KR20200009036A - 객체 마킹 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키/키블랭크와 같은 객체의 마킹 시스템과 방법에 관한 것이다. 객체 표면의 소정 영역들에 마킹조성물을 부착해 마킹을 한다. 이 시스템은 마킹할 객체 표면의 하나 이상의 국부적 소정 영역들에 소정량의 마킹조성물을 분배하는 마킹부; 마킹부가 상기 소정 영역들에 마킹조성물을 분배할 수 있도록 마킹할 객체를 마킹부에 대한 하나 이상의 위치에 위치시키는 홀더; 객체에 부착된 마킹조성물을 감지해, 객체에 제대로 마킹이 되었는지 확인하기 위한 판독부; 마킹할 객체의 홀더에 대한 방향을 확인하는 방향감지부; 및 홀더, 방향감지부 및 마킹부의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 판독부는 마킹조성물에서 방출된 전자기 신호를 감지하여 상기 소정 영역들의 마킹조성물을 확인한다.

Description

객체 마킹 시스템 및 방법

재료와 제품의 위조와 공급망 전환은 여러 분야에 영향을 주는 현상이다. 소비재, 전자제품, 폴리머, 의약품과 같은 다양한 타입의 상품들이 "브랜드" 회사와 관련된 라벨을 카피하여 위조되어 공급되고 있는 것이 사실이다. 인증과 브랜드보호는 물론 추적, 공급방 관리, 프로세서 제어와 같은 용도로 재료와 상품에 마킹을 하는 기술과 장치들이 등 분야에 공지되어 있다.

예를 들어, US 출원공개 2015/0018538에 소개된 방법과 장치는 물건에 마킹을 하여 보안, 추적 또는 인증을 한다. 이 방법에서는 물건의 일부분에 핵산 마커를 함유한 용액을 부착하는데, 이런 핵산 마커는 예컨대 관능기를 추가하여 활성화될 수 있다.

USP 6533181은 열분사형 고체 객체 인쇄법을 이용해 머신판독 가능한 암호화된 심볼의 각인을 하는 인증법을 소개한다. 이 방법에서는 고체 객체 프린터에 CAD 소프트웨어 포맷으로 부분식별 심볼 표현을 갖는 소프트웨어 파일을 전자적으로 전송하는데, 왁스형 재료의 미세 방울들을 연속 층들에 부착하여 3차원 패턴 인서트를 형성하고, 암호화된 심볼로 암호화될 부분의 패턴 모형과 조합하여 이 심볼 표면이 3차원 패턴 인서트에 포함된다. 이후 조합된 패턴으로부터 주조몰드를 형성하고, 이 몰드로 주조를 하여 머신판독형 2D 데이터 매트릭스형의 암호화되고 직접 마킹된 부분을 형성한다.

본 발명은 객체나 그 표면의 국부적인 하나 이상의소정 영역들이나 지점들에 마킹조성물을 부착하거나 분배하여 객체를 마킹하는 새로운 시스템을 제공한다. 객체의 마킹은 여러 목적으로 사용되는데, 인증, 위조방지, 브랜드 보호, 추적, 공급망 관리 및 상품전환 방지 등을 위해 객체에 식별정보 및/또는 다른 정보를 부착할 필요가 있다.

본 발명에 사용되는 마킹조성물은 마킹 영역이나 지점을 향해 전자기 신호(예; IR, UV, X선)를 조사하고 이에 응답해 마킹조성물에서 방출되는 전자기 신호의 스펙트럼을 감지-분석하여 감지되고 식별되는 하나 이상의 마커 물질(이하 "마커"라 함)을 함유할 수 있다. 또, 객체 표면에 대한 마킹조성물의 접착이나 그 탄성에 기여하는 다른 물질(예; 표면결합제- 결합제, 계면활성제, 이쳉제, 접착증강제)을 마킹조성물이 함유할 수도 있다.

