DE19856506A1 - Transponder system e.g. for identification of window or door frame uses low-cost transponders integrated into product - Google Patents

Transponder system e.g. for identification of window or door frame uses low-cost transponders integrated into product

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Abstract

System uses low-cost transponders and reading unit. Transponder is integrated in object to be reliably read by contactless reading unit, from beginning of production of object until end of its life. Transponders have low power and low noise immunity, but have low price so that they can be used as disposable transponders for identification of wooden or plastics window or door frames, or doors.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft eine Kennzeichnungsmarke, hier Transponder genannt, zum markieren von Holz- und Kunststoffrahmen von Fenstern und Türen sowie Holz- und Kunststofftüren unterschiedlichster Ausführung. Zu dem Transponder gehört eine den Einsatzbedingungen der Applikation genügende Lesetechnik die auf die Kennzeichnungsobjekte, die zum Einsatz kommenden Transponder sowie die Umgebungsbedingungen angepaßt ist.The invention relates to a label, here called transponder, for mark wooden and plastic frames of windows and doors as well as wooden and Plastic doors of various designs. One belongs to the transponder reading technology that meets the application's conditions of use Labeling objects, the transponders used and the Is adapted to environmental conditions.

Stand der TechnikState of the art

In der holzverarbeitenden Industrie, speziell im Türen- und Fensterbau, kommen kontaktlose Produktkennzeichnungs- und Identifikationssysteme, sog. Transpondersysteme heue noch nicht zum Einsatz und sind dort auch weitgehend unbekannt. Stand der Technik ist es, daß, falls überhaupt Kennzeichnungssysteme zum Einsatz kommen, es sich um sogenannte optische Kennzeichnungs- und Identifikationssysteme handelt.In the woodworking industry, especially in door and window construction contactless product identification and identification systems, so-called Transponder systems are not yet in use today and are largely there unknown. State of the art is that, if any, labeling systems are used, so-called optical labeling and Identification systems.

Die Kennzeichnung von Objekten durch Transponder allgemein, ist heute nur dort sinnvoll, wo der Transponder oder das gekennzeichnete Objekt in einem geschlossenen System verbleiben oder das Objekt wertvoll und der Nutzen durch die Transponderkennzeichnug betriebswirtschaftlich rechenbar und somit von wirtschaftlichem Vorteil für den Anwender ist.The identification of objects by transponders in general is only there today makes sense where the transponder or the marked object in one closed system remain or the object valuable and the benefit from the Transponder identification economically calculable and thus from is an economic advantage for the user.

Nachteile des Stands der TechnikDisadvantages of the prior art

Ganz ohne den Einsatz eines Kennzeichnungssystems ist jedes produzierte Objekt ohne Identität. Es ist zu keiner Zeit eine Nachverfolgbarkeit oder Identifizierung eines bestimmten produzierten Objektes möglich. Every object produced is completely without the use of a labeling system without identity. It is never a traceability or identification of any certain produced object possible.  

Bei der Benutzung optischer Kennzeichnungssysteme treten folgende Nachteile auf.The following disadvantages occur when using optical marking systems.

  • - Sichtkontakt zum Datenträger erforderlich,- visual contact to the data carrier required,
  • - Verschmutzungsanfälligkeit,- susceptibility to pollution,
  • - Anbringung der Datenträger auf der Oberfläche des Objektes erforderlich,- Attachment of the data carrier to the surface of the object is necessary,
  • - Datenträger kann bei der Bearbeitung leicht zerstört werden oder stört weitere Bearbeitungsschritte,- Data carriers can easily be destroyed during processing or interfere with others Processing steps,
  • - Begrenzte Lebensdauer des Datenträgers,- Limited lifetime of the data carrier,
  • - Optischer Makel des Objektes,- Optical flaw of the object,
  • - Die Datenträger sind nicht resistent gegen Produktions- und Umwelteinflüsse wie Temperatur, Druck, mechanische Einflüsse, Lackierungen, Verschmutzungen.- The data carriers are not resistant to production and environmental influences such as Temperature, pressure, mechanical influences, paintwork, contamination.

