PL235178B1 - Sposób wytwarzania tablic informacyjnych, zwłaszcza tablic rejestracyjnych do pojazdów - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tablic informacyjnych, zwłaszcza tablic rejestracyjnych do pojazdów oraz innych tablic informacyjnych z zaimplementowanym pasywnym znacznikiem RFID (ang. Radio Frequency Identification), mająca zastosowanie w zakładach produkcji tablic informacyjnych i tablic rejestracyjnych pojazdów.

Na świecie, produkcją tablic rejestracyjnych zajmuje się kilkadziesiąt firm (<50) firm. Jednak tylko największe i najbardziej liczące się firmy tej branży produkują innowacyjne tablice rejestracyjne np. poprzez zastosowanie różnych metod zabezpieczeń. Większość z nich ma swoją lokalizację w Niemczech. Są to firmy: Toennjes (www.toennjes.de), EHA (www.eha-group.com), Grewe (www.wg-grewe.eu), Lange (www.fritz-lange.com), Sievers (www.autoschilder-sievers.de). Na pozostałych rynkach Europy Zachodniej funkcjonuje zaledwie kilka firm zajmujących się produkcją tablic rejestracyjnych, są to: JKG KNIERIMEN (www.kentekenplaat.nl), CREST (www.crest.nl) i Fabric Auto (www.fabricauto.com). Rynek wschodni to głównie firmy powiązane kapitałowo z wyżej wymienionymi. W Rosji działają firmy produkujące tablice rejestracyjne, należą do nich PPD ZANK (www.fpy.ru), ROTAK (www.rotak.ru) oraz BUBORG (www.byborg.ru) i ZNAK (www.znak.ru). Przedstawieni powyżej producenci, w swoich procesach produkcyjnych stosują technologie zabezpieczania tablic przed nieautoryzowanym wytwarzaniem w postaci np.: znakowania laserowego, nakładania w technologii hot-stampingu hologramów z elementami nanotekstów czy mikrotekstów, wykonywania znaków laserowych widocznych tylko pod określonymi kątami obserwacji tablicy rejestracyjnej, laserowo drukowanych QR kodów. Dotychczas nie stosowano tablicy rejestracyjnej, w której pasywny znacznik RFID umieszczany jest pomiędzy taśmą aluminiową a bazową folią odblaskową tablicy rejestracyjnej. Takie zespolenie gwarantuje, że próba oddzielenia znacznika od tablicy rejestracyjnej (z zapisanymi w nim danymi) w celu jego np. nieautoryzowanego wykorzystania zakończy się jego nieodwracalnym zniszczeniem i brakiem możliwości odczytu danych. Obecnie coraz częściej stosowane są naklejki na przednią szybę pojazdu, które w swojej strukturze posiadają znaczniki pasywne RFID. Rozwiązanie z naklejką na szybę jest oferowane przez wielu producentów nie tylko tablic rejestracyjnych. Żadna z wymienionych firm nie oferuje produktów związanych z technologią nierozerwalnego połączenia znacznika z tablicą rejestracyjną przy zachowaniu określonych parametrów (umożliwiających poprawne odczytanie zapisanych danych).

Istnieją rozwiązania, przedstawione w dokumentacji patentowej SK 500822017, SK 500882027 czy WO 201401265, gdzie tablica rejestracyjna ma zamontowany na stałe chip lub stanowi element antenowy, umożliwiający odczyt zakodowanych danych.

Celem wynalazku jest zaimplementowanie technologii RFID w tablicach informacyjnych, zwłaszcza rejestracyjnych. Zwiększenie funkcjonalności tablic informacyjnych/rejestracyjnych poprzez nadanie im cech dokumentu i nośnika identyfikującego obiekt/pojazd, które mogą być szeroko wykorzystywane w systemach informacyjnych, kontrolnych, dostępowych, rejestracyjnych.

