EP4175824A1 - Rfid-konvertierungsanlage und steuerungsverfahren für eine mehrzahl von inlay-spendemodulen - Google Patents

Rfid-konvertierungsanlage und steuerungsverfahren für eine mehrzahl von inlay-spendemodulen

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EP4175824A1
EP4175824A1 EP22747996.1A EP22747996A EP4175824A1 EP 4175824 A1 EP4175824 A1 EP 4175824A1 EP 22747996 A EP22747996 A EP 22747996A EP 4175824 A1 EP4175824 A1 EP 4175824A1
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EP
European Patent Office
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inlay
module
dispensing
modules
rfid
Prior art date
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Pending
Application number
EP22747996.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Erfindernennung liegt noch nicht vor Die
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BW Papersystems Stuttgart GmbH
Original Assignee
BW Papersystems Stuttgart GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102021131911.0A external-priority patent/DE102021131911B3/de
Application filed by BW Papersystems Stuttgart GmbH filed Critical BW Papersystems Stuttgart GmbH
Publication of EP4175824A1 publication Critical patent/EP4175824A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31D—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER, NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B31B OR B31C
    • B31D1/00—Multiple-step processes for making flat articles ; Making flat articles
    • B31D1/02—Multiple-step processes for making flat articles ; Making flat articles the articles being labels or tags
    • B31D1/028—Applying RFID chips
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07718—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being manufactured in a continuous process, e.g. using endless rolls
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card

Definitions

  • the invention relates to an RFID conversion system for the single and/or multi-lane production of RFID products and a control method for controlling inlay dispensing modules of an RFID conversion system.
  • RFID technology is used for the contactless transmission of information.
  • the relevant information is stored on a passive transponder whose core component is a microchip.
  • the microchip is connected to an antenna structure, which is usually attached to a thin plastic film or paper.
  • a read/write device emits a radio signal in a specific frequency band. These radio waves induce an electrical voltage in the antenna structure of the passive transponder, which is sufficient to activate the microchip and thus process data.
  • RFID transponders are used, for example, in chip cards, tickets, playing cards, tokens, stickers and tags, such as clothing labels and shipping labels, as well as flight luggage tags.
  • the antenna with the attached chip is incorporated into multi-layer RFID products using RFID conversion systems. This protects the antenna and the chip and, if necessary, also achieves a corresponding look, feel and robustness for the respective application. A pitch change is also possible in this way, which can be provided in particular for cost reasons and to save material.
  • the term "pitch" refers to the distance between adjacent RFID chips.
  • RFID conversion systems are used to manufacture ready-made RFID products based on various raw materials. In this case, different end products are produced in the RFID conversion system by laminating different materials, in particular web-like materials or sheet-like materials.
  • Both self-adhesive coated materials can be used as well as an adhesive application using a hot melt device directly in the machine.
  • bonding with other types of adhesive is also possible.
  • reactive adhesives such as the special adhesive sold under the trade name UHU POR or PUR adhesives can be used.
  • the RFID products manufactured in an RFID conversion system usually consist of a carrier material, an inlay, ie a thin substrate with antenna and microchip, and, if necessary, a cover material. Special products may have additional intermediate layers. In most cases, the backing material and cover material are in the form of webs.
  • the inlay is usually prefabricated as an endless strip and wound up as a roll to form an inlay roll. Such an inlay roll is usually produced outside of the RFID conversion system in an upstream production step in a separate system. These ready-made inlays are used as primary material for further processing on RFID conversion systems.
  • RFID conversion systems have a large number of web guiding devices, such as deflection rollers, unwinding and winding.
  • web guiding devices such as deflection rollers, unwinding and winding.
  • (hot) glue devices punching devices, reading and writing devices, printing devices and optical and electrical inspection devices, as well as longitudinal or cross cutting devices can also be provided.
  • RFID conversion systems are available in a single-lane version or in a multi-lane version.
  • the production of RFID products in RFID conversion systems usually provides for the separation of an inlay web and the dispensing of the separated inlays on a carrier web.
  • the inlays can either be in "dry” form, i.e. non-adhesive, or as “wet inlays", i.e. already equipped with an adhesive layer.
  • the inlays are arranged as densely as possible on the inlay sheet, with an inlay pitch being specified.
  • the term "inlay pitch" refers to a certain distance between two adjacent inlays in the direction of web transport. In most cases, however, the desired end product has a different division that depends on the product and the product design.
  • the inlay web is therefore cut crosswise in a first process step in order to cut off individual inlays or to separate the inlays.
  • inlays are then placed individually on the carrier sheet at the appropriate distance.
  • the placement can be done in a continuous flow or in an intermittent start-stop process. This makes it possible to laminate and/or further process the arrangement of inlays and carrier web with additional layers.
  • Another aspect of the manufacture of RFID products in RFID conversion systems relates to the so-called "good test" of the inlays. Errors can occur both in the microchips and in their contacting with the antenna structures, which means that RFID transponders do not work at all or only to a limited extent. Inlays are therefore frequently checked individually before they are applied to the carrier web and defective inlays are ejected after detection and the gap in the inlay that has arisen as a result of ejection is then closed. The goal is end products with only flawless inlays.
  • the inlays are fitted to the carrier web in a central process, with the individual inlays being dispensed in the exact position using a central dispensing unit.
  • the inlay web is cut in the dispensing unit, positioned in register on the product pitch and applied. This can be single-lane or multi-lane.
  • the web of material on an inlay roll of the dispensing unit reaches its final state, it is necessary to stop the RFID conversion system for the necessary change of the inlay roll. This leads to a significant reduction in production/plant runtime and reduces the efficiency of the plant.
  • the roll change can be done manually or automatically with a highly complex splicing device.
  • the object of the present invention is to provide an RFID conversion system and a control method of the type mentioned at the outset, the RFID conversion system according to the invention being characterized by longer production and system running times and a high degree of automation.
  • easy scalability of the production capacity, easy operability and uninterrupted operation of the system should be ensured when an inlay supply on an inlay dispenser module is exhausted, especially when the end of an inlay roll wound up as roll goods is reached.
  • the RFID conversion system according to the invention and the control method according to the invention should also allow faulty inlays to be removed and replaced in a simple manner and in particular without interrupting the operation of the system.
  • an RFID conversion system for the single-track and/or multi-track production of RFID products which has a plurality of inlay dispenser modules in place of a central dispenser station or a central dispenser unit, with each dispenser module being designed and set up for direct assembly of a web or sheet-shaped carrier material in particular or for indirect inlay assembly of a means of transport, such as one Vacuum conveyor belts, and the dispensing modules are independently controllable.
  • At least two inlay dispenser modules, preferably all inlay dispenser modules, of the RFID conversion system according to the invention can be used as required and independently of one another for direct or indirect assembly and can be operated in different operating modes due to the different controls, in particular as assembly modules, buffer modules or post-dispenser modules or as roll-up modules , for example to wind up a waste web from a neighboring dispenser module.
  • several inlay dispenser modules can be operated in different operating modes at the same time, in which case different operating modes can be characterized in particular by different placement rates of the inlay dispenser modules, ie the number of inlays provided per hour, and/or different cycle times.
  • an “inlay” within the meaning of the invention relates in particular to a thin substrate material section with an antenna and microchip applied thereto, with the substrate material being able to be present in web or sheet form and a plurality of inlays in a row or in several adjacent rows following an inlay web or an inlay sheet can form.
  • An inlay sheet is formed by a strip of substrate material on which antenna structures with installed microchips are applied.
  • An inlay sheet can be formed by a sheet-like substrate material section of predetermined length and width, on which one or more rows of antenna structures with installed microchips are arranged.
  • the production of the inlays i.e. the assembly of antennas and microchips, is preferably not part of the RFID conversion system and can be carried out in an upstream production step in a separate machine or system.
  • the ready-made inlays are used as primary material for further processing on the RFID conversion system according to the invention.
  • inlays Due to different antenna geometries and requirements, inlays can have different dimensions and pitches on an inlay track.
  • a central function of the RFID conversion system according to the invention can therefore be the separation of the inlay web and the dispensing of individual inlays onto the carrier material. Due to costs, inlays are placed as tightly as possible on an inlay sheet arranged.
  • the inlay pitch is therefore predetermined.
  • the desired RFID product for example a ticket, a sticker or the like, usually has a different pitch, which depends on the product and its design and is also predetermined.
  • an “inlay dispensing module” within the meaning of the present invention is particularly set up and designed to separate inlays that are stored as an inlay web or sheet of inlays, if necessary, and to dispense or apply individual inlays to a carrier material or a means of transport.
  • an inlay dispensing module can also be set up and designed to dispense or apply thin material sections made of any flexible material to a web or sheet-shaped carrier material or a means of transport, in particular after a previous cutting process for separating sections of a material web or a material sheet of the flexible material.
  • the dispensing modules can also be used in the application in such a way that different inlay types, for example for booster antennas, chip modules and/or HF and/or UHF mixed in one product, can be placed at the individual dispensing positions.
  • the invention is not limited to placing identical inlays.
  • loading module means "buffer module” and “replenishment module” are explained below using an example.
  • the production of the RFID products can take place using at least one, in particular, web-shaped material and/or optionally using at least one further, in particular, web-shaped intermediate material and/or at least one adhesive layer.
  • Inlay- Dispensing modules can be used, for example, to dispense a covering material.
  • the RFID conversion system can provide for direct assembly, i.e. inlays can be dispensed with at least one inlay dispenser module at the exact position onto a (continuous) carrier web, or assembly can also be carried out on sheets of carrier material with a defined length.
  • the carrier material can have one or more layers.
  • indirect assembly can be provided by dispensing the inlays onto a transport means, such as a vacuum conveyor belt, with the inlays then being transferred from the transport means to the carrier material or carrier product.
  • inlay rolls wound up as roll goods can be used as the primary material, with the inlay webs unwound from the inlay rolls being able to be cut in a first process cut in order to separate individual inlays.
  • inlay sheets can be taken from a supply stack or a storage container, for example, and cut to separate the inlays.
  • inlay dispenser modules there is the option of storing individual inlays and applying them with the inlay dispenser modules.
  • An inlay roll or an inlay sheet forms an inlay supply of the dispensing module, which is used up by the assembly and has to be replenished at regular intervals, for example by changing the roll or refilling an inlay sheet store.
  • An inlay dispenser module can preferably have a structure that corresponds to the structure of commercially available label dispensers that are used for labeling products in transit.
  • a cutting device can preferably be implemented in an inlay dispensing module in order to separate individual inlays from an inlay web or an inlay sheet.
  • the dispensing module can be set up and designed to hold an inlay roll or also to receive and store inlay sheets and have at least one such inlay roll or at least one such inlay sheet.
  • the dispensing module can also be set up and designed to hold a waste roll.
  • the dispensing module can be attached to a holding device of the RFID system, in particular suspended in the system, which allows lateral displacement transversely to the running direction and fine adjustment.