Es ist bekannt, daß Transponder zur Objektkennzeichnung eingesetzt werden. Für die am Markt etablierten Transponder sind Massenanwendungen bei denen der Transponder den gesamten Lebensweg des Objektes begleitet, bei den derzeitigen Marktpreisen betriebswirtschaftlich nicht vertretbar.It is known that transponders are used for object identification. For The transponders established on the market are mass applications in which the Transponder accompanies the entire life cycle of the object, with the current one Market prices are not economically justifiable.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es mit sogenannten Lowcost-Transpondern - der Verkaufspreis muß bei ≦ DM 1,- liegen - Holz- und Kunststoffrahmen von Fenstern und Türen, sowie Holz- und Kunststofftüren unterschiedlichster Ausführung so zu kennzeichnen, daß die Transponder im Produktionsprozess und darüber hinaus automatisch durch stationäre oder manuelle Leseeinheiten ausgelesen werden können. Der Transponder wird zu Beginn der Türfertigung in das Objekt Tür eingebracht und verbleibt dort für die gesamte Lebensdauer der Tür. Da es sich bei den hier genannten Transpondern um passive Transponder handelt, können diese über unbegrenzte Zeit durch entsprechende Lesegeräte ausgelesen werden.The object of the invention is with so-called low-cost transponders - the Selling price must be ≦ DM 1, - wooden and plastic frames of windows and doors, as well as wooden and plastic doors of various designs indicate that the transponders are in the production process and beyond can be read out automatically by stationary or manual reading units can. The transponder is inserted into the door object at the start of door production introduced and remains there for the entire life of the door. Since it is the transponders mentioned here are passive transponders, they can can be read out for an unlimited period of time using appropriate readers.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Transponder so im Objekt plaziert werden, daß sie schon zu Beginn des Fertigungsprozesses in das Objekt eingebracht werden können. Die Plazierung muß das Lesen im gesamten Fertigungsprozess ermöglichen und darüber hinaus ein Auslesen des Transponders über den gesamten Lebenszyklus der Tür zulassen. Desweiteren muß die Lesetechnik so ausgewählt werden, daß sie in der Umgebung von Fertigungsmaschinen und Fördertechnik in den Fertigungsweg integriert werden kann und eine sichere Lesung der Transponder gewährleistet. Es werden sogenannte Lowcost-(Billg-)Transponder auch Tags genannt in Verbindung mit einer entsprechend leistungsfähigen und abgestimmten Lesetechnik zur berührungslose Einwegkennzeichnung bei Holz- und Kunststoffrahmen von Fenstern und Türen sowie Holztüren unterschiedlichster Ausführung eingesetzt.The object is achieved by placing the transponders in the object in such a way that that they are brought into the object at the beginning of the manufacturing process  can. The placement must allow reading in the entire manufacturing process and also reading out the transponder over the entire life cycle allow the door. Furthermore, the reading technique must be selected so that it in the area of manufacturing machines and conveyor technology in the manufacturing route can be integrated and a secure reading of the transponders is guaranteed. It So-called low-cost (bill) transponders are also called tags in connection with a correspondingly powerful and coordinated reading technology for non-contact one-way marking for wooden and plastic frames of windows and doors as well as wooden doors of various designs.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der Einsatz eines Kennzeichnungssystems mit Lowcost-Transpondern ermöglicht es erstmalig, aus Kosten/Nutzen-Betrachtung berührungslose Einwegkennzeichnung bei Holz- und Kunststoffrahmen von Fenstern und Türen sowie Holztüren unterschiedlichster Ausführung zu realisieren.The use of a labeling system with low-cost transponders makes it possible For the first time, non-contact one-way labeling from a cost / benefit perspective for wooden and plastic frames of windows and doors as well as wooden doors to implement a wide variety of designs.

