten 4, 4a können jeweils bestimmte Anlagenmodule 2 zugeordnet sein. Hierbei können die jeweils zugeordneten Anlagenmodule 2 identisch sein, so dass das jeweilige Transportelement 7, 7a einer jeden der mehreren Transporteinheiten 4, 4a in sämtliche Anlagenmodule 2 eingreifen kann. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die jeweils zugeordneten Anlagenmodule 2 nur teilweise identisch sind, so dass ein Überlappungsbereich vorhanden ist, in den zumindest zwei der mehreren Transporteinheiten 4, 4a mittels ihres Transportelementes 7, 7a eingreifen können.
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Darüber hinaus können zusätzlich noch weitere Transporteinheiten 4n vorgesehen sein, wodurch sich die Anlage 2 im Prinzip beliebig erweitern lässt.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anlage 1 zum Produzieren von individuellen Wert- und Sicherheitsdokumenten mit einer dreidimensionalen Anordnung 12 der Anlagenmodule 2 in Form eines teilweise umlaufenden Hohlzylinders 13. Diese Anordnung erlaubt einen äußerst kompakten Aufbau der Anlage 1. Innerhalb des Hohlzylinders 13 befindet sich eine Transporteinrichtung 40 mit einer drehbaren Transporteinheit 4, welche hier als Mehrachsen- oder Gelenkarmroboter 6 ausgebildet ist. Das Transportelement 7 bzw. die an einer Greif- und/oder Halteeinheit 15 angebrachten Greif- und/oder Haltemittel 8 können dann an oder in alle auf dem Hohlzylinder 13 angeordneten Anlagenmodule 2 an- oder eingreifen. Auf diese Weise ist ein flexibler Transport und ein flexibles Zuführen und Abführen von Vormaterialstücken zu oder von den einzelnen Anlagenmodulen 2 möglich.
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Ein Erweitern der Anlage 1 ist in dieser Anordnung ebenfalls möglich, beispielsweise, indem weitere Anlagenmodule 10 in vertikaler Richtung oberhalb der Anlage 10 angeordnet werden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anlage 1 zum Produzieren von individuellen Wert- und Sicherheitsdokumenten mit einer dreidimensionalen Anordnung 12 der Anlagenmodule 2 in Form eines vollständig umlaufenden Hohlzylinders 14. Die Ausführungsform ist weitgehend analog zu der in der 2 gezeigten Ausführungsform, jedoch können auf dem vollständig umlaufenden Hohlzylinder 14 insgesamt mehr Anlagenmodule 2 angeordnet werden. Innerhalb des vollständig umlaufenden Hohlzylinders 14 befindet sich die Transporteinrichtung 40 mit der Transporteinheit 4, welche hier ebenfalls als drehbarer Mehrachsen- oder Gelenkarmroboter 6 ausgebildet ist.
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Die 4a bis 4c zeigen eine schematische Darstellung einer Greif- und/oder Halteeinheit 15 mit drei verschiedenartigen Greif- und/oder Haltemitteln 8. Die Greif- und/oder Haltemittel 8 umfassen große Saugnäpfe 17, kleine Saugnäpfe 18 und eine Zange 19. Die zu verwendende Art der Saugnäpfe wird beispielsweise in Abhängigkeit einer Materialstärke eines Vormaterialstückes gewählt. Die Greif- und/oder Halteeinheit 15 weist in der Mitte ein Gelenk 18 auf, an dem die Greif- und/oder Halteeinheit 15 an dem Transportelement befestigt ist. Je nach gewünschtem Greif- und/oder Haltemittel 8 wird die Greif- und/oder Halteeinheit 15 in eine andere Position und Orientierung gebracht, beispielsweise durch Rotation um das Gelenk 18 herum.
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4a zeigt eine schematische Darstellung der Greif- und/oder Halteeinheit 15, wobei ein Vormaterialstück 16 von den großen Saugnäpfen 17 gehalten wird. Die großen Saugnäpfe 17 erzeugen bei Kontakt mit dem Vormaterialstück 16 einen Unterdruck und fixieren das Vormaterialstück 16, so dass es mittels der Transporteinheit transportiert werden kann. Bei Bedarf kann der Unterdruck wieder verringert werden, so dass sich die Verbindung des Vormaterialstücks 16 zu den großen Saugnäpfen 17 wieder löst. Die als weitere Greif- und/oder Haltemittel 8 vorhandene Zange 19 wird bei Verwendung der großen Saugnäpfe 17 in eine Haltestellung gefahren, wobei Zangenfinger der Zange 19 nach oben zeigen.
