KR20170142164A - 지능형 재고 보관 시스템 - Google Patents

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KR20170142164A
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바흐만 쿄시누드
데이비드 찰스 오카시오
벤카트 라오 예일리
마이클 데이비드 아담슨
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바흐만 쿄시누드
벤카트 라오 예일리
마이클 데이비드 아담슨
데이비드 찰스 오카시오
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Abstract

커패시터(capacitors), 레지스터(resistors), 및 집적 회로와 같은, 그러나 여기에 제한되지 않는, 전자 구성요소를 보관하고 검색하기 위한 장치가 제공된다. 운반 가능한 카트 내의 잠금식 랙 내 단일 패키지 단일 위치에 기초하여 구성요소들이 보관된다. 부품 번호, 위치, 및 수량과 같은, 보관된 구성요소 각각에 대한 정보는 로컬 전자 보드(local electronic board)에 저장되어 Wi-Fi를 통하여 PC의 네트워크에 공유된다.

Description

지능형 재고 보관 시스템
전자 제조업체와 유통 업체는 일반적으로 수천 개의 부품과 패키지를 보관해야 한다. 일반적인 키트는 많은(50개 이상) 다양한 부품 번호와 패키지로 구성된다. 재고에서 부품 및 패키지를 보관 및 회수하는 것은 종종 까다로울 뿐만 아니라 노동 집약적이다. 또한, 재고의 정확성은 회사의 운영 효율성에 중요하다. 본 명세서에 개시된 장치는 회사의 작업에 필요한 구성 요소를 보관 및 회수하는 데 필요한 노동력 및 공간을 줄여 주므로 작업을 통해 현재 보유하고 있는 부품의 재고 정확성을 크게 향상시킬 수 있다.
지능형 재고 보관 시스템은 1,100개 이상의 7" SMT 릴을 보관한다. 지능형 재고 시스템은 Locator 소프트웨어와 함께 센서 및 LED 표시등이 장착되어 있으며 릴에 RFID가있는 것처럼 응답한다. 작업자는 단순히 릴의 바코드를 스캔하여 카트 내의 빈 단일 패키지 단일 위치 슬롯(empty Single Package Single Location slot)에 릴을 삽입한다. 시스템은 부품의 위치를 제어기에 자동으로 보고하고 Wi-Fi 연결을 통해 서버에 보고한다.
부품을 검색하기 위해, 사용자가 부품 번호 또는 여러 부품의 선택 목록을 컴퓨터에 신속하게 입력하면 LED가 켜져 카트 내의 각 부품의 위치를 나타낼 것이다. 사용자가 부품을 선택하면, 시스템은 태블릿이나 화면에서 제거된 부품 번호를 식별한다. 카트는, 5 ½ 평방 피트 이하의 크기인, 5 ½ 피트 크기의 모바일 ESD 보호 시스템으로, 업계에서 일반적으로 사용되는 로봇 타워 크기의 일부에 불과하지만 처리 용량은 5배이다.
본 발명의 목적은, 카트상의 슬롯 배열 내의 전자 부품을 SMT 릴 상에 보관하고, 광 파이프가 각 슬롯에 사용되어 이중 색상 LED를 사용하여 각 슬롯의 상태를 나타내는, 지능형 재고 보관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 보관 슬롯을 형성하기 위해 각 열에 분할기를 갖는 복수의 열을 갖는 카트를 포함하고, 각 슬롯에는 SMT 릴을 고정하기 위한 거치대 구조를 포함하는 광 파이프가 제공되며, 광 파이프는 피벗 축을 중심으로 선회 가능하여 분할기의 슬롯 내로 SMT 릴을 로딩하고 분할기의 슬롯으로부터 SMT 릴을 제거하기 위한 수용 위치와 해제 위치 사이에서 광 파이프 및 거치대 구조가 이동할 수 있게 하는, 지능형 재고 보관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 빛에 대한 2개의 입구 지점이 있는 광 파이프를 가지고, 하나의 입구 지점은 릴이 수용 위치에 있을 때의 입구지점을 나타내며, 다른 하나의 입구 지점은 광 파이프가 SMT 릴이 분할기의 슬롯에서 제거되었음을 나타내는 해제 위치로 이동되었을 때의 입구지점을 나타내는, 지능형 재고 보관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 여전히 라이트 파이프가 SMT 릴의 상태를 나타내기 위해 기능하는 것을 허용하면서, SMT 릴 내에 잠기도록 이동하여 SMT 릴이 카트로부터 제거되는 것을 방지하는 복수의 도어를 포함하는 카트가 있는, 전술한 지능형 재고 보관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 도어를 폐쇄 위치로 잠그기 위한 전자식/기계식 잠금 장치를 포함하는 카트가 있는, 전술한 지능형 재고 보관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 도어가 폐쇄되어 잠금 위치에 있을 때에도, 카트는 거기에 보관된 각각의 SMT 릴의 테이프로부터 구성 요소/부품을 분배할 수 있게 하는, 전술한 지능형 재고 보관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 컴퓨터 및/또는 태블릿 제어기에 연결된 카트가 있고, 컴퓨터 또는 태블릿이 카트에서 검색할 부품/구성 요소를 선택하고 카트의 부품/구성 요소 목록을 추적할 수 있게 카트와 통신할 수 있는, 전술한 지능형 재고 보관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 릴 상에 남아있는 테이프의 직경, 테이프 상의 부품들의 피치(pitch), 테이프의 두께, 및 테이프의 사용시 테이프의 예상 사용량에 기초하여 SMT 릴에 남은 부품/구성요소의 대략적인 양을 계산하는, 전술한 지능형 재고 보관 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적 및 이점은 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하면 더욱 명백해진다.