  • the holding device can be designed in such a way that the dispensing module can also be rotated by, for example, 90° to the running direction. This means that inlays with a different orientation can also be donated to the carrier material.
  • the dispensing module has at least one holder for an inlay roll and a dispensing tongue for dispensing individual inlays.
  • the separation can take place with a cutting device of the dispensing module.
  • the dispensing module can optionally have a further holder for holding a roll of cover sheet.
  • a dispensing module could also have a further winder for receiving a waste web.
  • at least one dispensing module preferably each dispensing module, can have a reading and/or detection device designed and set up for, in particular, contactless identification of defective inlays.
  • an ejection device for ejecting defective inlays from the manufacturing process further in particular designed and set up as a suction device for sucking off defective inlays and transferring the defective inlays into at least one collection container, can be provided.
  • dispensing modules By using several dispensing modules, it is possible to design the dispensing modules for a lower number of cycles or assembly performance, so that the process of applying and, if necessary, cutting and checking the inlays can be carried out much more robustly and precisely in relation to the individual dispensing module.
  • a control of the inlay dispenser modules can preferably be provided in such a way that if an operating function of a first inlay peel-off module, this interrupted operating function is preferably automatically taken over and/or continued by at least one further inlay peel-off module, in particular a subsequent inlay peel-off module in the transport direction of a carrier material stream of the carrier material, in particular with the taking over and/or continuation of the operating function at the same transport speed and/or transport direction of the carrier material stream he follows.
  • the operating function particularly preferably relates to equipping the carrier material with isolated inlays.
  • the inlay dispenser modules can be controlled in this context such that the takeover and/or continuation of the operating function with the additional inlay dispenser module is automatically terminated as soon as the first inlay dispenser module resumes or continues the interrupted operating function.
  • the dispensing modules of the RFID conversion system according to the invention can preferably be arranged one behind the other or following one another in the transport direction of a carrier material flow, in particular with at least two dispensing modules being arranged in one lane or one behind the other on a track or linearly in a row.
  • the placement performance of a dispensing module in the placement operation can be in the range of less than 20,000 products per hour, in particular for example 15,000 products per hour or less.
  • the cycle time per inlay in the individual dispensing module can in particular be more than 100 ms, preferably more than 200 ms, for example 240 ms.
  • the higher cycle times per inlay in the individual dispensing module allow sufficient time for an extensive good check of the products even at full production output, which is a decisive advantage.
  • the inlay dispensing modules can be controlled in such a way that if an operating function is interrupted by at least one preceding inlay dispensing module in the transport direction of the RFID products, the interrupted operating function is preferably automatically interrupted by at least one in the transport direction subsequent inlay dispenser module is taken over and/or continued.
  • At least one first inlay dispenser module can be provided as an assembly module and at least one further inlay dispenser module can be provided as a buffer module, with the inlay dispenser modules being controlled in such a way that if the assembly with the first inlay dispenser module (assembly module) is interrupted, in particular during Exhaustion of an inlay supply, which can be indicated when a minimum diameter of an inlay roll is reached, the assembly is preferably continued automatically with the additional inlay dispenser module (buffer module).
  • the second inlay dispenser module then fulfills a buffer function. Both modules can achieve the same maximum placement performance and be designed in the same way.
  • the clock rate of the buffer module can correspond to the clock rate of the placement module.
  • the inlay peel-off modules can be controlled in such a way that if the loading of at least one preceding inlay peel-off module (loading module) in the carrier material track is interrupted, the loading is preferably automatic with at least one further inlay dispensing module (buffer module) following in the carrier material track in the material transport direction.
  • the subsequent module then works as a buffer module.
  • the invention also allows for several buffer modules to be provided or for the buffer function to be fulfilled by several dispensing modules.
  • inlay dispenser modules can be arranged one behind the other in a single lane, with the inlay dispenser modules being controlled in such a way that they are loaded simultaneously with several inlay dispenser modules at clock rates that are reduced compared to the equipment with just one inlay dispenser module Donation Modules.
  • a controller can also be provided in such a way that an assembly always takes place with only one inlay dispensing module.
  • At least one first inlay donation module can be provided as an assembly module and at least one further inlay donation module can be provided as a post-donation module, with at least one faulty inlay of the first inlay donation module being detected and ejected and wherein a control of the inlay dispenser modules is provided in such a way that a faulty one is ejected by ejection Inlay gaps in an inlay flow that have arisen are automatically closed by dispensing a fault-free inlay with the additional inlay dispensing module (post-dispensing module).
  • the post-donation module stores only “good inlays” that have already been checked for freedom from defects.
  • Detection and ejection can be carried out with the first inlay dispensing module, which has a corresponding detection device and ejection device for this purpose. Because the gap is closed by the refill module, it is not necessary to stop the system or carrier material transport, nor change the transport direction of the carrier material, and in particular no relative movement between the first inlay dispenser module and the carrier material stream.
  • the detection and, preferably, the ejection take place in particular with the first dispensing module, while the further dispensing module works as a post-dispensing module and can be arranged downstream of the first dispensing module in the transport direction of the carrier material, in particular in the web transport direction of the carrier web.
  • the subsequent donation module then closes a gap that has arisen in the inlay flow due to ejection.
  • At least two dispensing modules are constructed in the same way and/or are to be operated as an assembly module, buffer module and/or post-dispensing module as required.
  • the control device is designed to determine the current or instantaneous operating mode of at least one dispensing module as an assembly module, buffer module and/or post-dispensing module, in particular of all dispensing modules, during the production of the RFID products depending on the current or instantaneous operating mode of at least one additional dispensing module , in particular of all other donation modules.
  • At least one dispenser module can be adjusted, in particular displaceable, to the side of the lane, ie transversely to the transport direction of a carrier material stream or product stream of the RFID products.
  • the laterally displaceable dispensing module can then, for example, be operated as a buffer module and/or post-dispensing module as required.
  • the positioning of the dispenser modules on a specific carrier material track ie the adjustment of the position of the dispenser modules transverse to the transport direction of the carrier material stream or product stream of the RFID products, is preferably done manually and is preferably not changed during the manufacturing process of the RFID products.
  • the positioning of the dispenser modules on a specific carrier material track is then constant.
  • At least one dispensing module can also be provided as a jumper module and can be adjusted to different carrier material tracks laterally to the carrier material track.
  • the jumper module can be positioned on a carrier material track either manually or automatically.
  • only one dispensing module is provided as a jumper module and is controlled accordingly.
  • a continuous production of the RFID products is particularly preferably provided, in which a start and stop operation of the carrier material web or the means of transport does not take place.
  • each carrier material track being provided with at least one inlay dispensing module as an assembly module and at least one additional inlay dispensing module that can be adjusted laterally to different carrier material tracks, in particular shifted, as a buffer module
  • the inlay dispensing modules can be controlled in this way be that the supply of inlays of the assembly modules, in particular the roll end of an inlay roll of the respective assembly module, is consumed or reached with a time delay, in particular with the beginning of the assembly with assembly modules arranged on different carrier material tracks taking place with a time delay.
  • a specific control algorithm can be used, for example, to ensure that inlay rolls reach the end of the roll at different times and have to be replaced.
  • An automated change with the help of the buffer module, which is used as a jumper, is then possible.
  • the assembly with a buffer module according to the invention can in particular only take place when a upstream in the transport direction of the carrier material stream first inlay dispenser module (assembly module) due to a exhausted supply of inlays, for example when the end of an inlay roll is reached, and/or in the event of an operational disruption that can no longer fulfill the loading function.
  • the buffer module can preferably stand still and not be used for loading or for loading another upstream inlay dispensing module that is arranged on another carrier material track and whose loading function is currently interrupted.
  • a refill module according to the invention is preferably fitted only to fill gaps which have arisen as a result of ejecting faulty inlays that have been dispensed with a first inlay dispensing module (assembly module) upstream in the transport direction of the carrier material flow.
  • the control of the inlay dispensing modules can in particular provide that a subsequent dispensing module is not used purely as an assembly module. Accordingly, the clock rate of the post-supply module can be correspondingly lower than the clock rate of an assembly module.
  • FIGs. 1A, 1B schematic representation of the roll change of an inlay roll of an inlay peel-off module of an RFID conversion system according to the invention with one-lane or single-lane production of RFID products using a further inlay peel-off module as a buffer module;
  • FIGs. 2A, 2B schematic representation of the roll change of an inlay roll of an inlay dispensing module of an RFID conversion system according to the invention with one-lane or single-lane production of RFID products using three further inlay dispensing modules as buffer modules;
  • 3 shows a schematic representation of the use of a further inlay dispensing module as a subsequent dispensing module in an RFID conversion system according to the invention for the single-lane or single-lane production of RFID products;
  • 4 shows a schematic representation of possible sequences when installing five inlay dispensing modules in an RFID conversion system according to the invention with one-lane or one-lane production of RFID products;
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a multi-lane mode of operation of an RFID conversion system according to the invention with a number of inlay dispensing modules;
  • Fig. 6 is a schematic representation of the multi-track production of
  • RFID products with an RFID conversion system according to the invention with several inlay dispensing modules being provided as post-dispensing modules in order to close inlay gaps caused by the ejection of faulty inlays by dispensing faultless inlays;
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the multi-lane or multi-track production of RFID products, with a further inlay dispensing module being provided as a buffer module for changing the inlay rolls of the inlay dispensing modules;
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the multi-lane or multi-track production of RFID products, with several inlay peel-off modules being provided as assembly modules, further inlay peel-off modules as subsequent peel-off modules and a further inlay peel-off module as a buffer module for a roll change of the inlay rolls of the assembly modules;
  • Dispenser modules as assembly modules linearly one behind the other for single-lane or single-lane production of RFID products and integrated good inspection of the inlays using radio and
  • FIG. 10 shows a schematic representation of the arrangement of several inlay dispensing modules in an RFID conversion system according to the invention to increase the system availability.
  • the system concept of an RFID conversion system for the single-track production of RFID products is shown schematically.
  • the assembly, ie the dispensing, of inlays 1a onto a web or sheet-shaped carrier material 2 takes place only with a first inlay dispensing module 3, which works as an assembly module.
  • another inlay dispenser module 3 is provided, which is on standby with the inlay roll inserted.
  • the operating function of the dispenser module 3 or the loading with the dispenser module 3 is automatically ended.
  • the further inlay dispensing module 3 then takes over the assembly work without any start, with inlays 1b being dispensed onto the carrier material 2 from the inlay roll of the further inlay dispensing module 3 (FIG. 1b).
  • the process is reversed as soon as the inlay roll of the further inlay dispensing module 3 reaches the end.
  • an assembly change back to the first inlay dispensing module 3 takes place automatically, which then takes over the assembly work of the further inlay dispensing module 3 without any start.
  • two inlay dispensing modules 3 arranged one behind the other are already sufficient to enable uninterrupted operation of an RFID conversion system during a roll change.