Istota wynalazku, którym jest sposób wytwarzania tablic informacyjnych, zwłaszcza tablic rejestracyjnych do pojazdów zintegrowanych z pasywnym znacznikiem RFID polega na tym, że po odwinięciu taśmy aluminiowej z rolki, taśmę przemieszcza się ha stanowisko prostowania. Kolejno taśma zostaje podgrzana w celu usunięcia wilgoci z jej powierzchni. Na taśmie wycina się otwory szczelinowe przeznaczone dla osadzenia pasywnego znacznika RFID i następnie aplikatorem pobiera się znacznik RFID i pozycjonuje się go w wyciętej szczelinie taśmy. Przed pokryciem taśmy aluminiowej folią odblaskową, następuje odklejenie warstwy ochronnej z samoprzylepnej folii odblaskowej i od wewnętrznej strony folii dokonuje się jej demetalizacji, zwłaszcza w strefie osadzenia pasywnego znacznika RFID, poprzez oddziaływanie na folię odblaskową promieniami lasera. Po czym w procesie laminacji na taśmę aluminiową nakłada się ww. folię odblaskową. Taśmę z naniesioną folią odblaskową docina się do określonego wymiaru w prasie hydraulicznej. Kolejno poprzez wytłaczanie formuje się żądany obraz/symbol, a na tablicy rejestracyjnej numer rejestracyjny pojazdu. Wytłoczona powierzchnia barwiona jest w procesie hot-stampingu. Gniazdo powstałe na tablicy w wyniku wycięcia otworu w taśmie aluminiowej zabezpiecza się masą ochronną. Gotowe tablice przemieszcza się do magazynu.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:

1. dla wytwarzania tablic informacyjnych:

- zwiększenie funkcjonalności tablicy informacyjnej umożliwiające identyfikację i weryfikację zróżnicowanych danych,

- dokładną identyfikację obiektów,

PL 235 178 B1

- przechowywanie danych o lokalizacji obiektów,

- zapis danych o inspekcjach i naprawach,

- przeprowadzanie ewidencji i inwentaryzacji,

1. dla wytwarzania tablic rejestracyjnych:

- automatyczne pobieranie opłat parkingowych,

- weryfikacje opłat mandatów,

- weryfikację dostępu do obszarów zamkniętych dla normalnego ruchu,

- lokalizacje pojazdu w ruchu,

- mierzenie natężenia i zarządzenie ruchem,

- rejestrację i weryfikację ważności przeglądów technicznych pojazdów,

- identyfikację pojazdu w ruchu,

- weryfikację i porównanie informacji zapisanej w pamięci znacznika tablicy rejestracyjnej np. z tzw. trzecią tablicą.

1. Sposób ten może być może zostać zastosowany do produkcji:

- tablic rejestracyjnych pojazdów;

- tablic energetycznych, służących do oznakowania elementów sieci energetycznej (np. stacje transformatorowe, słupy energetyczne, stacje przesyłowe);

- systemów informacji miejskiej (np. tablic z nazwami ulic, map miejskich).

Podstawową zaletą rozwiązania według przedstawionego sposobu jest integralność znacznika i tablicy informacyjnej/rejestracyjnej, która powstaje na etapie jej wytwarzania, bez możliwości późniejszego ich rozdzielenia (technologia połączenia znacznika RFID z tablicą rejestracyjną w procesie produkcyjnym bez możliwości wpływu przez użytkownika na dane zapisane na nośniku). Opracowana technologia nie powoduje uszkodzeń czytnika podczas produkcji tablic zarówno na etapie produkcji tablic surowych (tj. bez numeru rejestracyjnego) oraz podczas ich personalizacjim, tj. tłoczenia numeru rejestracyjnego i jego barwienia, a także podczas montażu. Technologiczny aspekt integracji znacznika z tablicą generował szereg problemów, które zostały rozwiązane. Podstawowym były kwestie nacisków, którym poddawana jest tablica podczas tłoczenia numeru rejestracyjnego i obrzeża oraz wysokiej temperatury ca. 200°C podczas procesów barwienia liter i cyfr numeru rejestracyjnego. Zatem umieszczenie znacznika nastąpiło w takim miejscu tablicy, aby powyższe wpływy zminimalizować. Opracowany proces technologiczny wprowadził nowe korzystne rozwiązania o charakterze innowacyjnym, które nie były wcześniej dostępne w rozwiązaniach alternatywnych samego produktu, tj. naklejek na przednią szybę pojazdu z RFID.