Die Kennzeichnung der Objekte durch Transponder beseitigt die unter "Stand der Technik" genannten Nachteile.The identification of objects by transponders eliminates the "Status of Technology "disadvantages.

Die Integration eines Transpondersystems mit den o. g. Merkmalen ermöglicht es, jedes einzelne Objekt an jedem benötigten Identifikations-Punkt eindeutig identifizieren zu können. Das System kann in den Produktionsprozeß sowie die gesamte Infrastruktur des Unternehmens integriert werden. Außerdem wäre durch die Identifizierung jedes Einzelobjektes die Steuerung der Bearbeitungsmaschinen realisierbar, was zu einer Optimierung und Rationalisierung des gesamten Produktionsprozesses beitragen würde. Weitere Vorteile liegen in einer durchgängigen Produktverfolgung vom Herstellungsbeginn der Tür bis zum Endkunden und bei möglichen Reklamationen auch wieder zurück zum Hersteller. Nachfolgend die wichtigsten Vorteile im Überblick:
The integration of a transponder system with the above-mentioned features enables each individual object to be uniquely identified at every required identification point. The system can be integrated into the production process as well as the entire infrastructure of the company. In addition, the identification of each individual object would make it possible to control the processing machines, which would help to optimize and rationalize the entire production process. Further advantages are consistent product tracking from the start of door manufacture to the end customer and, in the event of possible complaints, back to the manufacturer. The most important advantages at a glance:

  • - Produktverfolgung über den gesamten Lebenszyklus,- product tracking over the entire life cycle,
  • - Produktionssteuerung, - production control,  
  • - Qualitätssicherung und -steigerung der Produkte durch ständige Überwachung der Produktion,- Quality assurance and improvement of the products through constant monitoring the production,
  • - ISO 9000ff. Zertifikation, TQM,- ISO 9000ff. Certification, TQM,
  • - Indirekte Kosteneinsparungen,- indirect cost savings,
  • - Kosteneinsparungen durch Rationalisierung,- cost savings through rationalization,
  • - Jederzeit eindeutige Zuordnung der Objekte zum Kunden oder Auftrag möglich,- Clear assignment of the objects to the customer or order possible at any time,
  • - Wiederauffinden von eingelagerten oder verlegten Objekten möglich,- retrieval of stored or relocated objects possible,
  • - Anpassung individueller Merkmale eines Objektes im Produktionsprozeß,- adaptation of individual characteristics of an object in the production process,
  • - Senkung der Kosten durch Automatisierung der Abläufe,- lower costs by automating processes,
  • - Erkennung von Schwachstellen und Fehlerquellen im Produktionsprozeß,- detection of weak points and sources of error in the production process,
  • - Verbesserung des betriebswirtschaftlichen Überblicks über Produktionsverbrauch und Fertigungsstand,- Improve the business overview of production consumption and production status,
  • - Garantie- und Recyclingansprüche können eindeutig zugeordnet werden,- Guarantee and recycling claims can be clearly assigned,
  • - Eindeutige Erfassung des Produktions- und Reparaturaufwands,- Clear recording of production and repair costs,
  • - Senkung der Reklamationsraten.- Lower complaint rates.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1-4 dargestellt und werden im weiteren näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in FIGS. 1-4 and are described in more detail below.