  • Figs. 2A and 2B more than one further inlay dispensing module 3 is provided as a buffer module, for example three buffer modules according to the embodiment shown. A longer, uninterrupted production phase is possible thanks to the large number of buffer modules. This function can be achieved if a total of more than two dispensing modules 3 are installed, which can assume an assembly function.
  • the assembly is preferably always carried out with only one dispensing module 3.
  • the three further inlay dispensing modules 3 are automatically subsequently controlled by the machine control at the end of the inlay roll of a preceding dispensing module 3 and used for assembly. In this way, a longer production phase without operator intervention is made possible during a roll change, starting with the first peel-off module 3 and then subsequently in the further peel-off modules 3 . This gives the machine operator a longer time window to complete other tasks.
  • FIG. 2B shows, for example, that the loading function of the carrier material 2 is taken over by a further inlay peel-off module 3 with inlays 1d at the front in the transport direction 4 after the inlay rolls of all preceding peel-off modules 3 have reached the end of the respective roll.
  • FIG. 3 schematically shows the use of a further inlay donation module 3 as a post-donation module.
  • two dispensing modules 3 arranged one behind the other are already sufficient to enable the detection and ejection of faulty inlays and to close any gap that arises by dispensing a faultless inlay 1d from the inlay roll of the subsequent dispensing module. If, for example, a faulty inlay is detected in the first inlay dispensing module 3, this is ejected. The resulting gap is not closed by the dispensing module 3, since this is not possible at high production speeds. Instead, the post-supply module 3 is in a waiting position with an inlay 1d that has been checked to be free of defects. As soon as the resulting gap has reached the refill module 3, this places an inlay 1d in the gap and thus closes the gap.
  • the inlay dispensing modules 3 described can be constructed in the same way and can be used in particular by appropriate control as an assembly module, buffer module and/or as a post-dispensing module.
  • 4 shows an example of the installation of five dispensing modules 3 in order to enable different sequences or functional assignments of the dispensing modules 3 in the case of a single lane.
  • the first two inlay dispensing modules 3 can be provided for assembly.
  • the two further peel-off modules 3 following in the transport direction can be used as buffer modules and take on the assembly function when the inlay rolls of the preceding peel-off modules 3 have reached the end.
  • the further inlay dispensing module 3 that is at the front in the transport direction can be used as a subsequent dispensing module in order to close gaps that have arisen as a result of faulty inlays being ejected.
  • the first four inlay dispenser modules 3 can also be fitted, with the foremost additional inlay dispenser module 3 can be provided for changing roles or as a subsequent dispenser module.
  • the RFID system can continue to be operated with the remaining dispensing modules 3 .
  • the machine control is able to form 3 new sequences with the remaining ready-to-use dispenser modules.
  • inlay dispenser modules 3 can also be shifted laterally, that is to say transversely to the direction of the lane, relative to one another.
  • the total production capacity of the RFID system with several tracks or tracks then corresponds to the sum of the individual production capacities of the inlay dispensing modules 3. This is shown schematically in FIG.
  • multi-lane operation is also possible in such a way that a further inlay dispensing module 3 is provided as a subsequent dispensing module for each lane or lane.
  • Each track then has a first inlay dispensing module 3 as an assembly module and a further inlay dispensing module 3 downstream in the transport direction 4 of the carrier material as a post-dispensing module in order to close gaps that have arisen as a result of faulty inlays being ejected.
  • the ejection can preferably take place with the assembly modules, which are set up and designed accordingly. This is shown schematically in FIG.
  • FIG. 7 schematically shows, in an exemplary embodiment with five dispensing modules 3, the simultaneous assembly of, for example, four material webs or tracks of the RFID conversion system with four first inlay dispensing modules 3, which fulfill the assembly function.
  • Another inlay donor module 3 is designed as a jumper module that is adjustable laterally on all tracks and can step in for the first inlay donor modules 3 when their inlay rolls have reached the end.
  • a smart control algorithm can ensure that the inlay rolls of the first inlay dispenser modules 3 reach the end of the roll at different times. At the beginning of a new production, it can be provided, for example, that the four first inlay dispensing modules 3 observe pause times of different lengths.
  • a first inlay dispenser module 3 During the time in which a first inlay dispenser module 3 is paused, its assembly work is taken over by the further inlay dispenser module 3 as a stand-in module.
  • the jumper module can be automatically moved laterally to the respective track on a linear guide.
  • the algorithm behind the pause sequence can follow from the Gaussian summation formula.
  • the RFID system can be operated with reduced power. If the inlay rolls of all five dispensing modules 3 provided in the exemplary embodiment shown have been changed for the first time, an initial offset has formed and the production speed can be increased. No further interruptions to operations are then necessary, since in future all inlay rolls will reach the end of the roll at different times.
  • the RFID system can run without further interruptions.
  • a combination of buffer modules and refill modules is also easily possible.
  • a total of nine dispensing modules 3 are provided.
  • At least one first inlay dispensing module 3 as an assembly module and at least one downstream inlay dispensing module 3 as a subsequent dispensing module are provided on each track.
  • the first four inlay dispenser modules 3 - for example, four tracks of the system - do the actual assembly.
  • Four further inlay dispensing modules 3 are available to replace a missing inlay or an inlay gap that has arisen by ejecting a faulty inlay with a good inlay as subsequent dispensing modules on the respective track.
  • At least one other inlay donor module 3, preferably just another inlay donor module 3, is the other donor modules 3 in the transport direction 4 in front of them or arranged at the end of the module chain in order to be used as a buffer or jumper module that can be adjusted laterally on all tracks to be able to provide automated roll changes.
  • This further inlay dispensing module 3 is set up and designed in such a way that it can be offset or shifted onto the respective track.
  • the test is carried out by means of electromagnetic transmission, in particular via a high-frequency (near) magnetic field, and examines the correct functions of the antenna and microchip.
  • a time window of up to 100 ms per inlay is required. For example, if a machine produces at a production rate of 60,000 products per hour, a theoretical time of 60 ms remains for the test per individual product. A comprehensive test is therefore not possible. According to FIG. 9, this can be remedied by a linear arrangement of a plurality of inlay dispensing modules 3, which are operated at a lower clock rate.
  • the RFID conversion system can produce 60,000 products per hour.
  • the production rate per Dispenser module 3 only 15,000 products per hour.
  • This increases the cycle time for each inlay 1a-1d in the respective dispensing module 3 from 60 to 240 ms. This allows the inspection of the inlays 1a-1d to be shifted to the respective dispensing module 3, with sufficient time remaining for an extensive inspection of the RFID products even when the RFID conversion system is running at full capacity. This is represented schematically by the radio symbol 5 in FIG.
  • the machine control of an RFID conversion system can also allow individual inlay dispensing modules 3 to be deactivated.
  • the first and third inlay dispensing modules 3 assigned to a material track are deactivated, for example.
  • individual dispensing modules 3 can thus be removed from the production process.
  • the RFID system or its control device recognizes a changed operating situation of individual dispensing modules 3, preferably automatically, which preferably leads to an automatic adjustment of the sequences, i.e. the operating mode or functional assignment of the ready-to-operate dispensing modules 3, with these depending on the sequence as an assembly module, buffer module or post-donation module can be used.
  • the entire system remains operational and production can continue with reduced performance or a reduced range of functions.
  • the number of dispensing modules 3 is selected as an example. All dispensing modules 3 are preferably constructed in the same way, in particular in the manner of label dispensers. Each dispensing module 3 can be operated with a machine control, preferably and as required, as an assembly module, buffer or jumper module or post-dispensing module in the mode of operation described in each case. Appropriate holding devices for holding the dispensing modules 3 as required are preferably provided in the plant periphery. List of reference symbols: a-1d inlay carrier material inlay dispenser module transport direction radio symbol

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Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein RFID-Konvertierungsanlage zur ein- und/oder mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten, mit einer Mehrzahl von Inlay-Spendemodulen (3) und mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Inlay-Spendemodule (3). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jedes Inlay-Spendemodul (3) ausgebildet und eingerichtet ist zur direkten Bestückung eines insbesondere bahn- oder bogenförmigen Trägermaterials (2) oder zur indirekten Bestückung eines Transportmittels, wie eines Vakuumtransportbands, mit Inlays (1a-d) und wobei die Inlay-Spendemodule (3) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.

Description

RFID-Konvertierungsanlage und Steuerungsverfahren für eine Mehrzahl von Inlay-Spendemodulen
Die Erfindung betrifft eine RFID-Konvertierungsanlage zur ein- und/oder mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten und ein Steuerungsverfahren zur Steuerung von Inlay-Spendemodulen einer RFID-Konvertierungsanlage.
RFID-Technologie wird zur kontaktlosen Übermittlung von Informationen genutzt. Die relevanten Informationen sind auf einem passiven Transponder gespeichert, dessen Kernkomponente ein Mikrochip ist. Der Mikrochip ist mit einer Antennenstruktur verbunden, die üblicherweise auf einer dünnen Kunststofffolie oder auf Papier aufgebracht ist. Ein Schreib-/Lesegerätsendet ein Funksignal in einem bestimmten Frequenzband aus. Diese Funkwellen induzieren in der Antennenstruktur des passiven Transponders eine elektrische Spannung, die ausreicht, um den Mikrochip zu aktivieren und damit Daten zu verarbeiten. RFID-Transponder kommen beispielsweise in Chipkarten, Tickets, Spielkarten, Wertmarken, Aufklebern und Labeln sowie Etiketten, beispielsweise Bekleidungsetiketten und Versandeti ketten, sowie Fluggepäckanhängern, zum Einsatz.
Aufgrund der Empfindlichkeit des dünnen Trägermaterials der Antenne mit dem darauf befestigten Mikrochip wird die Antenne mit dem fixierten Chip mittels RFID- Konvertierungsanlagen in mehrlagige RFID-Produkte eingebracht. Damit wird ein Schutz der Antenne und des Chips erreicht und gegebenenfalls auch eine entsprechende Optik, Haptik und Robustheit für den jeweiligen Einsatzfall erzielt. Im Übrigen ist so ein Pitch-Wechsel möglich, der insbesondere aus Kostengründen und für eine Materialeinsparung vorgesehen sein kann. Der Begriff "Pitch" bezieht sich dabei auf den Abstand zwischen benachbarten RFID-Chips. RFID-Konvertierungsanlagen dienen zur Herstellung fertig konfektionierter RFID-Produkte auf Basis verschiedener Vormaterialien. Hierbei werden in der RFID-Konvertierungsanlage unterschiedliche Endprodukte durch Lamination verschiedener, insbesondere bahnförmiger Materialien oder bogenförmiger Materialien, hergestellt. Dabei können sowohl selbstklebend beschichtete Materialien verwendet werden als auch ein Klebstoffauftrag mittels Heißleimgerät direkt in der Maschine erfolgen. Grundsätzlich ist auch eine Verklebung mit anderen Klebstoffarten möglich. Beispielsweise können reaktive Klebstoffe, wie der unter dem Handelsnamen UHU POR vertriebene Spezialklebstoff oder auch PUR-Klebstoffe eingesetzt werden. Üblicherweise bestehen die in einer RFID-Konvertierungsanlage hergestellten RFID- Produkte aus einem Trägermaterial, einem Inlay, d.h. einem dünnen Substrat mit Antenne und Mikrochip, und, gegebenenfalls, einem Deckmaterial. Spezialprodukte können weitere Zwischenlagen aufweisen. Zumeist liegen Trägermaterial und Deckmaterial bahnförmig vor. Das Inlay wird üblicherweise als endloser Streifen vorgefertigt und als Rollenware zu einer Inlayrolle aufgewickelt. Die Herstellung einer solchen Inlayrolle erfolgt in der Regel außerhalb der RFID-Konvertierungsanlage in einem vorgelagerten Fertigungsschritt in einer separaten Anlage. Diese fertig konfektionierten Inlays werden zur Weiterverarbeitung auf RFID-Konvertierungsanlagen als Vormaterial eingesetzt.