Kolejną zaletą proponowanego rozwiązania jest wprowadzenie nowego zabezpieczenia tablicy informacyjnej/rejestracyjnej w postaci pasywnego transpondera RFID UHF umieszczonego obok znanych już, innych zabezpieczeń, do których należą: hologramy, kody QR, data matrix, znaki wodne. Przedmiotowe zabezpieczenia mają na celu nadanie tablicy informacyjnej/rejestracyjnej cech dokumentu i nośnika identyfikującego. Funkcje identyfikacyjne tablic mogą być łatwo dostępne przez aplikacje i przystawki do smartfonów, a także za pomocą bardziej rozbudowanej infrastruktury stacjonarnej.

Wynalazek ilustruje poniższy przykład przedstawiony na rysunku, gdzie na fig. 1 uwidoczniono schemat linii technologicznej do produkcji surowych tablic rejestracyjnych, gdzie pokazano gniazdowe zestawienie elementów linii technologicznej, w których następuje: 1 - przygotowanie taśmy aluminiowej do procesu laminacji (odwijanie i prostowanie); 2 - wycinanie otworów w taśmie aluminiowej; 3 - aplikacja pasywnych znaczników RFID; 4 - proces demetalizacji i laminacji folii odblaskowej; 5 - wycinanie tablicy i tłoczenie obrzeża, natomiast na fig. 2 pokazano: Schemat nowych podzespołów linii produkującej tablice surowe, gdzie: 1 - taśma aluminiowa po odwinięciu; 2 - taśma aluminiowa z wyciętym otworem i naklejonym tagiem RFID; 3 - taśma aluminiowa pokryta folią odblaskową; 4 - folia odblaskowa na szpuli; 5 - folia odblaskowa z odklejonym papierem ochronnym; 6 - papier ochronny; 7 - proces wycinania otworów w taśmie aluminiowej; 8 - aplikacja pasywnych znaczników RFID; 9 - proces demetalizacji; 10 - proces laminacji.

Przykład

Proces produkcyjny tablic informacyjnych i rejestracyjnych odbywa się według następującego, uproszczonego schematu:

1. Przygotowanie taśmy aluminiowej do procesu laminacji - odwijanie i prostowanie (ten fragment procesu pozostanie niezmieniony).

2. Wycinanie otworów w taśmie aluminiowej (nowy fragment procesu). Otwór szczelinowy przekształcający tablicę w wzmacniacz antenowy musi pokrywać się z obszarem demetalizacji

PL 235 178 B1 folii odblaskowej. Moduł wykrawający szczelinę oparty jest o układ pozycjonowania siłownika hyro-pneumatycznego - jest to nowy element procesu.

3. Aplikacja pasywnych znaczników RFID - moduł aplikatora tagów RFID wraz z anteną jest nowym elementem procesu technologicznego.

4. Zdjęcie papieru ochronnego z folii odblaskowej i demetalizacja (modyfikacja procesu zdjęcia papieru ochronnego z folii oraz wdrożenie nowego procesu demetalizacji). Demetalizacja fragmentu folii odblaskowej od strony kleju realizowana jest za pomocą urządzenia laserowego - jest to nowy element procesu technologicznego.

5. Laminacja (ten fragment procesu pozostanie niezmieniony).

6. Cięcie i tłoczenie (ten fragment procesu pozostanie niezmieniony).

7. Zabezpieczenie szczeliny z widocznym znacznikiem RFID (nowy fragment procesu).

1. Przygotowanie taśmy aluminiowej do procesu laminacji - odwijanie i prostowanie

Wstęga taśmy aluminiowej zostaje wprowadzona do linii technologicznej w taki sposób, aby mogła zostać poddana procesowi laminowania. Odwijanie taśmy aluminiowej odbywa się na odwijaczu poziomym. Po odwinięciu taśma aluminiowa podlega wyprostowaniu przechodząc przez układ rolek stalowo-gumowych. Celem prostowania jest zapobieganie samoistnym zmianom kształtu tablicy podczas eksploatacji oraz usunięciu efektu sierpowatości. Ta część procesu produkcji tablic rejestracyjnych pozostaje niezmieniona w stosunku do technologii używanej obecnie.

