インテリジェントな在庫保管システム

関連技術の説明 電子製造業者及び流通業者は、典型的には、彼等が保管しなければならない何千もの部品及びパッケージを有する。典型的なキットは、多くの(50を超える)異なる部品番号と、同じだけのパッケージとからなる。部品及びパッケージを保管し、在庫から取り出すことは、しばしば、困難であり、労働集約的である。また、在庫の正確性は、会社の運営の効率にとって決定的に重要である。ここで開示される装置は、会社の運営において必要とされる要素を保管し、取り出すのに要求される労力及びスペースの量を低減し、運営が手持ちの部品の在庫の正確性を相当に高めることを可能にする。

インテリジェントな在庫保管システムは、1,100個を超える7インチSMTリールを保管する。システムには、ロケーターソフトウェアと共に、センサ及びLEDインジケータライトが設けられ、リールがそれらに取り付けられたRFIDを有するかのように、システムは応答する。操作者は、リール上のバーコードを単にスキャンし、そのリールをカート内の空のシングルパッケージシングルロケーションスロットに挿入する。このシステムは、それから、当該部品の位置をそのコントローラに自動的に報告し、それからWi−Fi接続を介してサーバにも報告する。

部品を取り出すために、ユーザが、部品番号、又は複数の部品のピックリストを素早くコンピュータに入力すると、それぞれの部品のカート内での位置を示すLEDが点灯する。ユーザが部品を取ると、システムは、取り去られた部品番号をタブレット又はスクリーン上で特定する。このカートは、移動可能で、ESDに準拠し、5 1/2フィートの高さで、5 1/2平方未満の専有面積であり、これは、業界でふつう用いられているロボットタワーのサイズの何分の一かであるにもかかわらず、5倍の処理能力を有する。

本発明の目的及び優位性 本発明の目的は、カート上のスロットの構成内にSMTリール上の電子要素を保管するインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、それぞれのスロットにおいてライトパイプが、2色LEDを用いてそれぞれのスロットの状態を示すのに用いられる。

本発明のさらなる目的は、それぞれの列において保管スロットを形成するためのディバイダを持つ複数の列を有するカートを含むインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでそれぞれのスロットには、SMTリールを保持するためのクレードル構造を含むライトパイプが提供され、ライトパイプは、ライトパイプ及びクレードル構造が、SMTリールをディバイダのスロットへ装填するための保管位置と、ディバイダのスロットからSMTリールを取り外すためのリリース位置との間での動きを可能にするために回転軸の回りに回転可能である。

本発明の加えてさらなる目的は、インテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでライトパイプは、光の入射のための2つの点を有し、一つはリールが保管位置にある時の点であり、もう一つはライトパイプが、SMTリールがディバイダ内のスロットから取り外されたことを示すリリース位置に動かされた時の点である。

本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでカートは、SMTリールをしまい込み、SMTリールがカートから取り外されることを防ぎつつ、ライトパイプがSMTリールの状態を表示するために機能することを可能にするように可動である複数のドアを含む。

本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでカートは、ドアを閉鎖位置にロックするための電子的/機械的ロックを含む。

本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでカートは、ドアが閉鎖されロックされた位置にある時でさえも、そこに保管されたSMTリールのそれぞれにあるテープから要素/部品が供給されることを可能にする。

本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、ここでカートは、コンピュータ及び/又はタブレットコントローラにリンクされることによって、カートから取り出されるべき部品/要素を選択し、カート上の部品/要素の在庫の追跡のために、コンピュータ又はタブレットがカートと通信することを可能にする。

本発明の加えてさらなる目的は、上述のインテリジェントな在庫保管システムを提供することであり、このシステムは、SMTリール上に残された部品/要素のおおよその数量を、リールに残っているテープの直径、テープ上の要素のピッチ、テープの厚さ、及びそれが発行された時の予期された使用に基づいて計算する。