본 발명의 본질에 대한 충분한 이해를 위해, 다음의 상세한 설명과 관련하여 취해진 첨부 도면을 참조하여야 한다.
도 1은 본 발명의 지능 재고 보관 시스템의 바람직한 실시 예에 따른 보관 카트의 측면 사시도이고, 카트는 플라스틱 분할기 조립체를 사용하여 단일 패키지 단일 위치에 SMT 릴을 보관하기 위한 14 개의 행(각면에 7개)을 포함하며, 서술을 위해 1열의 플라스틱 분할기가 제거되었다.
도 2는 SMT 릴을 지지하기 위해 단일 패키지 단일 위치 보관 슬롯을 제공하기 위한 분할기 조립체의 열을 보여주는 도 1의 카트의 측면도이다.
도 3은 도 2의 화살표 3-3으로 나타낸 선을 따라 취한 단면도이며, 카트의 일측의 열에 보관된 SMT 릴을 도시한다.
도 4는 전자 타블렛 및 탈착식 바코드 스캐너 장치를 구비한 카트의 일측 및 타측을 도시한 사시도이다.
도 5는 개별적인 SMT 릴을 지지하고 카트의 열 중 하나에서 분할기 조립체의 보관 슬롯 내에서 릴의 제거 및 교체를 지원하기 위한 본 발명의 광 파이프의 정면 사시도이고, 광 파이프는 카트 내의 분할기 조립체 내의 광 파이프의 선회된 위치에 따라 2개의 분리된 진입 위치를 통한 광의 진입을 허용하도록 구성된다.
도 6은 도 5의 광 파이프의 배면 사시도이다.
도 7a는 광 파이프의 측면도이다.
도 7b는 광 파이프의 크래들 내에 안착된 SMT 릴을 도시한 격리된 측면도이고, 광 파이프는 2개의 위치 사이에서 금속로드를 중심으로 선회하며, 제1 위치는 LED로부터의 광을 제1 광 입력 위치를 통해 지향시키고, 제2 위치는 (도시된 바와 같이) LED로부터 제2 광 입력 지점을 통해 광을 지향시킨다.
도 8a 및 8b는 펌웨어를 유지하고 메인 PC/태블릿과 통신하며 온 및 오프 상태 사이에서 80개의 듀얼 컬러 LED 중 하나의 조명을 제어하고 모든 스위치의 상태를 판단하기 위한 PCB 조립체의 마이크로 제어기 회로의 개략도이다.
도 9a 및 9b는 전자 잠금 제어 뿐만 아니라 RS232 드라이버(U2), 및 파워 서플라이(U4,U35)를 도시하는 개략도이다.
도 10a,10b, 및 10c는 LED의 밝기를 제한하기 위해 LED(LED1-LED80)와 관련된 저항을 보여주는 개략도이다.
도 11a,11b,11c, 및 11d는 PCB 내의 스위치/홀 이펙트 센서(SW1-SW80)를 도시하는 개략도이다.
도 12a,12b,12c, 및 12d는 홀 효과 센서 출력을 판독하고 LED를 구동하는데 사용되는 래치 IC를 도시하는 개략도이다.