2. Wycinanie otworów w taśmie aluminiowej

Aby otworzyć powstającą w momencie naklejania na taśmę aluminiową pasywnego znacznika RFID klatkę Faradaya, w taśmie aluminiowej w miejscu integracji ze znacznikiem wykonywany będzie otwór. Otwór stanowi antenę dla znacznika i posiada rozmiar umożliwiający najbardziej wydajne działanie pasywnego znacznika RFID, wynosi 106 x 3 mm. Otwór wykonywany jest przy użyciu prasy hydropneumatycznej i narzędzia tnącego, 13 mm od dolnej krawędzi, w równych odległościach od boków tablicy (dotyczy tablic polskich).

3. Aplikacja pasywnych znaczników RFID

W miejscu wyciętego otworu umieszcza się naklejkę z pasywnym znacznikiem RFID. Proces odbywa się przy wykorzystaniu głowicy etykietującej naklejającej ok. 20-30 szt. znaczników na min.

4. Zdjęcie papieru ochronnego z folii odblaskowej i demetalizacja

Folia odblaskowa w swej strukturze zawiera cienką warstwę aluminium i układy optyczne w postaci szklanych kulek (elementy odblaskowe). Analogicznie do taśmy aluminiowej, aby uniknąć powstania klatki Faradaya w miejscu integracji folii z pasywnym znacznikiem RFID, koniecznym jest częściowe usunięcie struktury aluminiowej. Dzięki temu w folii powstanie „okno” tworzące dipol sprzężony (wzmacniacz antenowy) z zintegrowanym znacznikiem pasywnym. Proces demetalizacji dokonuje się na wewnętrznej warstwie folii po odklejeniu od papieru ochronnego. Demetalizacja wykonywana jest za pomocą lasera piszącego lub maskowego o odpowiednio dobranych parametrach (moc oraz długość fali). „Okno” wykonywane w procesie demetalizacji na folii odblaskowej ma rozmiar 107 x 4 mm i położenie takie samo jak otwór w taśmie aluminiowej.

5. Laminacja

Aby zapewnić prawidłowy proces laminowania, taśma aluminiowa jest podgrzana w piecu magnetycznym. Optymalna temperatura odpowiednio przygotowanej blachy aluminiowej do procesu laminacji mieści się w granicach 22:24°C. Proces laminowania, czyli pokrywania taśmy aluminiowej folią odblaskową przeprowadzany jest w laminatorze. Proces ten odbywa się przy małym, ale precyzyjnie kontrolowanym naciągu folii odblaskowej. Folia prowadzona jest tak, aby odległości między tymi samymi elementami graficznymi oraz pozbawionymi warstwy aluminium „oknami” zostały zachowane. Koniecznym jest utrzymanie wysokiej dokładności procesu, bowiem znacznik RFID musi zostać pokryty „oknem” znajdującym się w folii odblaskowej z dokładnością nie mniejszą niż ±0,1 mm. W celu zachowania precyzji procesu naciąg folii aluminiowej oraz wzajemne położenie wstęgi aluminiowej i folii odblaskowej jest automatycznie korygowane.

6. Cięcie i tłoczenie (rys. 1 p. 5)

Taśma po procesie laminacji (laminat) podawana jest, poprzez układ rolek napędzanych serwomotorem, do prasy hydraulicznej, w której następuje cięcie i tłoczenie. W prasie hydraulicznej następuje cięcie laminatu na określoną długość oraz wytłoczenie obrzeża. Po tym procesie surowe tablice z zaimplementowanym pasywnym znacznikiem RFID zostaną przetransportowane poza obszar roboczy linii technologicznej.