本発明のこれら及び他の目的及び優位性は、詳細な説明及び添付の図面を参照すればより容易に明らかである。

本発明の性質のさらなる理解のために、後述の詳細な説明と併せて、添付の図面が参照されるべきである。

本発明のインテリジェントな在庫保管システムの好ましい実施形態による保管カートの側面透視図であり、カートは、プラスチックディバイダアセンブリを用いて単一のパッケージが単一の位置において、SMTリールを保管するための14列(それぞれの側に7)を含み、プラスチックディバイダの1列が図示の目的で取り除かれている。

SMTリールを保持するために、単一のパッケージを単一の位置で保管するスロットを提供する、ディバイダアセンブリの列を示す、図1のカートの側面図である。

カートの一方の側の列に保管されているSMTリールを示す、図2の矢印3−3によって示された線に沿って切られたときの断面図である。

そこに装着された電子タブレット及び取り外し可能なバーコードスキャナ装置を有するカートの一方の側及び端部を示す透視図である。

個々のSMTリールを保持し、カートの列のうちの1つにおけるディバイダアセンブリの保管スロット内のリールの取り外し及び置換を助ける、本発明のライトパイプの前面の透視図であり、ライトパイプは、カート中のディバイダアセンブリ内のライトパイプの回転位置に依存して、2つの別個の入射位置を通した光の入射を可能にするよう構成される。

図5のライトパイプの底部後方透視図である。

ライトパイプの側面図である。

ライトパイプのクレードル内に置かれたSMTリールを示す分離された側面図であり、ライトパイプは、金属ロッドの回りに回転して2つの位置を取り得て、第1位置は、LEDからの光を第1光入射位置を通して導き、第2位置(図示の通り)は、LEDからの光を第2光入射位置を通して導く。

ファームウェアを保持し、メインPC/タブレットと通信し、80個の2色LEDの任意のものをオン、オフ状態に制御し、全てのスイッチの状態を読む、PCBアセンブリのマイクロコントローラ回路の回路図である。

ファームウェアを保持し、メインPC/タブレットと通信し、80個の2色LEDの任意のものをオン、オフ状態に制御し、全てのスイッチの状態を読む、PCBアセンブリのマイクロコントローラ回路の回路図である。