전자 부품은 일반적으로 SMT(표면 장착 기술) 릴(20)로 알려진 테이프 및 릴 스타일의 형태로 포장된다. 이러한 패키지는 일반적으로 릴(패키지) 당 5,000 ~ 10,000 전자 조각을 포함할 수 있다. 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 카트(10)는 릴(20) 당 2개의 도전성 플라스틱 분할기(30) 및 행당 2개의 금속로드를 사용하여 단일 패키지 단일 위치에 7인치 릴의 14개의 열(26A-26G)를 수용하도록 설계된다. 플라스틱 분할기(30)는 분할기 내부에 릴(20)을 배치하기 위한 릴 보관 위치를 한정하는 슬롯을 형성한다. 이러한 플라스틱 분할기(30)의 배치는 3차원에서 릴 사이의 초과 공간을 최소화한다. 카트(10)의 각 면에는 7개의 열이 있으며 총 14개의 열이 있다. 각 열의 플라스틱 분할기(30)에는 80개의 릴 보관 위치가 있으며 카트에 총 1,120개의 릴 보관 위치가 있다. 이러한 조립체는 도 1에 나타나 있다.
각 릴(20)은 릴(20)을 분할기(30) 사이의 슬롯 내에 거치시키도록 구조화되고 구성된 광 파이프(40)로 지지된다. 각각의 광 파이프(40)는 일렬로 각각의 슬롯 내에 지지되고 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 회전축(42) 상에서 이동 가능하다. 광 파이프 뒤에 PCB 조립체(43) 및 다색 LED(45)가 장착된다. 자석(47)은 LED 바로 위에 있는 광 파이프 내에 단단히 배치된다. 자석(47)이 있는 하나의 광 파이프 (40)는 각각의 분할기 조립체에 끼워진다. 각 열에는 80개의 위치가 있으며 각 위치에 광 파이프 조립체가 끼워져 있다. 각각의 광 파이프(40)는 빛에 대해 2 개의 입구를 가지도록 설계되고, 하나의 광 입력 지점은 B에 나타나 있고, 다른 하나의 광 입력 지점은 A로 나타나 있다.
광 파이프(40)는 3개의 용도로 사용된다. 제1 목적은 작업자가 릴(20)을 각각의 플라스틱 분할기 슬롯 위치에 배치하고 릴(20)을 슬롯 내에 지지하도록 돕는 것이다. 이는 광 파이프의 후면 단부(44)에 대하여 릴(20)을 정지시켜서 광 파이프(40)가 로드(42) 상에서 회전할 수 있게 하여 릴을 플라스틱 분할기 하우징 내 정지위치에 위치시킴으로써 행해진다. 릴이 삽입되고 광 파이프가 닫힌 위치로 회전하면 자석은 홀 센서를 작동시켜 릴 삽입을 알리고 광 파이프의 두번째 목적을 충족한다. 광 파이프(40)의 세 번째 목적은 카트(10) 내의 선택된 부품의 위치뿐만 아니라 다중 작업 상태를 표시하고 또한 SMT 릴 상태(예를 들어, 릴이 제거되었다)를 표시하기 위한 이중 색상 LED(45)로부터의 빛을 유도하는 것이다.
전자 센서와 LED 표시기가 포함된 14개의 PCB 조립체가 있다. 열당 2개의 PCB가 있으며 각 PCB에는 80개의 센서가 있다.