PL 235 178 B1

7. Zabezpieczenie gniazda

Gniazdo powstałe w tablicy rejestracyjnej na skutek umieszczenia znacznika RFID, w celu zabezpieczenia znacznika przed próbami dezintegracji - wandalizmem I warunkami atmosferycznymi jest wypełniane masą ochronną w postaci żywicy epoksydowej utwardzanej za pomocą promieniowana UV (ultrafioletowego) lub kleju termotopliwego.

Charakterystykę linii technologicznej z zaimplementowaną technologią w przykładowym, lecz nie wyczerpującym wykonaniu, uwidoczniono na rysunku, na którym na fig. 1 pokazano schemat linii technologicznej do produkcji surowych tablic rejestracyjnych, a na fig. 2 pokazano układ nowych podzespołów linii produkującej tablice surowe.

Linia technologiczna służąca do produkcji surowych tablic rejestracyjnych z modułem aplikacji znaczników RFID przystosowana do produkcji tablic w rozmiarze (długości) do 115 mm wysokości (tzw. „Rozmiar europejski”). Komponenty tej linii technologicznej w kolejności procesu technologicznego stanowią między innymi:

- Odwijacz horyzontalny z koszem nawrotnym - umożliwia odwijanie taśmy aluminiowej, w postaci kręgów, ułożonych piętrowo na palecie. Maksymalny ciężar palety to 3000 kG, a maksymalna średnica palety z kręgami taśmy aluminiowej to 1600 mm;

- Prostownica taśmy aluminiowej - służy do usunięcia sierpowatości taśmy aluminiowej po jej odwinięciu z kręgów;

- Nagrzewnica elektro-magnetyczna - służy do usunięcia resztkowej wilgoci z powierzchni taśmy aluminiowej, a jednocześnie podnosi temperaturę taśmy aluminiowej obniżając efekt pamięciowy folii odblaskowej, która jest nakładana na kolejnym etapie procesu technologicznego;

- Prasa elektro-pneumatyczna - służy do wycinania otworów szczelinowych stanowiących rezonansowy wzmacniacz antenowy dla znacznika pasywnego RFID;

- Aplikator znaczników RFID - służy do pobrania z taśmy transportowej znaczników RFID i przyklejenia ich z dużą dokładnością na taśmę aluminiową w miejscu wyciętej szczeliny;

- Szafa z elementami automatyki - zawiera elementy automatyki takie jak: układy wejścia/wyjścia, urządzenia zdalnego dostępu, zasilacze do serw i falowniki, sterownik i układ bezpieczeństwa, zabezpieczenia przepięciowe i nadprądowe itp.;

- Laminator folii odblaskowej z urządzeniem laserowym - przeznaczony jest do naklejania samoprzylepnej folii odblaskowej na powierzchnię taśmy aluminiowej wraz z naniesionym znacznikiem RFID. Urządzenie laserowe służy do demetalizacji warstwy aluminiowej w strukturze folii odblaskowej w miejscu, w którym znajduje się wycięta szczelina. Demetalizacja warstwy aluminiowej powoduje usunięcie ekranu, który uniemożliwiał indukowanie się pola elektromagnetycznego w antenie znacznika pasywnego;

- Aplikator folii transparentnej PVC lub akrylicznej - służy do nakładania dodatkowej warstwy zabezpieczającej powierzchnie tablic rejestracyjnych przed warunkami występującymi podczas normalnej eksploatacji pojazdów;

- Podajnik taśmy aluminiowej zintegrowany z prasą hydrauliczną i agregatem hydraulicznym (stanowiącym napęd dla prasy) - służy do cięcia i formowania tablic określonego formatu;

- Odbieracz tablic surowych - uniwersalny (dla tablic formatu 6 x 12) lub dedykowany dla tablic formatu europejskiego (np. 112 mm x 520 mm);

- Linia technologiczna wyposażona jest w przyrządy umożliwiające wyprodukowanie tablic zgodnych z wymaganiami końcowego odbiorcy tablic rejestracyjnych. Mogą to być przyrządy tnąco-tłoczące, tnąco-dziurkujące, tnąco-tłocząco-dziurkujące, tnące, wykonane jako jednotaktowe lub dwutaktowe.