Konventionelle RFID-Konvertierungsanlagen weisen eine Vielzahl von Bahnführungseinrichtungen, wie Umlenkwalzen, Abwicklungen und Aufwicklungen, auf. Je nach gewünschtem Endprodukt können zusätzlich beispielsweise (Heiß-)Leimein- richtungen, Stanzeinrichtungen, Lese- und Schreibeinrichtungen, Druckeinrichtungen und optische sowie elektrische Inspektionseinrichtungen, sowie Längs- oder Querschneideeinrichtungen vorgesehen sein. RFID-Konvertierungsanlagen gibt es in einspuriger Ausführung oder in mehrspuriger Ausführung.
Die Herstellung von RFID-Produkten in RFID-Konvertierungsanlagen sieht üblicherweise das Vereinzeln einer Inlaybahn und das Aufspenden der vereinzelten Inlays auf einer Trägerbahn vor. Die Inlays können entweder in "trockener" Form vorliegen, also nicht kleben, oder als "wet inlays", also bereits mit einer Klebstoffschicht ausgestattet. Die Inlays sind dabei auf der Inlaybahn möglichst dicht angeordnet, wobei ein Inlay Pitch vorgegeben ist. Der Begriff "Inlay Pitch" bezieht sich auf einen bestimmten Abstand zwischen zwei benachbarten Inlays in Bahntransportrichtung. Das gewünschte Endprodukt weist allerdings in den überwiegenden Fällen eine andere Teilung auf, die vom Produkt und vom Produktdesign abhängig ist. In konventionellen RFID-Konvertierungsanlagen wird daher in einem ersten Prozessschritt die Inlaybahn quer geschnitten, um einzelne Inlays abzuschneiden bzw. die Inlays zu vereinzeln. Diese Inlays werden dann einzeln im entsprechenden Abstand auf der Trägerbahn platziert. Die Platzierung kann im kontinuierlichen Durchlauf oder in einem intermittierenden Start-Stopp-Verfahren erfolgen. Hierdurch ist es möglich, die Anordnung von Inlays und Trägerbahn mit weiteren Lagen zu laminieren und/oder weiter zu verarbeiten. Ein weiterer Aspekt bei der Herstellung von RFID-Produkten in RFID-Konver- tierungsanlagen betrifft die sogenannte "Gutprüfung" der Inlays. Sowohl bei den Mikrochips als auch deren Kontaktierung mit den Antennenstrukturen kann es zu Fehlern kommen, was dazu führt, dass RFID-Transponder gar nicht oder nur eingeschränkt funktionieren. Vor der Applikation auf die Trägerbahn werden daher Inlays häufig einzeln geprüft und defekte Inlays werden nach Detektion ausgeschleust und anschließend wird die durch Ausschleusen entstandene Inlay-Lücke geschlossen. Das Ziel sind Endprodukte mit ausschließlich fehlerfreien Inlays. Im laufenden RFID- Konvertierungsprozess ist die Ausschleusung defekter Inlays und deren Ersatz durch fehlerfreie Inlays allerdings sehr aufwendig. Wird die RFID-Konvertierungs- anlage mehrspurig betrieben, um die Produktionsleistung zu steigern, wobei mehrere Inlay- und Trägerbahnen parallel verarbeitet werden, steigt die Prozesskomplexität und die Anfälligkeit des Prozesses gegen Störungen. Eine höchste Komplexitätsstufe wird dann erreicht, wenn in einer mehrspurigen Konfiguration eine vollständige Gutprüfung aller Inlays mit Austausch fehlerhafter Inlays durchgeführt werden soll. Konstruktionsbedingt ist es bei bekannten RFID-Konvertierungsanlagen erforderlich, stets alle parallel angeordneten Inlays einer Inlaybahn gemeinsam zu applizieren oder auszuschleusen. Wenn das Ausschleusen von fehlerhaften Inlays nicht erfolgt, ist es erforderlich, eine Sortierung nachträglich in einem gesonderten Prozess vorzusehen.
Die Inlay-Bestückung der Trägerbahn erfolgt bei bekannten RFID-Konvertierungsanlagen in einem zentralen Prozess, wobei das positionsgenaue Aufspenden der vereinzelten Inlays mit einem zentralen Spendeaggregat bewerkstelligt wird. In dem Spendeaggregat wird die Inlaybahn geschnitten, registerhaltig auf den Produkt-Pitch positioniert und appliziert. Dies kann einspurig oder mehrspurig erfolgen.
Erreicht die Materialbahn auf einer Inlayrolle des Spendeaggregats einen Endzustand, ist es erforderlich, die RFID-Konvertierungsanlage für den erforderlichen Wechsel der Inlayrolle zu stoppen. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der Produktions-/Anlagenlaufzeit und reduziert den Wirkungsgrad der Anlage. Der Rollenwechsel kann manuell oder automatisiert mit einer hochkomplexen Splice-Vor- richtung erfolgen.
Zur Ausschleusung defekter Inlays und zum Schließen der entstehenden Lücken mit fehlerfreien Inlays ist es erforderlich, die RFID-Konvertierungsanlage zu stoppen. Das defekte Inlay kann dann mit einer Vakuumeinrichtung abgesaugt und mit anderen Mitteln entfernt werden. Bei bekannten RFID-Konvertierungsanlagen schließt das Spendeaggregat durch eine Relativbewegung die entstandene Lücke zum Trägermaterial und die Anlage startet wieder im Verbundbetrieb. Dies führt zu häufigen Produktionsunterbrechungen, was von Nachteil ist.
Werden parallel mehrere Spuren von Produkten verarbeitet, um eine höhere Produktionsleistung der RFID-Konvertierungsanlage zu erzielen, ist die Bestückung der einzelnen Trägermaterialspuren durch ein zentrales Spendeaggregat aufwendig, wobei das Handling und eine spurtreue Führung der Materialstreifen anspruchsvoll ist. Darüber hinaus wird bei einer Mehrbahnigkeit der Aufwand für den Wechsel der Inlayrollen ebenfalls vergrößert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine RFID-Konvertierungsanlage und ein Steuerungsverfahren jeweils der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei sich die erfindungsgemäße RFID-Konvertierungsanlage durch höhere Pro- duktions- und Anlagenlaufzeiten und einen hohen Automatisierungsgrad auszeichnet. Insbesondere sollen eine einfache Skalierbarkeit der Produktionskapazität, eine einfache Bedienbarkeit und ein unterbrechungsfreier Betrieb der Anlage bei Erschöpfung eines Inlayvorrats an einem Inlay-Spendemodul, insbesondere, wenn das Ende einer als Rollenware aufgewickelten Inlayrolle erreicht ist, gewährleistet sein. Die erfindungsgemäße RFID-Konvertierungsanlage und das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren sollen darüber hinaus das Ausschleusen und den Ersatz fehlerhafter Inlays in einfacher Weise und insbesondere ohne Unterbrechung des Anlagenbetriebs zulassen. Schließlich soll sich bei der Platzierung von Inlays auf einer Trägerbahn eine höhere Registergenauigkeit erreichen lassen.
Die vorgenannten Aufgaben werden durch eine RFID-Konvertierungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren zur Steuerung einer RFID- Konvertierungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird eine RFID-Konvertierungsanlage zur ein- und/oder mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten vorgeschlagen, die an der Stelle einer zentralen Spendestation bzw. eines zentralen Spendeaggregats eine Mehrzahl von In- lay-Spendemodulen aufweist, wobei jedes Spendemodul ausgebildet und eingerichtet ist zur direkten Bestückung eines insbesondere bahn- oder bogenförmigen Trägermaterials oder zur indirekten Inlay-Bestückung eines Transportmittels, wie eines Vakuumtransportbands, und wobei die Spendemodule unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Wenigstens zwei Inlay-Spendemodule, vorzugsweise alle Inlay-Spendemodule, der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage lassen sich bedarfsweise und unabhängig voneinander zur direkten oder indirekten Bestückung einsetzen und aufgrund der unterschiedlichen Ansteuerung in unterschiedlichen Betriebsmodi betreiben, insbesondere als Bestückungsmodule, Puffermodule oder Nachspendemodule oder auch als Aufrollmodule, um beispielsweise von einem Nachbar-Spendemodul eine Abfallbahn aufzuwickeln. Insbesondere können gleichzeitig mehrere Inlay- Spendemodule in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden, wobei sich dann unterschiedliche Betriebsmodi insbesondere durch unterschiedliche Bestückungsleistungen der Inlay-Spendemodule, das heißt die Zahl der bereitgestellten Inlays pro Stunde, und/oder unterschiedliche Taktzeiten kennzeichnen lassen.
Ein „Inlay“ im Sinne der Erfindung betrifft insbesondere einen dünnen Substratmaterialabschnitt mit darauf aufgebrachter Antenne und Mikrochip, wobei das Substratmaterial bahn- oder bogenförmig vorliegen kann und eine Mehrzahl von Inlays in einer Reihe oder in mehreren nebeneinanderliegenden Reihen nachfolgend eine In- laybahn oder einen Inlaybogen bilden können.
Eine Inlaybahn wird gebildet durch einen Streifen des Substratmaterials, auf dem Antennenstrukturen mit installierten Mikrochips aufgebracht sind. Ein Inlaybogen kann gebildet werden durch einen bogenförmigen Substratmaterialabschnitt vorgegebener Länge und Breite, auf dem ein- oder mehrreihig Antennenstrukturen mit installierten Mikrochips angeordnet sind.
Die Herstellung der Inlays, d.h. die Montage von Antennen und Mikrochips, ist vorzugsweise nicht Bestandteil der RFID-Konvertierungsanlage und kann in einem vorgelagerten Fertigungsschritt in einer separaten Maschine oder Anlage erfolgen. Die fertig konfektionierten Inlays werden zur Weiterverarbeitung auf der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage als Vormaterial eingesetzt.