Die Erfindung besteht aus einer Leseeinheit (Fig. 3 und 4) mit interner oder externer Leseantenne und einem elektronischen Datenspeicher, im weiteren Transponder genannt, der von seiner Baugröße, seiner Leistungsfähigkeit sowie seines Anschaffungspreises für den Einsatz in Türen und Fenstern aus Holz und Kunststoff geeignet ist. Die Leseeinheit (stationär oder mobil, Fig. 3 bzw. Fig. 4) ist in der Lage, die eingesetzten Transponder über eine Leseentfernung ≧ 8 cm auszulesen. Diese Distanz wird auch im industriellen Umfeld (Frequenzumrichter, Fördertechnik, etc.) gewährleistet und gilt nicht nur für den Einsatz unter Laborbedingungen. Der Transponder muß so im Objekt plaziert werden, daß seine Fläche, die die Antenne beinhaltet, in Richtung der Antenne der Leseeinheit zeigt. Eine Verdrehung um ca. 8° ist in alle Richtungen zulässig. Der Transponder darf sich max. 5 cm unter der Objektoberfläche befinden, da sonst eine sichere Lesung nicht mehr gewährleistet werden kann. Der gesamte Abstand zwischen Transponder und Leseantenne (t+a, Fig. 1) darf 10 cm nicht überschreiten. Eine sichere Lesung wird bis zu einer Relativgeschwindigkeit zwischen Transponder und Antenne der Leseeinheit von mind. 0,2 m/s garantiert. Die maximale Baugröße des Transponders ist abhängig vom zu kennzeichnenden Objekt und der ausgewählten Kennzeichnungsstelle, also wieviel Platz für einen Transponder zur Verfügung steht. (Fig. 2). Von der Leseentfernung/Lesegeschwindigkeit die erreicht werden muß, mit der zunehmender Größe des Transponders nimmt auch die Leseentfernung/Lesegeschwindigkeit zu. Und vom Wert des Objektes, unterschiedliche Transpondergrößen variieren im Preis. Die Leseantennen müssen in Abhängigkeit vom Aufbau des Objektes und von den jeweiligen Umgebungsbedingungen angepaßt und optimiert werden. Dem Optimierungsvorgang liegen die nachfolgenden Berechnungsformeln zu Grunde:
The invention consists of a reading unit ( Fig. 3 and 4) with an internal or external reading antenna and an electronic data memory, hereinafter referred to as transponder, which is suitable for use in doors and windows made of wood and plastic due to its size, its performance and its purchase price is. The reading unit (stationary or mobile, Fig. 3 or Fig. 4) is able to read the transponders used over a reading distance ≧ 8 cm. This distance is also guaranteed in the industrial environment (frequency converter, conveyor technology, etc.) and does not only apply to use under laboratory conditions. The transponder must be placed in the object so that its surface, which contains the antenna, points towards the antenna of the reading unit. A rotation of approx. 8 ° is permitted in all directions. The transponder may be max. 5 cm below the surface of the object, otherwise a reliable reading can no longer be guaranteed. The total distance between the transponder and the reading antenna (t + a, Fig. 1) must not exceed 10 cm. Safe reading is guaranteed up to a relative speed between the transponder and the antenna of the reading unit of at least 0.2 m / s. The maximum size of the transponder depends on the object to be marked and the selected marking point, i.e. how much space is available for a transponder. ( Fig. 2). From the reading distance / reading speed that must be reached, with the increasing size of the transponder, the reading distance / reading speed also increases. And depending on the value of the property, different transponder sizes vary in price. The reading antennas must be adapted and optimized depending on the structure of the object and the respective environmental conditions. The optimization process is based on the following calculation formulas:

Die im einzelnen benötigten Formeln können aus den o. g. Formeln abgeleitet werden. Die Leseantenne muß so an der Fördertechnik plaziert werden, daß ein möglichst geringer Störeinfluß (Frequenzumrichter, elektromagnetische Felder, Induktionsverluste, etc.) gewährleistet ist. Zur mobilen Lesung wird das Handlesegerät händisch, mit seiner Leseantenne auf die Fläche des Transponders zeigend, an das zu identifizierende Objekt herangeführt und der Lesevorgang ausgelöst. Zur stationären Lesung wird der Lesevorgang, entweder durch eine zusätzliche Triggerung, oder durch den Transponder selber, ausgelöst.The formulas required in detail can be obtained from the above. Formulas derived become. The reading antenna must be placed on the conveyor system in such a way that a as little interference as possible (frequency converter, electromagnetic fields,  Induction losses, etc.) is guaranteed. The handheld reader becomes mobile reading by hand, with its reading antenna pointing at the surface of the transponder, at the object to be identified and the reading process triggered. For stationary reading is the reading process, either through an additional one Triggering, or triggered by the transponder itself.