Podstawowe orientacyjne dane techniczne linii technologicznej są następujące:

• max. wymiary linii: 4 m x 18 m, • max. szerokość laminowania: 305 mm, • max. długość rolki folii: 900 mb, • max. ciężar palety z aluminium: 3000 kg, • max. średnica kręgu aluminiowego: 1600 mm, • max. nacisk prasy: 40 fT (400 kN), • kierunek procesu technologicznego: od prawej strony do lewej, • automatyczny odbieracz tablic surowych z licząco-ważącym układem kontroli ilości, • zasilanie elektryczne: 3~400 V, • zasilanie pneumatyczne: 6 bar/0,32 m³/min.

PL235 178 Β1

Dodatkowe wyposażenie linii do produkcji surowych tablic informacyjnych/rejestracyjnych nie pokazane na rysunku:

Stanowisko do testowania wyprodukowanych tablic z RFID

Urządzenie służące do programowania danych w znaczniku RFID oraz weryfikacji poprawności działania taga. Jednym z najważniejszych parametrów produkcyjnych jest współczynnik tablic wadliwych, szczególnie w zakresie zapisanych danych do pamięci znacznika RFID. Urządzenie, które będzie w 100% kontrolować wszystkie wyprodukowane tablice rejestracyjne (lub inne tablice z zaimplementowanym znacznikiem RFID), wyposażone będzie w układ zapisywania danych do pamięci znacznika oraz układ do weryfikacji i kontroli kompletności zapisanych danych. Urządzenie starowane za pomocą komputera z opracowaną do tego celu aplikacją kontrolną. Moc nadawcza urządzenia kontrolnego będzie wynosić ca. 2-4 W mocy wypromieniowanej i max. 10 W mocy wejściowej.

Aplikator do nakładania wypełnienia

Urządzenie służy do wypełniania wyciętych na liniach technologicznych szczelin tworzących dipol układu nadawczego znacznik - tablica. Szczelina musi zostać zamknięta (wypełniona) za pomocą żywicy epoksydowej suszonej promieniowaniem UV bądź za pomocą, kleju termotopliwego, w taki sposób aby procesor nie uległ uszkodzeniu w wyniku odziaływania warunków atmosferycznych. Do tego celu służy urządzenie przekładające i transportujące tablice pod dyspenser w celu nałożenia wypełnienia.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób wytwarzania tablic informacyjnych, zwłaszcza tablic rejestracyjnych do pojazdów zintegrowanych z pasywnym znacznikiem RFID, znamienny tym, że po odwinięciu taśmy aluminiowej (1) z rolki, taśmę (1) przemieszcza się na stanowisko prostowania, po czym taśma (1) zostaje podgrzana w celu usunięcia wilgoci z jej powierzchni, zaś na taśmie wycina się otwory szczelinowe przeznaczone dla osadzenia pasywnego znacznika RFID (3) i następnie aplikatorem pobiera się znacznik RFID (3) i pozycjonuje się go w wyciętej szczelinie taśmy (1), z kolei przed pokryciem taśmy aluminiowej folią odblaskową, następuje odklejenie warstwy ochronnej z samoprzylepnej folii odblaskowej (4) i od wewnętrznej strony folii dokonuje się jej demetalizacji, zwłaszcza w strefie osadzenia pasywnego znacznika RFID (3), poprzez oddziaływanie na folię odblaskową promieniami lasera, po czym w procesie laminacji na taśmę aluminiową (1) nakłada się folię odblaskową (5), a taśmę z naniesioną folią odblaskową (4) docina się do określonego wymiaru w prasie hydraulicznej, kolejno poprzez wytłaczanie formuje się żądany obraz/symbol, a na tablicy rejestracyjnej numer rejestracyjny pojazdu, po czym wytłoczoną powierzchnię barwi się w procesie hot-stampingu, a gniazdo powstałe na tablicy w wyniku wycięcia otworu w taśmie aluminiowej (1) zabezpiecza się masą ochronną.