Aufgrund von verschiedenen Antennengeometrien und Anforderungen können Inlays verschiedene Abmessungen und Teilungen auf einer Inlaybahn aufweisen. Eine zentrale Funktion der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage kann daher das Vereinzeln der Inlaybahn und das Aufspenden einzelner Inlays auf das Trägermaterial sein. Kostenbedingt werden Inlays möglichst dicht auf einer Inlaybahn angeordnet. Der Inlay-Pitch ist also vorgegeben. Das gewünschte RFID-Produkt, beispielsweise ein Ticket, ein Aufkleber oder dergleichen, hat in der Regel eine andere Teilung, was vom Produkt und seinem Design abhängt und ebenfalls vorgegeben ist.
Ein „Inlay-Spendemodul“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ist inbesondere dazu eingerichtet und ausgebildet, gegebenenfalls Inlays, die als Inlaybahn oder Inlaybo- gen bevorratet werden, zu vereinzeln und vereinzelte Inlays auf ein Trägermaterial oder ein Transportmittel aufzuspenden bzw. aufzubringen. Ein Inlay-Spendemodul kann jedoch auch dazu eingerichtet und ausgebildet sein, dünne Materialabschnitte aus einem beliebigen biegeschlaffen Material auf ein bahn- oder bogenförmiges Trägermaterial oder ein Transportmittel aufzuspenden bzw. aufzubringen, insbesondere nach einem vorherigen Schneidprozess zum Abtrennen von Abschnitten einer Materialbahn oder eines Materialbogens des biegeschlaffen Materials.
Die Spendemodule können auch in der Anwendung so eingesetzt werden, dass unterschiedliche Inlaytypen, beispielsweise für Booster-Antennen, Chipmodule und/oder HF und/oder UHF gemischt in einem Produkt, an den einzelnen Spendepositionen platziert werden können. Die Erfindung ist nicht auf die Platzierung identischer Inlays beschränkt.
Die Begriffe „Bestückungsmodul“, „Puffermodul“ und „Nachspendemodul“ werden weiter unten am Beispiel erläutert.
Durch eine geeignete Ansteuerung der Spendemodule mit unterschiedlichen Sequenzmustern bzw. Betriebsmodi der Spendemodule lässt sich eine Vielzahl unterschiedlicher Betriebs- bzw. Produktionsweisen bei der Inlay-Bestückung bei minimalen Einstellarbeiten realisieren. Durch die Möglichkeit, die Spendemodule der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage unabhängig voneinander anzusteuern, können diese bedarfsweise unterschiedliche Funktionen bei der Bestückung erfüllen und dazu individuell und unterschiedlich angesteuert werden.
Die Herstellung der RFID-Produkte kann wie eingangs beschrieben unter Verwendung wenigstens eines insbesondere bahnförmigen Materials und/oder gegebenenfalls unter Verwendung wenigstens eines weiteren insbesondere bahnförmigen Zwischenmaterials und/oder wenigstens einer Klebstoffschicht erfolgen. Inlay- Spendemodule können beispielsweise zum Aufspenden eines Deckmaterials eingesetzt werden.
Die RFID-Konvertierungsanlage kann eine direkte Bestückung, d.h. ein positionsgenaues Aufspenden von Inlays mit wenigstens einem Inlay-Spendemodul, auf eine (endlose) Trägerbahn vorsehen oder auch eine Bestückung auf Trägermaterialbögen mit definierter Länge. Das Trägermaterial kann ein- oder mehrlagig sein. Im Übrigen kann eine indirekte Bestückung durch Aufspenden der Inlays auf ein Transportmittel, wie ein Vakuumtransportband, vorgesehen sein, wobei die Inlays dann von dem Transportmittel auf das Trägermaterial bzw. Trägerprodukt übertragen werden.
Zur Bereitstellung der Inlays können als Rollenware aufgewickelte Inlayrollen als Vormaterial eingesetzt werden, wobei die von den Inlayrollen abgewickelten Inlay- bahnen in einem ersten Prozessschnitt geschnitten werden können, um einzelne Inlays zu separieren.
Alternativ können Inlaybögen zum Beispiel aus einem Vorratsstapel oder einem Vorratsbehälter entnommen und zur Vereinzelung der Inlays geschnitten werden. Schließlich besteht die Möglichkeit, bereits vereinzelte Inlays vorzuhalten und mit den Inlay-Spendemodulen zu applizieren.
Eine Inlayrolle oder ein Inlaybögen bildet einen Inlayvorrat des Spendemoduls, der durch die Bestückung aufgebraucht und in regelmäßigen Abständen wieder aufgefüllt werden muss, beispielsweise durch Rollenwechsel oder Wiederbefüllung eines Inlaybogenspeichers.
Ein Inlay-Spendemodul kann vorzugsweise einen Aufbau aufweisen, der dem Aufbau von handelsüblichen Etikettenspendern entspricht, die zum Etikettieren von Produkten im Durchlauf verwendet werden.
Vorzugsweise kann in einem Inlay-Spendemodul eine Schneideinrichtung implementiert sein, um einzelne Inlays von einer Inlaybahn oder einem Inlaybögen abzutrennen. Das Spendemodul kann zur Halterung einer In layrolle oder auch zur Aufnahme und Bevorratung von Inlaybögen eingerichtet und ausgebildet sein und wenigstens eine solche Inlayrolle oder wenigstens einen solchen Inlaybögen aufweisen.
Auch kann das Spendemodul zur Halterung einer Abfallrolle eingerichtet und ausgebildet sein.
Das Spendemodul kann an einer Halteeinrichtung der RFID-Anlage befestigt, insbesondere in der Anlage aufgehängt sein, die eine seitliche Verschiebbarkeit quer zur Laufrichtung und eine Feineinstellung ermöglicht. Darüber hinaus kann die Halteeinrichtung derart ausgestaltet sein, dass das Spendemodul zusätzlich um beispielsweise 90° zur Laufrichtung drehbar ist. Damit lassen sich auch Inlays mit abweichender Orientierung auf das Trägermaterial spenden. Weiter insbesondere weist das Spendemodul wenigstens einen Halter für eine Inlayrolle und eine Spendezunge zum Aufspenden vereinzelter Inlays auf.
Die Vereinzelung kann mit einer Schneideinrichtung des Spendemoduls erfolgen.
Weiter kann das Spendemodul gegebenenfalls einen weiteren Halter zur Halterung einer Deckbahn-Rolle aufweisen. In einer Weiterentwicklung könnte ein Spendemodul auch einen weiteren Wickler zur Aufnahme einer Abfallbahn aufweisen. Darüber hinaus kann wenigstens ein Spendemodul, vorzugsweise jedes Spendemodul, eine Lese- und/oder Detektionseinrichtung, ausgebildet und eingerichtet zur insbesondere kontaktlosen Identifikation defekter Inlays aufweisen. Im Übrigen kann eine Ausschleuseeinrichtung zum Ausschleusen von fehlerhaften Inlays aus dem Herstellungsprozess, weiter insbesondere ausgebildet und eingerichtet als Absaugeinrichtung zum Absaugen defekter Inlays und Überführung der defekten Inlays in wenigstens ein Sammelbehältnis, vorgesehen sein.
Durch die Verwendung mehrerer Spendemodule besteht die Möglichkeit, die Spendemodule auf eine geringere Taktzahl bzw. Bestückungsleistung auszulegen, so dass der Prozess des Applizierens und gegebenenfalls des Schneidens und Prüfens der Inlays bezogen auf das einzelne Spendemodul deutlich robuster und genauer ausgeführt werden kann.
Eine Steuerung der Inlay-Spendemodule kann vorzugsweise derart vorgesehen sein, dass bei einer Unterbrechung einer Betriebsfunktion eines ersten Inlay- Spendemoduls diese unterbrochene Betriebsfunktion vorzugsweise automatisch von wenigstens einem weiteren, insbesondere in Transportrichtung eines Trägermaterialstroms des Trägermaterials nachfolgenden, Inlay-Spendemodul übernommen und/oder fortgesetzt wird, insbesondere wobei die Übernahme und/oder Fortsetzung der Betriebsfunktion bei gleicher Transportgeschwindigkeit und/oder Transportrichtung des T rägermaterialstroms erfolgt. Besonders bevorzugt betrifft die Betriebsfunktion das Bestücken des Trägermaterials mit vereinzelten Inlays.
Insbesondere kann eine Steuerung der Inlay-Spendemodule in diesem Zusammenhang derart vorgesehen sein, dass die Übernahme und/oder Fortsetzung der Betriebsfunktion mit dem weiteren Inlay-Spendemodul automatisch beendet wird, sobald das erste Inlay-Spendemodul die unterbrochene Betriebsfunktion wiederaufnimmt bzw. fortsetzt.
Die Spendemodule der erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage können vorzugsweise in Transportrichtung eines Trägermaterialstroms hintereinanderlie- gend bzw. nachfolgend angeordnet sein, insbesondere wobei wenigstens zwei Spendemodule einspurig bzw. auf einer Spur hintereinanderliegend bzw. linear in Reihe angeordnet sind. Durch die Anordnung mehrerer Spendemodule linear hintereinanderliegend lassen sich insbesondere geringe Taktraten bzw. Bestückungsleistungen der einzelnen Spendemodule erreichen. Die Bestückungsleistung eines Spendemoduls im Bestückungsbetrieb kann dabei im Bereich von weniger als 20.000 Produkten pro Stunde liegen, insbesondere beispielsweise 15.000 Produkte pro Stunde oder weniger betragen. Die Taktzeit je Inlay im Einzelspendemodul kann insbesondere mehr als 100 ms, bevorzugt mehr als 200 ms, beispielsweise 240 ms betragen. Die höheren Taktzeiten je Inlay im Einzelspendemodul ermöglichen auch bei voller Produktionsleistung ausreichend Zeit für eine umfangreiche Gut-Prüfung der Produkte, was von entscheidendem Vorteil ist.
Sind mehr als zwei Spendemodule einspurig hintereinanderliegend angeordnet, kann eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen sein, dass bei einer Unterbrechung einer Betriebsfunktion von wenigstens einem in Transportrichtung der RFID-Produkte vorhergehenden Inlay-Spendemodul die unterbrochene Betriebsfunktion vorzugsweise automatisch von wenigstens einem in der Transportrichtung nachfolgenden Inlay-Spendemodul übernommen und/oder fortgesetzt wird. Beispielsweise kann wenigstens ein erstes Inlay-Spendemodul als Bestückungsmodul und wenigstens ein weiteres Inlay-Spendemodul als Puffermodul vorgesehen sein, wobei eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen wird, dass bei Unterbrechung der Bestückung mit dem ersten Inlay-Spendemodul (Bestückungsmodul), insbesondere bei Erschöpfung eines Inlayvorrats, was bei Erreichen eines Kleinstdurchmessers einer In layrolle angezeigt sein kann, die Bestückung vorzugsweise automatisch mit dem weiteren Inlay-Spendemodul (Puffermodul) fortgesetztwird. Das zweite Inlay-Spendemodul erfüllt dann eine Pufferfunktion. Beide Module können eine gleiche maximale Bestückungsleistung erreichen und gleich ausgebildet sein. Die Taktrate des Puffermoduls kann der Taktrate des Bestückungsmoduls entsprechen.