2개의 전자 PCB 조립체(43)는 160개의 위치로 구성된 2개의 병렬 분할기 조립체의 모든 위치를 제어할 수 있다. 각 PCB(43)는 U2 IC를 사용하여 도시된 대로 RS-232 신호를 통해 제어기와 통신한다. RS-232 신호는 80개의 LED, LS1-LS80 및 80개의 홀 이펙트 스위치(SW1-SW80)에 연결된 PCB 마이크로 프로세서(U1)에도 연결되어 각 자석(47)의 유무를 감지한다. 마이크로 프로세서는 PCB의 EEPROM 메모리 장치(U3)에도 연결된다. 작업자가 플라스틱 분할기(30)에 릴(20)을 배치하고자 할 때, 작업자는 제어기 내 릴(20)에 포함된 부품의 부품 번호와 수량을 (예를 들어, 카드 상에 탑재된 광학 스캐너(62)를 사용하여)입력한다. 제어기는 이러한 정보를 RS 232 통신 버스를 통해 모든 PCB(43)에 보낸다. 이후에 작업자는 방금 스캔한 릴(20)을 사용 가능한 플라스틱 분할기 슬롯 중 하나에 놓는다. PCB 홀 이펙트 센서는 폐쇄 위치로 다시 선회한 광 파이프(40)로부터 새로운 자석의 존재를 검출한다. PCB 마이크로 프로세서 조립체(43)는 슬롯에 방금 배치된 릴 (20)의 위치와 함께 컴퓨터에 다시 보고한다. 또한, 릴의 위치에서 LED(45)를 깜박이게 하여 릴 위치, 부품 번호, 및 릴(20)에 있는 부품 수량과 관련된 정보를 기록한 것을 작업자에게 알려준다. 릴(20)이 분할기(30) 사이의 슬롯 내에 배치될 때, LED 광은 도 7B에 도시된 광 파이프(40)의 지점(B)에서 광 파이프(40)로 들어간다. 선택된 부분의 위치를 표시하고 또한 광 파이프(40)의 위치 및 릴(20)의 위치 상태를 표시하기 위해, 광 파이프(40)를 통해 지향된 광은 광 파이프(40)의 대향하는 외측 단부(C)를 조명한다.
작업자가 부품을 검색하려고 할 때, 작업자는 물리적으로 카트 컴퓨터에 접근하거나, 예를 들어, 카트(10)의 일단에 탑재된 전자 타블렛(60)의 사용에 의해, 카트 컴퓨터에 대한 인터넷 접근을 통하여 검색할 수 있다. 작업자는 카트(10)에서 찾을 부품 번호 또는 부품 번호 목록을 입력한다. 컴퓨터는 카트(10)에 배치된 모든 부품을 메모리에서 검색하고 카트 PCB(43)에 명령을 보내고 작업자가 필요로 하는 부품을 포함하는 각 위치의 LED(45)를 비추도록 지시한다. 이러한 빛은 PCB가 LED(45)를 켜면 지점(B)에서 광 파이프(40)로 들어간다. 이후에, 작업자는 릴을, 광 파이프(40)를 금속 로드(42)에 의해 형성된 회전 지점 주변에서 회전하게 하는, 광 파이프(40) 단부(46) 상의 아래로 당김으로써 릴(20)을 용이하게 제거할 수 있다. 이후에, PCB 홀 이펙트 센서가 자석이 더 이상 존재하지 않음을 감지하고 그러한 위치로의 조명을 중단할 것이며, 마이크로프로세서가 RS-232 링크를 통해 릴(20)이 제거된 것을 제어기에 보고할 것이다.
만일 작업자가 잘못된 부분(즉, 잘못된 부분의 릴을 제거)을 제거하면, 잘못된 부분이 제거된 위치의 LED(45)가 빨간색으로 깜박이면서 문제가 있음을 나타낼 것이다. 이러한 지점에서 LED(45)로부터의 광은 광 파이프(40)의 지점(A)에 들어간다. 제어기는 작업자에게 오류를 수정해 줄 것을 요청할 것이다.
요구된 부품 번호 및 제조되어야 할 각각의 PCT 조립체에 대한 요구되는 구성요소의 수량을 포함하는 물자표(bill-of-material)가 제공되면, 지능형 재고 보관 시스템 소프트웨어는 작업을 완료하는 데 필요한 각 구성 요소의 총 수량을 계산할 수 있다. 작업에서 릴이 공급되면, 지능형 재고 보관 시스템 소프트웨어는 해당 릴에서 사용 가능한 구성 요소의 수량으로 완료할 수 있는 PCB 조립체 수를 계산한다. 작업자가 다른 릴을 요청하면, 소프트웨어는 작업자에게 제작된 PCB 조립체 수를 질문할 수 있다. 이러한 PCB 조립체의 수량이 이전에 공급된 릴의 수량을 기반으로 계산된 지능형 재고 보관 시스템의 소프트웨어와 상당히 다른 경우, 이전에 공급된 릴의 수량에 차이가 있음을 의미한다. 이전 릴이 비워지기 전에 제조된 실제 보드 수를 기반으로, 지능형 재고 보관 시스템 소프트웨어는 이전에 공급된 릴에 포함된 구성요소의 실제 수량을 계산하며 새 릴에서 소비되는 구성요소의 양을 올바르게 계산한다. 이러한 특징은 지능형 재고 보관 시스템이 재고 정확도를 감지하고 수정할 수 있다. 지능형 재고 보관 시스템은 릴에 남아있는 테이프의 직경, 릴에 있는 테이프의 두께, 릴 테이프에 있는 구성요소의 피치에 기초하여, SMT 릴에 보관될 수 있는 구성요소의 최대 수량 뿐만 아니라, SMT 릴에 관한 구성요소의 수량을 계산할 수 있다. 이러한 양은 수동으로 입력하거나 센서를 통해 입력할 수 있다.