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4b zeigt eine schematische Darstellung der Greif- und/oder Halteeinheit 15, wobei das Vormaterialstück 16 von den kleinen Saugnäpfen 18 gehalten wird. Die Anzahl der kleinen Saugnäpfe 18 ist dabei größer als die Anzahl der großen Saugnäpfe 17. Die kleinen Saugnäpfe 18 erzeugen bei Kontakt mit dem Vormaterialstück 16 einen Unterdruck und fixieren das Vormaterialstück 16, so dass es mittels der Transporteinheit transportiert werden kann. Bei Bedarf kann der Unterdruck wieder verringert werden, so dass sich die Verbindung des Vormaterialstücks 16 zu den kleinen Saugnäpfen 18 wieder löst. Die als weitere Greif- und/oder Haltemittel 8 vorhandene Zange 19 wird bei Verwendung der kleinen Saugnäpfe 18 in eine entgegengesetzte Haltestellung gefahren, wobei Zangenfinger der Zange 19 nach unten zeigen.
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4c zeigt eine schematische Darstellung der Greif- und/oder Halteeinheit 15, wobei ein Vormaterialstück 16 von der Zange 19 gehalten wird. Dazu wird die Greif- und/oder Halteeinheit 15 am Gelenk 18 angewinkelt und die Zange 19 in eine entsprechende Position gebracht. Dabei wird ein lateraler Druck 20 auf die schmalen Seiten des Vormaterialstücks 16 ausgeübt, so dass sich das Vormaterialstück 16 nach oben hin wölbt. Um eine Wölbungsrichtung vorzugeben, können weitere mechanische oder hydraulische Einrichtungen vorgesehen sein (nicht gezeigt) oder die kleinen Saugnäpfe 18 können am Beginn der Greifbewegung aktiviert sein, so dass die Wölbungsrichtung vorgegeben oder initiiert werden kann.
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Die 5a und 5b zeigen eine schematische Darstellung einer Greif- und/oder Halteeinheit 15 mit einem als Schlitten 21 ausgebildeten Halte- und/oder Greifmittel 8. 5a zeigt dabei eine Draufsicht auf den Schlitten 21, bei der ein in den Schlitten 21 eingeschobenes Vormaterialstück 16 angedeutet ist. Der Schlitten 21 besteht aus zwei mit einander verbundenen Schlittenarmen 22, welche mittig mit dem Transportelement 7 verbunden sind.
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In 5b ist eine Seitenansicht auf die kurze Seite 23 des Schlittens 21 gezeigt. Die Schlittenarme 22 weisen an Innenseiten 24 jeweils eine Nut 25 auf. Das Vormaterialstück 16 kann über die kurze Seite 23 des Schlittens 21 in den Schlitten 21 hinein- und wieder hinausgeschoben werden, so dass das Vormaterialstück 16 in die Nuten 25 eingreift und von diesen vertikal gehalten wird. Der Vorteil des auf diese Weise ausgebildeten Greif- und/oder Haltemittels 8 ist, dass ein in den Schlitten 21 eingeschobenes Vormaterialstück 16 von einer Oberseite 26 und einer Unterseite 27 bearbeitet werden kann. In den Nuten 25 des Schlittens 21 können weitere Befestigungsmittel 28 ausgebildet sein, beispielsweise Ansaugöffnungen, welche das eingeschobene Vormaterialstück 16 mittels eines Unterdrucks lösbar fixieren.
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Der Schlitten 21 kann an einer Oberseite 31 der Schlittenarme 22 zusätzlich noch Saugnäpfe 29 umfassen. Diese Saugnäpfe 29 ermöglichen es, beispielsweise alternativ ein Wert- oder Sicherheitsdokument 30 an der Oberseite 31 lösbar zu fixieren, so dass das Wert- oder Sicherheitsdokument 30 transportiert werden kann.