Sind wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Inlay-Spendemodule einspurig hintereinanderliegend angeordnet, kann eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen sein, dass bei einer Unterbrechung der Bestückung von wenigstens einem in der Trägermaterialspur vorhergehenden Inlay-Spendemodul (Bestückungsmodul) die Bestückung vorzugsweise automatisch mit wenigstens einem in der Trägermaterialspur in Materialtransportrichtung nachfolgenden weiteren Inlay- Spendemodul (Puffermodul) erfolgt. Das jeweils nachfolgende Modul arbeitet dann als Puffermodul. Die Erfindung lässt es jedoch zu, dass auch mehrere Puffermodule vorgesehen sein können bzw. die Pufferfunktion von mehreren Spendemodulen erfüllt wird.
Zur Steigerung der Produktivität können mehrere Inlay-Spendemodule einspurig hintereinanderliegend angeordnet sein, wobei eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen wird, dass eine Bestückung zeitgleich mit mehreren Inlay-Spen- demodulen erfolgt bei gegenüber der Bestückung mit lediglich einem Inlay-Spendemodul verringerten Taktraten der Spendemodule. Alternativ kann aber auch eine Steuerung derart vorgesehen sein, dass eine Bestückung stets lediglich mit einem Inlay-Spendemodul erfolgt.
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen RFID-Konver- tierungsanlage können wenigstens ein erstes Inlay-Spendemodul als Bestückungsmodul und wenigstens ein weiteres Inlay-Spendemodul als Nachspendemodul vorgesehen sein, wobei wenigstens ein fehlerhaftes Inlay des ersten Inlay-Spendemo- duls detektiert und ausgeschleust wird und wobei eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen wird, dass eine durch Ausschleusung eines fehlerhaften Inlays entstandene Inlay-Lücke in einem Inlay-Strom automatisch durch Aufspenden eines fehlerfreien Inlays mit dem weiteren Inlay-Spendemodul (Nachspendemodul) geschlossen wird. Vorzugsweise bevorratet das Nachspendemodul lediglich bereits auf Fehlerfreiheit geprüfte "Gut-Inlays". Detektion und Ausschleusung können mit dem ersten Inlay-Spendemodul vorgenommen werden, das dazu eine entsprechende Detektionseinrichtung und Ausschleuseeinrichtung aufweist. Aufgrund des Schließens der Lücke durch das Nachspendemodul ist kein Stopp der Anlage bzw. des Trägermaterialtransports erforderlich, auch kein Wechsel der Transportrichtung des Trägermaterials und insbesondere keine Relativbewegung zwischen dem ersten Inlay-Spendemodul und dem Trägermaterialstrom. Die Detektion und, vorzugsweise, das Ausschleusen erfolgen insbesondere mit dem ersten Spendemodul, während das weitere Spendemodul als Nachspendemodul arbeitet und in Transportrichtung des Trägermaterials, insbesondere in Bahntransportrichtung der Trägerbahn, nachfolgend zum ersten Spendemodul angeordnet sein kann. Das Nachspendemodul schließt dann eine durch Ausschleusung im Inlay-Strom entstandene Lücke im Nachgang.
Es ist zweckmäßig, wenn wenigstens zwei Spendemodule, vorzugsweise alle Spendemodule, baugleich ausgebildet und/oder bedarfsweise als Bestückungsmodul, Puffermodul und/oder Nachspendemodul zu betreiben sind. Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, die aktuelle oder momentane Betriebsart von wenigstens einem Spendemodul als Bestückungsmodul, Puffermodul und/oder Nachspendemodul, insbesondere von allen Spendemodulen, während der Herstellung der RFID-Produkte in Abhängigkeit von der aktuellen oder momentanen Betriebsart von wenigstens einem weiteren Spendemodul, insbesondere von allen weiteren Spendemodulen, festzulegen. Damit lässt sich eine hohe Vielzahl unterschiedlicher Produktionsweisen realisieren und ein unterbrechungsfreier Betrieb der Anlage im Falle eines Verbrauchs und einer Wiederauffüllung eines Inlay-Vorrats, insbesondere eines Inlayrollenwechsels, und/oder bei Ausschleusung fehlerhafter Inlays und Ersatz durch fehlerfreie Inlays gewährleisten.
Für einen einfachen Wechsel zwischen einer ein- und mehrspurigen Produktionsweise kann wenigstens ein Spendemodul seitlich zur Spur, d.h. quer zur Transportrichtung eines Trägermaterialstroms bzw. Produktstroms der RFID-Produkte, auf verschiedene Trägermaterialspuren einstellbar, insbesondere verschiebbar, sein. Das seitlich versetzbare Spendemodul kann dann beispielsweise bedarfsweise als Puffermodul und/oder Nachspendemodul betrieben werden. Vorzugsweise ist kein Positionswechsel der Spendemodule in oder entgegen der Transportrichtung des Trägermaterialstroms während der laufenden Herstellung der RFID-Produkte vorgesehen. Die Positionierung der Spendemodule auf eine bestimmte Trägermaterialspur, d.h. die Einstellung der Position der Spendemodule quer zur Transportrichtung des Trägermaterialstroms bzw. Produktstroms der RFID- Produkte, erfolgt vorzugsweise manuell und wird während des Fertigungsprozesses der RFID-Produkte vorzugsweise nicht verändert. Die Positionierung der Spendemodule auf eine bestimmte Trägermaterialspur ist dann konstant.
Es kann auch wenigstens ein Spendemodul als Springermodul vorgesehen und seitlich zur Trägermaterialspur auf unterschiedliche Trägermaterialspuren einstellbar sein. Die Positionierung des Springermoduls auf eine Trägermaterialspur kann manuell oder auch automatisch erfolgen. Vorzugsweise ist lediglich ein Spendemodul als Springermodul vorgesehen und entsprechend angesteuert.
Besonders bevorzugt ist eine kontinuierliche Fertigung der RFID-Produkte vorgesehen, bei der ein Start- und Stoppbetrieb der Trägermaterialbahn oder des Transportmittels nicht erfolgt.
Ist eine mehrspurige Herstellung von RFID-Produkten vorgesehen, wobei jeder Trägermaterialspur wenigstens ein Inlay-Spendemodul als Bestückungsmodul und wenigstens ein seitlich auf verschiedene Trägermaterialspuren einstellbares, insbesondere verschiebbares, weiteres Inlay-Spendemodul als Puffermodul vorgesehen ist, kann eine Steuerung der Inlay-Spendemodule derart vorgesehen sein, dass der In- layvorrat der Bestückungsmodule, insbesondere das Rollenende einer In layrolle des jeweiligen Bestückungsmoduls, zeitversetzt verbraucht bzw. erreicht wird, insbesondere wobei der Beginn der Bestückung mit auf unterschiedlichen T rägermaterialspu- ren angeordneten Bestückungsmodulen zeitversetzt erfolgt. Durch einen bestimmten Steuerungsalgorithmus kann beispielsweise erreicht werden, dass Inlayrollen zu unterschiedlichen Zeiten das Rollenende erreichen und ausgewechselt werden müssen. Ein automatisierter Wechsel mit Hilfe des Puffermoduls, dass als Springer eingesetzt wird, ist dann möglich.
Die Bestückung mit einem erfindungsgemäßen Puffermodul kann insbesondere lediglich dann erfolgen, wenn ein in Transportrichtung des Trägermaterialstroms vorgeschaltetes erstes Inlay-Spendemodul (Bestückungsmodul) aufgrund eines erschöpften Inlayvorrats, beispielsweise bei Erreichen des Endes einer Inlayrolle, und/oder bei einer Betriebsstörung, die Bestückungsfunktion nicht mehr erfüllen kann. Während der ordnungsgemäßen Bestückung durch das vorgelagerten Bestückungsmodul dagegen kann das Puffermodul vorzugsweise stillstehen und nicht zur Bestückung eingesetzt werden oder zur Bestückung eines anderen vorgeschalteten Inlay-Spendemoduls, das auf einer anderen Trägermaterialspur angeordnet ist und dessen Bestückungsfunktion gerade unterbrochen ist.
Die Bestückung mit einem erfindungsgemäßen Nachspendemodul erfolgt vorzugsweise lediglich zum Auffüllen von Lücken, die durch Ausschleusen fehlerhafter und mit einem in Transportrichtung des Trägermaterialstroms vorgeschalteten ersten In- lay-Spendemodul (Bestückungsmodul) aufgespendeten Inlays entstanden sind. Die Steuerung der Inlay-Spendemodule kann in diesem Zusammenhang insbesondere vorsehen, dass ein Nachspendemodul nicht als reines Bestückungsmodul eingesetzt wird. Dementsprechend kann die Taktrate des Nachspendemoduls entsprechend geringer sein als die Taktrate eines Bestückungsmoduls.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. In der Zeichnung zeigen
Fign. 1A, 1 B schematische Darstellung des Rollenwechsels einer Inlayrolle eines Inlay-Spendemoduls einer erfindungsgemäßen RFID- Konvertierungsanlage bei Einbahnigkeit bzw. einspuriger Herstellung von RFID-Produkten unter Verwendung von einem weiteren Inlay- Spendemodul als Puffermodul;
Fign. 2A, 2B schematische Darstellung des Rollenwechsels einer Inlayrolle eines Inlay-Spendemoduls einer erfindungsgemäßen RFID- Konvertierungsanlage bei Einbahnigkeit bzw. einspuriger Herstellung von RFID-Produkten unter Verwendung von drei weiteren Inlay- Spendemodulen als Puffermodulen;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verwendung eines weiteren Inlay-Spendemoduls als Nachspendemodul bei einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage zur einbahnigen bzw. einspurigen Herstellung von RFID-Produkten; Fig. 4 eine schematische Darstellung möglicher Sequenzen bei Installationen von fünf Inlay-Spendemodulen in einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage bei Einbahnigkeit bzw. einspuriger Herstellung von RFID-Produkten;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer mehrbahnigen Betriebsweise einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage mit mehreren Inlay-Spendemodulen;
Fig. 6 eine schematische Darstellung der mehrspurigen Herstellung von
RFID-Produkten mit einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage, wobei mehrere Inlay-Spendemodule als Nachspendemodule vorgesehen sind, um durch Ausschleusung fehlerhafter Inlays entstandene Inlay-Lücken durch Aufspenden fehlerfreier Inlays zu schließen;
Fig. 7 eine schematische Darstellung der mehrbahnigen bzw. mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten, wobei ein weiteres Inlay-Spen- demodul als Puffermodul für einen Rollenwechsel der Inlayrol len der Inlay-Spendemodule vorgesehen ist;
Fig. 8 eine schematische Darstellung der mehrbahnigen bzw. mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten, wobei mehrere Inlay-Spendemodule als Bestückungsmodule, weitere Inlay-Spendemodule als Nachspendemodule und ein weiteres Inlay-Spendemodul als Puffermodul für einen Rollenwechsel der Inlayrollen der Bestückungsmodule vorgesehen sind;
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Anordnung von mehreren Inlay-
Spendemodulen als Bestückungsmodule linear hintereinander bei einbahniger bzw. einspuriger Herstellung von RFID-Produkten und integrierter Gut-Prüfung der Inlays mittels Funk und
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Anordnung von mehreren Inlay- Spendemodulen in einer erfindungsgemäßen RFID-Konvertierungsanlage zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit. In den Fign. 1A und 1 B ist schematisch das Anlagenkonzept einer RFID-Konver- tierungsanlage zur einspurigen Herstellung von RFID-Produkten gezeigt. In der beispielhaften Annahme erfolgt die Bestückung, d.h. das Aufspenden, von Inlays 1a auf ein bahn- oder bogenförmiges Trägermaterial 2 lediglich mit einem ersten Inlay- Spendemodul 3, das als Bestückungsmodul arbeitet. In Transportrichtung 4 des Trägermaterials 2 folgend ist ein weiteres Inlay-Spendemodul 3 vorgesehen, dass sich mit eingelegter Inlayrolle in Bereitschaft befindet. Wird das Rollenende einer in das erste Inlay-Spendemodul 3 eingelegten Inlayrolle erreicht, wird die Betriebsfunktion des Spendemoduls 3 bzw. die Bestückung mit dem Spendemodul 3 automatisch beendet. Das weitere Inlay-Spendemodul 3 übernimmt dann ansatzlos die Bestückungsarbeit, wobei Inlays 1b von der Inlayrolle des weiteren Inlay-Spendemoduls 3 auf das Trägermaterial 2 aufgespendet werden (Fig. 1 b). Der Vorgang kehrt sich um, sobald die Inlayrolle des weiteren Inlay-Spendemoduls 3 das Ende erreicht. Hier erfolgt dann automatisch aufgrund der Maschinensteuerung ein Bestückungswechsel zurück auf das erste Inlay-Spendemodul 3, das dann ansatzlos die Bestückungsarbeit des weiteren Inlay-Spendemoduls 3 übernimmt. Bei Einbahnigkeit sind somit bereits zwei hintereinander angeordnete Inlay-Spendemodule 3 ausreichend, um bei einem Rollenwechsel einen unterbrechungsfreien Betrieb einer RFID- Konvertierungsanlage zu ermöglichen.