電子ロック制御と共に、RS232ドライバU2、電源U4及びU35を示す回路図である。

電子ロック制御と共に、RS232ドライバU2、電源U4及びU35を示す回路図である。

LED(LED1−LED80)を、LEDの明るさを制限する、それらに関連する抵抗と共に示す回路図である。

LED(LED1−LED80)を、LEDの明るさを制限する、それらに関連する抵抗と共に示す回路図である。

LED(LED1−LED80)を、LEDの明るさを制限する、それらに関連する抵抗と共に示す回路図である。

PCB(SW1−SW80)中のスイッチ/ホール効果センサを示す回路図である。

PCB(SW1−SW80)中のスイッチ/ホール効果センサを示す回路図である。

PCB(SW1−SW80)中のスイッチ/ホール効果センサを示す回路図である。

PCB(SW1−SW80)中のスイッチ/ホール効果センサを示す回路図である。

ホール効果センサの出力を読み出し、LEDを駆動するのに用いられるラッチICを示す回路図である。

ホール効果センサの出力を読み出し、LEDを駆動するのに用いられるラッチICを示す回路図である。

ホール効果センサの出力を読み出し、LEDを駆動するのに用いられるラッチICを示す回路図である。

ホール効果センサの出力を読み出し、LEDを駆動するのに用いられるラッチICを示す回路図である。

電子要素(electronic components)は、SMT(表面実装技術)リール(20)として一般に知られる、テープに入れられリールに巻かれるスタイルの形状に典型的にはパッケージ化される。これらのパッケージは、リール(パッケージ)当たり5,000から10,000の電子部品を典型的には含み得る。添付の図面に示されるように、カート(10)は、リール(20)当たり2つの導電性プラスチックディバイダ(30)を用い、列当たり2つの金属ロッドを用いて、単一のパッケージが単一の位置に置かれる形で7インチのリールを14列(26A−26G)格納するよう設計される。プラスチックディバイダ(30)は、その中にリール(20)を配置するためのリール格納位置を規定するスロットを形成する。これらのプラスチックディバイダ(30)の配置は、三次元におけるリール間の過剰な空間を最小化する。カート(10)のそれぞれの側面に7つの列があるので、トータルでは14列ある。それぞれの列にあるプラスチックディバイダ(30)は、80個のリール格納位置を有するので、カート上においてトータルでは1,120個のリール格納位置がある。このアセンブリの図面は図1に示される。

それぞれのリール(20)は、リール(20)をディバイダ(30)の間のスロット内に載せるよう構築され構成されるライトパイプ(40)で保持される。それぞれのライトパイプ(40)は、列中の対応するスロット内に支持され、ピボット軸(42)について閉じられた位置及び開かれた位置の間で可動である。PCBアセンブリ(43)及び多色LED(45)がライトパイプの後ろに実装される。磁石(47)は、ライトパイプ内に固定され、磁石は、LEDの上に位置する。磁石(47)を持つ一つのライトパイプ(40)がディバイダアセンブリのそれぞれにパチっと嵌められる。それぞれの位置にパチっと嵌められたライトパイプアセンブリを持つそれぞれの列には80個の位置が存在する。それぞれのライトパイプ(40)は、光が入射する2つの点を有するように設計され、一方の光入射点は(B)で示され、他方の光入射点は(A)で示されている。

ライトパイプ(40)は、3つの目的を果たす。第1の目的は、操作者がリール(20)をそのそれぞれのプラスチックディバイダスロット位置内に置くことを助けること、及びリール(20)をスロット内に保持することである。これは、リール(20)をライトパイプのバックエンド(44)にもたせ掛けてから、ライトパイプ(40)がロッド(42)の回りに回転することによって、リール(20)がプラスチックディバイダハウジング内のその静止位置に置かれることを可能にすることによってなされる。リールが挿入され、ライトパイプがその閉じた位置へと回転する時、磁石は、ホールセンサをアクティベートし、リールの挿入の信号を発し、ライトパイプの第2の目的を達成する。ライトパイプ(40)の第3の目的は、カート(10)内での選択された部品の位置と共に、複数のジョブステータスを示す2色LED(45)からの光を導くこと、及びSMTリールステータス(例えば、リールが取り除かれた)も示すことである。

電子センサ及びLEDインジケータを含むPCBアセンブリが14個、存在する。列当たり2つのPCBが存在し、それぞれのPCBは80個のセンサを有する。電子PCBアセンブリ(43)のうちの2つは、160個の位置からなる2つの平行なディバイダアセンブリの全ての位置を制御することができる。それぞれのPCB(43)は、U2 ICを用いた概略図に示されるようにRS−232の信号を介してコントローラと通信する。RS−232信号は、PCBマイクロプロセッサU1にも接続され、U1は、80個のLED LS1−LS80及びそれぞれの磁石(47)の存在又は不存在を検出するための80個のホール効果スイッチSW1−SW80に接続される。マイクロプロセッサは、PCBのEEPROMメモリデバイスU3にも接続される。操作者がリール(20)をプラスチックディバイダ(30)内に置きたいとき、彼又は彼女は、部品番号及びリール(20)上に含まれる部品の数量をコントローラに入力する(例えば、カートに載せて運ばれる光学スキャナ(62)を用いて)。コントローラは、この情報をRS232通信バスを介して全てのPCB(43)に送る。それから操作者は、彼又は彼女がスキャンしたばかりのリール(20)を利用可能なプラスチックディバイダスロットの任意の一つの中に単に置く。PCBホール効果センサは、その閉じた位置に回転して戻ったばかりの、ライトパイプ(40)からの新しい磁石の存在を検出する。PCBマイクロプロセッサアセンブリ(43)は、スロット内に置かれたばかりのリール(20)の位置をコンピュータに報告する。それはまた、リール(20)上の部品のリール位置、部品番号、及び数量に関する情報の記録をそれが登録したことを操作者に示すように、そのリールの位置におけるLED(45)を点滅させる。リール(20)がディバイダ(30)の間のスロット内に置かれる時、LEDの光は、図7Bに示されるライトパイプ(40)の点(B)においてライトパイプ(40)に入る。ライトパイプ(40)を通して導かれた光は、ライトパイプ(40)の反対側のアウトボード端(C)を照らすことによって、選択された部分の位置と併せて、ライトパイプ(40)の位置及びリール(20)のステータスを示す。