In einer nicht dargestellten Ausführung werden die Datenträger in Kunststoffenster oder Türen implementiert. Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit der Erfindung ist, daß die verwendeten Werkstoffe (Kunststoff/Holz) keine Materialien z. B. Metalle enthalten, die eine abschirmende Wirkung haben.In an embodiment not shown, the data carriers are in plastic windows or doors implemented. A prerequisite for the functionality of the invention is that the materials used (plastic / wood) no materials such. B. metals contain that have a shielding effect.

Der Transponder darf in Richtung des Lesegerätes nicht mit metallischen Werkstoffen abgedeckt werden.The transponder must not be covered with metal in the direction of the reader Materials are covered.

Claims (8)

1. Kennzeichnungssystem bestehend aus Lowcost-Transponder und Leseeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder so in das Objekt integriert werden kann, daß er vom Beginn der Produktion bis zum Ende seines Lebenszyklus durch entsprechende Leseeinheiten berührungslos sicher ausgelesen werden kann.1. Identification system consisting of a low-cost transponder and reading unit, characterized in that the transponder can be integrated into the object in such a way that it can be safely read without contact by appropriate reading units from the start of production to the end of its life cycle. 2. Kennzeichnungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wie im Hauptanspruch genannt, sogenannte Lowcost-Transponder zum Einsatz kommen, die sich von herkömmlich verbreiteten Transpondern dadurch unterscheiden, daß diese in ihrer Leistungsfähigkeit und Störsicherheit zwar eingeschränkt sind, aber durch einen Marktpreis von ca. DM 1,- oder niedriger, einen Einsatz als Einwegkennzeichnung, betriebswirtschaftlich im Bereich der Kennzeichnung von Holz- und Kunststoffrahmen von Fenstern und Türen sowie Holz- und Kunststofftüren unterschiedlichster Ausführung, erst ermöglichen.2. Labeling system according to claim 1, characterized in that as mentioned in the main claim, so-called Low-cost transponders are used that differ from those that are commonly used Differentiate transponders in that they are efficient and Noise immunity is limited, but due to a market price of approx. DM 1, - or lower, use as a one-way label, economically in Area of identification of wooden and plastic frames of windows and doors as well as wooden and plastic doors of various designs, make it possible. 3. Kennzeichnungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte System in den Produktionsprozeß sowie die gesamte Infrastruktur des produzierenden Unternehmens integriert werden kann.3. Labeling system according to claim 1 or 2, characterized in that the entire system in the production process as well as the entire infrastructure of the manufacturing company can. 4. Kennzeichnungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinheiten in die Produktionsprozesse und die Produktionswege der Türen- und Fensterfertigung integriert werden können und eine sichere Lesung unter den entsprechenden Produktionsrahmenbedingungen gewährleistet ist.4. Labeling system according to one of the preceding claims characterized in that the reading units in the production processes and the production methods of door and window production can be integrated and a reliable reading under the relevant production conditions is guaranteed. 5. Kennzeichnungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das System eine automatische Steuerung der Produktionsmaschinen und -automaten ermöglicht.5. Labeling system according to one of the preceding claims characterized in that the system automatically controls the Production machines and automats enabled. 6. Kennzeichnungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß stationäre wie auch mobile Lesegeräte eingesetzt werden können.6. Labeling system according to one of the preceding claims characterized in that stationary as well as mobile reading devices are used can be. 7. Kennzeichnungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Lesegeschwindigkeit < 11 m/min realisiert werden kann.7. Labeling system according to one of the preceding claims characterized in that a reading speed of <11 m / min is realized can be. 8. Kennzeichnungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Leseentfernung von mind. 10 cm realisiert werden kann.8. Labeling system according to one of the preceding claims characterized in that a reading distance of at least 10 cm is realized can be.
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