Claims (9)

  1. PCB의 조립을 위한 SMT 릴(reel)에 포장된 부품과 구성요소를 보관하고 검색하기 위한 지능형 재고 보관 시스템으로서, 상기 시스템은,
    카트;
    상기 카트 내에 장착되어 복수의 보관 슬롯을 제공하는 적어도 하나의 분할기 조립체; 및
    복수의 광 파이프-여기서 각각의 광 파이프는 상기 복수의 슬롯 중 각각의 슬롯 내에서 지지됨-를 포함하고,
    상기 복수의 보관 슬롯 각각은 적어도 하나의 SMT 릴을 수용하도록 크기가 정해지고 구조화되며 구성되고,
    상기 각각의 광 파이프는 거치대 구조-여기서 거치대 구조는 상기 거치대 구조에 적어도 하나의 SMT 릴을 지지하도록 구조화되고 배치됨-를 포함하며,
    상기 복수의 광 파이프 중 상기 각각의 광 파이프는 SMT 릴을 거치대 안으로 로딩하고 해제 위치에 있을 때 SMT 릴을 상기 보관 슬롯으로부터 제거할 수 있게 하는 수용 위치와 해제 위치 사이에서 이동할 수 있고,
    상기 복수의 광 파이프 중 상기 각각의 광 파이프는,
    상기 광 파이프가 상기 수용 위치에 있을 때, 이중 색상 LED 표시기로부터 빛이 들어올 수 있게 하는 제1 광 입력 지점, 및
    상기 광 파이프가 상기 해제 위치로 이동할 때, 상기 이중 색상 LED 표시기로부터 빛이 들어올 수 있게 하는 제2 광 입력 지점을 포함하며,
    상기 복수의 광 파이프 중 상기 각각의 광 파이프는 빛이 상기 제1 광 입력 지점과 상기 제2 광 입력 지점 중 어느 하나를 통하여 지향될 때 조명되도록 구성된 대향하는 외측 단부를 더 포함하고,
    이에 따라, 상기 SMT 릴의 위치와 상태를 시각적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카트는 상기 카트에 보관된 하나 이상의 상기 SMT 릴로부터 검색된 부품 또는 구성요소를 선택하고 상기 카트에 보관된 부품 및 구성요소의 재고를 추적할 수 있게 하는 적어도 하나의 컴퓨터에 연결되어 통신하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지능형 재고 보관 시스템은 재고의 부정확성을 검출하고 수정하도록 더 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 지능형 재고 보관 시스템은 상기 지능형 재고 보관 시스템에 의해 발행된 SMT 릴 당 제작된 PCB 조립체의 예상 수량과 상기 지능형 재고 보관 시스템에 의해 발행된 SMT 릴 당 제작된 상기 PCB 조립체의 실제 수량과의 차이에 기초하여 재고 부정확성을 검출하고 수정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지능형 재고 보관 시스템은 SMT 릴에 남아있는 테이프의 직경에 기초하여 SMT 릴에 있는 구성요소의 수량을 계산하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 지능형 재고 보관 시스템은 SMT 릴에 남아있는 테이프의 두께에 기초하여 SMT 릴에 있는 구성요소의 수량을 계산하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 지능형 재고 보관 시스템은 상기 SMT 릴에 있는 구성요소의 피치(pitch)에 기초하여 SMT 릴에 있는 구성요소의 수량을 계산하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 지능형 재고 보관 시스템은 상기 SMT 릴에 보관될 수 있는 구성요소의 최대 개수에 기초하여 SMT 릴에 있는 구성요소의 수량을 계산하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 SMT 릴을 각각의 보관 슬롯으로부터 제거할 수 있게 하는 개방 위치와 여전히 상기 부품과 구성요소가 상기 SMT 릴로부터 분배되는 동안 상기 SMT 릴이 상기 보관 슬롯으로부터 제거되는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 작동할 수 있는 적어도 하나의 이동할 수 있는 도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 재고 보관 시스템.
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