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6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Produzieren von individuellen Wert- und Sicherheitsdokumenten. Nach Starten 100 des Verfahrens werden im ersten Verfahrensschritt 101 Vormaterialstücke bereitgestellt. Das Bereitstellen kann auch ein Bestücken von einzelnen Anlagenmodulen mit Vormaterialstücken umfassen. Beispielsweise können entsprechend für die Vormaterialstücke vorgesehene Magazine manuell oder maschinell aufgefüllt werden. Im nächsten Verfahrensschritt 102 wird anhand des individuellen Bearbeitungsschemas festgestellt, welche Bearbeitungsschritte durchgeführt werden sollen. So können unterschiedliche Dokumente mit unterschiedlichen Abfolgen von Bearbeitungsschritten in den einzelnen Anlagenmodulen produziert werden. Ferner wird das Anlagenmodul zum Ausführen des nächsten Bearbeitungsschrittes ausgewählt. Ist das durchzuführende Bearbeitungsschema ausgewählt, so wird die Transporteinrichtung im nächsten Verfahrensschritt 103 entsprechend angesteuert. Entsprechend des Vormaterialstücks, das transportiert werden soll, wird im nächsten Verfahrensschritt 104 ein entsprechendes Greif- und/oder Haltemittel von der Anlagen-Steuereinheit ausgewählt. Ein Transportelement einer Transporteinheit der Transporteinrichtung wird dann an seiner Greif- und/oder Halteeinheit mit dem ausgewählten Greif- und/oder Haltemittel bestückt 105. Im nächsten Verfahrensschritt 106 wird das Vormaterialstück dem für den nächsten individuellen Bearbeitungsschritt vorgesehenen Anlagenmodul zugeführt. Sind mehrere Vormaterialstücke vorgesehen, so werden die mehreren Vormaterialstücke entsprechend dem Anlagenmodul zugeführt. In dem Anlagenmodul wird das eine oder die mehreren Vormaterialstücke von dem Transportelement bzw. von dem Greif- und/oder Haltemittel positioniert und/oder orientiert 107. Anschließend 108 wird der entsprechende Bearbeitungsschritt in dem Anlagenmodul ausgeführt. Während des Bearbeitungsschrittes ist es ferner möglich, dass das Transportelement bzw. die Greif- und/oder Haltemittel das eine oder die mehreren Vormaterialstücke in deren Positionen und/oder Orientierungen verändern, so dass die Transporteinheit Bestandteil des Bearbeitungsschrittes sein kann. Im letzten Verfahrensschritt 109 wird das eine oder die mehreren Vormaterialstücke von dem Anlagenmodul wieder abgeführt. Nach Beenden des Bearbeitungsschrittes werden die Verfahrensschritte 101 bis 109 zum Ausführen weiterer Bearbeitungsschritte des individuellen Bearbeitungsschemas für das aktuelle und folgende Wert- und Sicherheitsdokumente widerholt. Sind alle Wert- und Sicherheitsdokumente entsprechend ihres individuellen Bearbeitungsschemas produziert, wird das Verfahren beendet 110.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anlage
- 2
- Anlagenmodul
- 3
- zweidimensionales Array
- 4
- Transporteinheit
- 4a
- weitere Transporteinheit
- 4n
- weitere Transporteinheit
- 5
- Anlagen-Steuereinheit
- 6
- Mehrachsen- oder Gelenkarmroboter
- 6a
- Mehrachsen- oder Gelenkarmroboter
- 7
- Transportelement
- 7a
- Transportelement
- 8
- Greif- und/oder Haltemittel
- 8a
- Greif- und/oder Haltemittel
- 9
- Magazin
- 10
- weitere Anlagenmodule
- 11
- Schienensystem
- 12
- dreidimensionale Anordnung
- 13
- teilweise umlaufender Hohlzylinder
- 14
- vollständig umlaufender Hohlzylinder
- 15
- Greif- und/oder Halteeinheit
- 15a
- weitere Greif- und/oder Halteeinheit
- 16
- Vormaterialstück
- 17
- große Saugnäpfe
- 18
- kleine Saugnäpfe
- 19
- Zange
- 20
- lateraler Druck
- 21
- Schlitten
- 22
- Schlittenarm
- 23
- kurze Seite
- 24
- Innenseite
- 25
- Nut
- 26
- Oberseite
- 27
- Unterseite
- 28
- weitere Befestigungsmittel
- 29
- Saugnapf
- 30
- Wert- oder Sicherheitsdokument
- 31
- Oberseite
- 40
- Transporteinrichtung
- 100–110
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008031654 A1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO/IEC 7810 [0002]
- ISO/IEC 7810 [0004]
- ISO/IEC 7810 [0013]