Bei hoher Produktionsleistung und kleinen I n layrol len steigt der mit dem Rollenwechsel verbundene Aufwand. Die parallele Bedienung einer weiteren Maschine oder eine kurze Abwesenheit des Maschinenbedieners sind ohne Produktionsunterbrechungen kaum möglich. Es ist daher vorteilhaft, wenn, wie in den Fign. 2A und 2B gezeigt, mehr als ein weiteres Inlay-Spendemodul 3 als Puffermodul vorgesehen sind, beispielsweise gemäß der gezeigten Ausführungsform drei Puffermodule. Durch die Mehrzahl von Puffermodulen ist eine längere ununterbrochene Produktionsphase möglich. Diese Funktion ist erreichbar, wenn insgesamt mehr als zwei Spendemodule 3 installiert sind, die eine Bestückungsfunktion übernehmen können.
Vorzugsweise erfolgt die Bestückung stets mit lediglich einem Spendemodule 3. Die drei weiteren Inlay-Spendemodule 3 werden beim Rollenende der Inlayrolle eines vorhergehenden Spendemoduls 3 von der Maschinensteuerung automatisch nachfolgend angesteuert und zur Bestückung eingesetzt. So wird bei einem Rollenwechsel beginnend beim ersten Spendemodul 3 und dann nachfolgend bei den weiteren Spendemodulen 3 eine längere Produktionsphase ohne Bedienereingriff ermöglicht. Dies gibt dem Maschinenbediener ein längeres Zeitfenster zur Erledigung anderer Aufgaben.
Fig. 2B zeigt beispielsweise, dass die Bestückungsfunktion des Trägermaterials 2 von einem in Transportrichtung 4 vordersten weiteren Inlay-Spendemodul 3 mit Inlays 1d übernommen wird, nachdem die Inlayrollen aller vorhergehenden Spendemodule 3 das jeweilige Rollenende erreicht haben.
Fig. 3 zeigt schematisch die Verwendung eines weiteren Inlay-Spendemoduls 3 als Nachspendemodul. Bei Einbahnigkeit reichen bereits zwei hintereinander angeordnete Spendemodule 3 aus, um die Detektion und das Ausschleusen fehlerhafter Inlays zu ermöglichen und eine entstehende Lücke durch Nachspenden eines fehlerfreien Inlays 1d von der Inlayrolle des Nachspendemoduls zu schließen. Wird beispielsweise im ersten Inlay-Spendemodul 3 ein fehlerhaftes Inlay detektiert, wird dieses ausgeschleust. Die entstehende Lücke wird vom Spendemodul 3 nicht geschlossen, da dies bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten nicht möglich ist. Stattdessen steht das Nachspendemodul 3 mit einem als fehlerfrei geprüften Inlay 1d in Wartestellung. Sobald die entstandene Lücke das Nachspendemodul 3 erreicht hat, wird von diesem ein Inlay 1d in die Lücke platziert und die Lücke damit geschlossen.
Die beschriebenen Inlay-Spendemodule 3 können baugleich ausgebildet sein und sind insbesondere durch eine entsprechende Ansteuerung als Bestückungsmodul, Puffermodul und/oder als Nachspendemodul gleichermaßen einzusetzen. Fig. 4 zeigt beispielhaft die Installation von fünf Spendemodulen 3, um verschiedene Sequenzen bzw. Funktionszuweisungen der Spendemodule 3 bei Einbahnigkeit zu ermöglichen. Es ergeben sich viele unterschiedliche Möglichkeiten der Sequenzierung. Beispielsweise können, wie dargestellt, die ersten beiden Inlay-Spendemodule 3 zur Bestückung vorgesehen sein. Die beiden weiteren in Transportrichtung folgenden weiteren Spendemodule 3 können als Puffermodule eingesetzt werden und die Bestückungsfunktion übernehmen, wenn die Inlayrollen der vorhergehenden Spendemodule 3 das Ende erreicht haben. Das in Transportrichtung vorderste weitere Inlay- Spendemodul 3 kann als Nachspendemodul eingesetzt werden, um durch Ausschleusen von fehlerhaften Inlays entstandene Lücken zu schließen. Alternativ ist es auch möglich, die Bestückung lediglich mit dem ersten Inlay-Spendemodul 3 vorzusehen, während die vier folgenden weiteren Inlay-Spendemodulen 3 lediglich als Rollenwechsel-Module bzw. Puffermodule vorgesehen sind. Alternativ kann das Bestücken auch mit den ersten vier Inlay-Spendemodulen 3 erfolgen, wobei das vorderste weitere Inlay-Spendemodul 3 für ein Rollenwechsel oder als Nachspendemodul vorgesehen sein kann. Sollte ein Spendemodul 3 durch einen technischen Defekt ausfallen oder Service benötigen, beispielsweise, um verschlissene Messer zu ersetzen, kann die RFID-Anlage mit den übrigen Spendemodulen 3 weiter betrieben werden. Die Maschinensteuerung ist dabei in der Lage, mit den übrigen funktionsbereiten Spendemodulen 3 neue Sequenzen zu bilden.
Zur Erzielung einer mehrbahnigen Betriebsweise können Inlay-Spendemodule 3 auch seitlich, das heißt quer zur Spurrichtung, gegeneinander verschoben werden. Die gesamte Produktionskapazität der RFID-Anlage bei mehreren Spuren bzw. Bahnen entspricht dann der Summe der Einzel-Produktionskapazitäten der Inlay-Spendemodule 3. Dies ist in Fig. 5 schematisch gezeigt.
Grundsätzlich ist auch ein mehrbahniger Betrieb derart möglich, dass für jede Bahn bzw. Spur ein weiteres Inlay-Spendemodul 3 als Nachspendemodul vorgesehen wird. Jede Spur weist dann ein erstes Inlay-Spendemodul 3 als Bestückungsmodul und ein weiteres in Transportrichtung 4 des Trägermaterials nachgeschaltetes Inlay- Spendemodul 3 als Nachspendemodul auf, um Lücken zu schließen, die durch Ausschleusen fehlerhafter Inlays entstanden sind. Das Ausschleusen kann vorzugsweise mit den Bestückungsmodulen erfolgen, die entsprechend eingerichtet und ausgebildet sind. Dies ist in Fig. 6 schematisch gezeigt.
Fig. 7 zeigt schematisch in einer beispielhaften Ausführungsform mit fünf Spendemodulen 3, die simultane Bestückung von beispielsweise vier Materialbahnen bzw. Spuren der RFID-Konvertierungsanlage mit vier ersten Inlay-Spendemodulen 3, die die Bestückungsfunktion erfüllen. Ein weiteres Inlay-Spendemodul 3 ist als Springermodul konzipiert, dass seitlich auf alle Spuren einstellbar ist und für die ersten Inlay- Spendemodule 3 einspringen kann, wenn deren In layrollen das Ende erreicht haben. Durch einen smarten Steuerungsalgorithmus kann dafür gesorgt werden, dass die I n layrol len der ersten Inlay-Spendemodule 3 zu unterschiedlichen Zeiten das Rollenende erreichen. Zu Beginn einer neuen Produktion kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die vier ersten Inlay-Spendemodule 3 unterschiedlich lange Pausenzeiten einhalten. In der Zeit, in der ein erstes Inlay-Spendemodul 3 pausiert, wird seine Bestückungsarbeit von dem weiteren Inlay-Spendemodul 3 als Springermodul übernommen. Das Springermodul kann dabei seitlich an einer Linearführung automatisiert auf die jeweilige Spur verfahren werden. Der Algorithmus hinter der Pausensequenz kann aus der Gaußschen Summenformel folgen. Während der Etablierung eines Zeitversatzes, mit dem die ersten Inlay-Spendemodule 3 den Bestückungsvorgang beginnen, kann die RFID-Anlage mit reduzierter Leistung betrieben werden. Sind die Inlayrollen aller bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehenen fünf Spendemodule 3 zum ersten Mal gewechselt, hat sich ein initialer Versatz ausgebildet und es kann die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden. Es sind dann keine weiteren Betriebsunterbrechungen erforderlich, da zukünftig alle Inlayrollen zu unterschiedlichen Zeiten das Rollenende erreichen. Die RFID-Anlage kann ohne weitere Unterbrechungen durchlaufen.