操作者がある部品を取り出したいとき、彼又は彼女は、物理的にカートへ行くか、又は、例えばカート(10)の末端に載せられている電子タブレット(60)を用いてインターネットリンクを介してカートコンピュータへ行くことができる。操作者は、彼又は彼女がカート(10)で見つけたい部品番号又は部品番号群のリストを入力する。コンピュータは、カート(10)に置かれている全ての部品について、そのメモリの中で検索し、カートPCB(43)へコマンドを送り、それらが操作者が要求する部品を含むそれぞれの位置のLED(45)を点灯するよう命令する。PCBがそのLED(45)をオンにすると、光は、点(B)においてライトパイプ(40)に入る。それから操作者は、ライトパイプ(40)の端部(46)おいて引き下げることによってリール(20)を取り出すが、これによってライトパイプ(40)は、金属ロッド(42)によって作られたピボット点の回りに回転し、それによってリールの取り出しを容易にする。PCBホール効果センサは、磁石がもはや存在しないことを検出し、それからその位置を照らすことを停止し、マイクロプロセッサは、リール(20)の除去をRS−232リンクを介してそのコントローラに報告する。

もし操作者が間違った部品(すなわち間違ったリール)を取り出したなら、間違った部品が取り出された位置のLED(45)が赤く点滅し、問題を示す。この時点でのLED(45)からの光は、ライトパイプ(40)の点(A)において入射する。コントローラは、操作者に間違いを教え、彼又は彼女に誤りを正すことを促す。

それぞれのPCBアセンブリが組み立てられるのに必要な要素の部品番号及び数量を含む、部品表情報を提供されるとき、インテリジェントな在庫保管システムのソフトウェアは、あるジョブを完了するのに必要なそれぞれの要素の全体の数量を計算できる。リールがあるジョブに支給されるとき、インテリジェントな在庫保管システムのソフトウェアは、そのリール上で利用可能な要素の数量で完了することができるPCBアセンブリの個数を計算する。操作者がさらなるリールを要求するとき、ソフトウェアは、何個のPCBアセンブリが組み立てられたかを彼又は彼女に尋ねることができる。もしこの組み立てられたPCBアセンブリの数量が、インテリジェントな在庫保管システムのソフトウェアが前に支給されたリールの数量に基づいて計算したものと大きく異なるなら、それは、以前に支給されたリール上の数量に食い違いが存在したことを意味する。前のリールが空になる前に組み立てられたボードの実際の個数に基づいて、インテリジェントな在庫保管システムのソフトウェアは、前に支給されたリール上に含まれる要素の実際の数量を計算し、新しいリールで消費されるべき要素の数量を正確に計算する。この機能は、インテリジェントな在庫保管システムが在庫の不正確さを検出及び修正することを可能にする。インテリジェントな在庫保管システムは、リール上に残っているテープの直径、リール上のテープの厚さ、リール上の要素のピッチに加えて、SMTリール上に保管されることが可能な要素の最大個数に基づいて、SMTリール上の要素の数量を計算することができる。これらの数値は、手動で入力されるか、又はセンサを介して入力され得る。