Auch eine Kombination von Puffermodulen und Nachspendemodulen ist ohne Weiteres möglich. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt neun Spendemodule 3 vorgesehen. Auf jeder Spur sind wenigstens ein erstes Inlay-Spen- demodul 3 als Bestückungsmodul und wenigstens ein nachgeschaltetes Inlay-Spen- demodul 3 als Nachspendemodul vorgesehen. Die ersten vier Inlay-Spendemodule 3 - bei beispielsweise vier Spuren der Anlage - übernehmen die eigentliche Bestückung. Vier weitere Inlay-Spendemodule 3 stehen bereit, um als Nachspendemodule auf der jeweiligen Spur ein fehlendes Inlay bzw. eine durch Ausschleusung eines fehlerhaften Inlays entstandene Inlay-Lücke durch ein Gut-Inlay zu ersetzen. Wenigstens ein weiteres Inlay-Spendemodul 3, vorzugsweise lediglich ein weiteres In- lay-Spendemodul 3, ist den übrigen Spendemodulen 3 in Transportrichtung 4 vorgesetzt bzw. am Ende der Modulkette angeordnet, um als seitlich auf alle Spuren einstellbares Puffer- bzw. Springermodul für einen automatisierten Rollenwechsel sorgen zu können. Dieses weitere Inlay-Spendemodul 3 ist so eingerichtet und ausgebildet, dass es auf die jeweilige Spur versetzt bzw. verschoben werden kann.
Um eine Fehlerfreiheit der RFID-Produkte sicherzustellen, ist es notwendig, jedes einzelne Inlay prüfen. Dies ist schematisch in Fig. 9 gezeigt. Die Prüfung erfolgt mittels elektromagnetischer Übertragung, insbesondere über ein hochfrequentes Mag- net(nah)feld, und untersucht die korrekten Funktionen von Antenne und Mikrochip. Je nach Umfang der Prüfung wird dafür ein Zeitfenster von bis zu 100 ms pro Inlay benötigt. Produziert eine Maschine beispielsweise mit einer Produktionsrate von 60.000 Produkten je Stunde, verbleibt je Einzelprodukt theoretisch eine Zeitdauer von 60 ms für die Prüfung. Eine umfangreiche Prüfung ist damit nicht möglich. Abhilfe schafft hier gemäß Fig. 9 eine lineare Anordnung mehrerer Inlay-Spendemodule 3, die mit geringerer Taktrate betrieben werden. Beispielsweise kann die RFID- Konvertierungsanlage 60.000 Produkte je Stunde produzieren. Damit beträgt bei der in Fig. 9 beispielhaft gezeigten Ausführungsform die Produktionsrate pro Spendemodul 3 lediglich 15.000 Produkte pro Stunde. Damit erhöht sich die Taktzeit je Inlay 1a - 1d in dem jeweiligen Spendemodul 3 von 60 auf 240 ms. Dies lässt es zu, die Prüfung der Inlays 1a - 1d in das jeweilige Spendemodul 3 zu verlagern, wobei auch bei voller Produktionsleistung der RFID-Konvertierungsanlage genügend Zeit für eine umfangreiche Prüfung der RFID-Produkte verbleibt. Dies wird in Fig. 9 schematisch durch das Funksymbol 5 dargestellt.
Gemäß Fig. 10 kann es die Maschinensteuerung einer RFID-Konvertierungsanlage im Übrigen zulassen, einzelne Inlay-Spendemodule 3 zu deaktivieren. Bei dem gezeigten Beispiel sind beispielsweise das erste und dritte einer Materialspur zugeordneten Inlay-Spendemodule 3 deaktiviert. Beispielsweise bei Wartungsarbeiten, wie einem Messertausch, Zahnriementausch, Reinigung oder dergleichen und bei Störungen an den Spendemodulen 3 können so einzelne Spendemodule 3 aus dem Produktionsprozess entnommen werden. Die RFID-Anlage bzw. deren Steuerungseinrichtung erkennt dabei eine geänderte Betriebssituation von einzelnen Spendemodulen 3 vorzugsweise automatisch, was vorzugsweise zu einer automatischen Anpassung der Sequenzen, d.h. der Betriebsweise bzw. Funktionszuweisung der betriebsbereiten Spendemodule 3 führt, wobei diese je nach Sequenz als Bestückungsmodul, Puffermodul oder Nachspendemodul eingesetzt werden können. Die Gesamtanlage bleibt dabei weiterhin betriebsbereit und es kann gegebenenfalls mit reduzierter Leistung oder reduzierten Funktionsumfang weiter produziert werden.
Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen ist die Anzahl von Spendemodulen 3 beispielhaft ausgewählt. Alle Spendemodule 3 sind vorzugsweise baugleich ausgebildet, insbesondere in der Art von Etikettenspendern. Jedes Spendemodul 3 lässt sich mit einer Maschinensteuerung vorzugsweise und bedarfsweise als Bestückungsmodul, Puffer- oder Springermodul oder Nachspendemodul in der jeweils beschriebenen Funktionsweise betreiben. In der Anlageperipherie sind vorzugsweise entsprechende Halteeinrichtungen zur bedarfsweisen Halterung der Spendemodule 3 vorgesehen. Bezugszeichenliste: a - 1d Inlay Trägermaterial Inlay-Spendemodul Transportrichtung Funksymbol

Claims

Patentansprüche:
1. RFID-Konvertierungsanlage zur ein- und/oder mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten, mit einer Mehrzahl von Inlay-Spendemodulen (3) und mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Inlay-Spendemodule (3), wobei jedes In- lay-Spendemodul (3) ausgebildet und eingerichtet ist zur direkten Bestückung eines insbesondere bahn- oder bogenförmigen T rägermaterials (2) oder zur indirekten Bestückung eines Transportmittels, wie eines Vakuumtransportbands, mit Inlays (1a-d) und wobei die Inlay-Spendemodule (3) unabhängig voneinander ansteuerbar und in unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar sind.
2. RFID-Konvertierungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der Inlay-Spendemodule (3) derart vorgesehen wird, dass bei einer Unterbrechung einer Betriebsfunktion eines ersten Inlay-Spendemoduls (3) die unterbrochene Betriebsfunktion des ersten Inlay-Spendemoduls (3) vorzugsweise automatisch von wenigstens einem weiteren, insbesondere in Transportrichtung (4) eines Trägermaterialstroms des Trägermaterials (2) nachfolgenden, Inlay-Spendemo- dul (3) übernommen und/oder fortgesetzt wird, insbesondere wobei die Übernahme und/oder Fortsetzung der Betriebsfunktion bei gleicher Transportgeschwindigkeit und/oder Transportrichtung (4) des Trägermaterialstroms erfolgt.
3. RFID-Konvertierungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Inlay-Spendemodule (3) einspurig hintereinanderliegend angeordnet sind und dass eine Steuerung der Inlay-Spendemodule (3) derart vorgesehen wird, dass bei einer Unterbrechung einer Betriebsfunktion von wenigstens einem in Transportrichtung (4) eines Trägermaterialstroms des Trägermaterials (2) vorhergehenden Inlay-Spendemodul (3) die unterbrochene Betriebsfunktion vorzugsweise automatisch von wenigstens einem in Transportrichtung (4) nachfolgenden Inlay- Spendemodul (3) übernommen und/oder fortgesetzt wird.
4. RFID-Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Inlay-Spendemodul (3) als Bestückungsmodul und wenigstens ein weiteres Inlay-Spendemodul (3) als Puffermodul vorgesehen werden und dass eine Steuerung der Inlay-Spendemodule (3) derart vorgesehen wird, dass bei Unterbrechung der Bestückung mit dem ersten Inlay- Spendemodul (3), insbesondere bei Erschöpfung eines Inlayvorrats des ersten Inlay- Spendemoduls (3), die Bestückung vorzugsweise automatisch mit dem weiteren In- lay-Spendemodul (3) fortgesetzt wird.
5. RFID-Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Inlay- Spendemodule (3) einspurig hintereinanderliegend angeordnet sind und dass eine Steuerung der Inlay-Spendemodule (3) derart vorgesehen wird, dass bei einer Unterbrechung der Bestückung von wenigstens einem in Transportrichtung (4) eines Trägermaterialstroms des Trägermaterials (2) vorhergehenden Inlay-Spendemodul (3) die Bestückung vorzugsweise automatisch mit wenigstens einem in Transportrichtung (4) nachfolgenden Inlay-Spendemodul (3) erfolgt.
6. RFID-Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Inlay-Spendemodule (3) einspurig hintereinanderliegend angeordnet sind und dass eine Steuerung der Inlay-Spendemodule (3) derart vorgesehen wird, dass eine Bestückung mit mehreren Inlay-Spendemodu- len (3) zeitgleich erfolgt.
7. RFID-Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Inlay-Spendemodul (3) als Bestückungsmodul und wenigstens ein weiteres Inlay-Spendemodul (3) als Nachspendemodul vorgesehen werden, wobei wenigstens ein durch Bestückung mit dem ersten Inlay-Spendemodul (3) aufgespendetes fehlerhaftes Inlay detektiert und ausgeschleust wird und wobei eine Steuerung der Inlay-Spendemodule (3) derart vorgesehen wird, dass eine durch Ausschleusung des fehlerhaften Inlays entstandene In- lay-Lücke durch Aufspenden eines fehlerfreien Inlays (1d) mit dem weiteren Inlay- Spendemodul (3) geschlossen wird.
8. RFID-Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Inlay-Spendemodule (3), vorzugsweise alle Inlay-Spendemodule (3), baugleich ausgebildet und/oder dass eine Steuerung der Inlay-Spendemodule (3) derart vorgesehen wird, dass die Inlay-Spendemodule (3) bedarfsweise als Bestückungsmodul, Puffermodul und/oder Nachspendemodul zu betreiben sind.
9. RFID-Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrspurige Herstellung von RFID-Produkten vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Inlay-Spendemodul (3) seitlich auf verschiedene Trägermaterialspuren einstellbar, insbesondere verschiebbar, ist.
10. RFID-Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrspurige Herstellung von RFID-Produkten vorgesehen ist, wobei jeder Trägermaterialspur wenigstens ein Inlay-Spendemodul (3) als Bestückungsmodul und wenigstens ein seitlich auf verschiedene Trägermaterialspuren einstellbares, insbesondere verschiebbares, weiteres Inlay-Spendemodul (3) als Puffermodul vorgesehen ist und wobei eine Steuerung der Inlay-Spende- module (3) derart vorgesehen wird, dass der Inlayvorrat der Inlay-Spendemodule (3) zeitversetzt verbraucht wird, insbesondere wobei der Beginn der Bestückung mit auf unterschiedlichen Trägermaterialspuren angeordneten Inlay-Spendemodulen (3) zeitversetzt erfolgt.
11. Verfahren zur Steuerung einer RFID-Konvertierungsanlage zur ein- oder mehrspurigen Herstellung von RFID-Produkten, insbesondere einer RFID- Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Steuerung von mehreren Inlay-Spendemodulen (3) der RFID-Konvertierungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen wird.
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