본 발명의 마킹시스템은 객체의 하나 이상의 소정의 영역들/표면들 또는 지점들에 다수의 마킹조성물들 중에서 선택된 하나 이상의 마킹조성물을 부착하거나 분배한다. 마킹시스템은 다수의 객체들을 마킹하고, 다수의 여러 타입의 객체들일 수있는 객체에 마킹조성물을 부착한다. 객체에 부착된 특정 마킹조성물은 마킹된 객체에 부착될 정보에 의해 결정된다. 예를 들어, 마킹조성물이 코딩시스템과 관련될 수 있고, 마킹조성물내의 마커들의 집합과 그 농도 및/또는 상대농도에 의해 특정 코드워드가 정해진다. 마킹과 특정 코드워드는 객체의 재료와 객체 표면에 있을 수 있는 다른 재료는 물론, 객체의 마킹을 판독하는 방식에 의해 결정될 수도 있다. 예컨대, 마킹의 판독은 마킹을 판독하는 장치(예; XRF 분석기)에 대한 객체의 기하학적 형상의 영향을 받을 수 있다. 객체에 부착되는 정보(코드)는 특정 객체나 배치를 식별하는 일련번호나 배치번호, 제조일, 선적/공급일, 객체의 목적지, 특정 클라이언트/공급자 등을 포함할 수 있다. 마킹할 객체의 특정 타입은 유저 입력에 의해 정해지거나, 마킹장치에 의해 자동으로 식별되고 정해질 수 있다. 객체에 부착된 특정 마킹조성물은 유저가 정하거나 자동으로 식별된 각종 인자들, 예컨대 시간, 날짜, 객체의 타입, 일련번호, 배치번호 등에 의해 자동으로 정해질 수 있다.

본 발명의 마킹시스템은 (다수의 가능한 타입의 객체들로부터) 마킹할 객체를 받아 검사해, 마킹조성물을 부착해야할 객체 표면의 영역들과 그 방향을 식별한다. 이런 영역들은 객체 표면상에 미리 정해지거나 선택된 영역일 수 있다. 이를 위해, 마킹할 객체는 기계식 키, 키 역할을 하는 전자식 카드/칩과 같은 키일 수 있다. 마킹은 추가 보호조치를 하는데(예; 키 인증)에 이용되고, 객체/캐의 하나 이상의 소정의 장소들 및/또는 방향들 중의 적어도 하나를 찾는데 필요할 수 있다.

마킹할 객체는 다수의 가능한 방향들 중의 하나로 마킹장치에 진입된다. 마킹장치는 객체를 쥐거나 홀딩하는 홀더(예; 그리퍼)를 포함하고, 객체 표면에 마킹할 영역과 객체의 방향을 결정하고 식별하기 위해 검사하기에 적당한 방향으로 홀더가 객체를 회전 및 이동시킨다. 마킹조성물은 이렇게 식별된 객체의 영역들에 부착된다. 객체의 방향 식별을 위해, 마킹시스템에 방향감지부가 있는데, 방향감지부는 객체를 검사하고 마킹해야할 객체 표면의 영역들의 위치와 객체의 방향을 결정한다. 방향감지부가 시각적 특징, 물리적 특징(예; 돌기나 홈), 전기적 및/또는 자기적 특징과 같은 객체 표면의 국부적 특징들ㅇ르 감지하여 객체의 방향을 결정할 수 있다. 따라서, 방향감지부는 기계식 센서, 광학적/시각적 센서(예; 카메라), 자기 및/또는 전기 신서를 포함할 수 있다.

객체의 방향이 결정되고 마킹할 영역들이 식별되면, 하나 이상의 마킹조성물들을 이런 영역들에 부착하는 마킹부로 객체를 마킹한다. 마킹부는 객체 표면에 마킹조성물을 분배하거나 붙이는 시스템을 포함할 수 있다. 이런 시스템은 객체 표면의 마킹할 영역들에 측정된 양의 마킹조성물을 분배하는데 인쇄, 스탬핑, 분무, 분사, 브러싱, 에어브러싱과 같은 기술을 이용할 수 있다. 마킹장치가 분사시스템을 가질 수 있는데, 이 경우 각각의 분사 시스템이 마킹조성물 용기와 인젝터튜브나 바늘을 갖고, 이런 바늘을 통해 마킹조성물을 배출한다. 한편, 마킹조성물이 다수의 마킹조성물을 위한 다수의 용기와, 마킹조성물을 도포하기 위한 하나의 인젝터, 바늘 또는 튜브를 가질 수도 있다.

마킹장치가 마킹조성물을 객체 표면에 부착한 뒤 경화나 건조시키는 경화부를 가져, 객체 표면에 대한 부착력을 강화할 수도 있다. 이런 경화부에는 UV 램프, 히터, 팬과 같은 수단이 있을 수 있다.

마킹시스템이 생산라인의 일부로서 설치될 수도 있다. 즉, 마킹시스템이 다수의 객체들(예; 키/키블랭크)를 차례대로 받고, 각 객체의 소정의 영역들이나 지점들을 마킹하며, 마킹된 객체들을 출력할 수도 있다. 마킹된 객체들은 완성된 제품이거나, 생산라인을 통해 처리되는 미완성 제품이나 부품일 수 있다.

마킹장치가 마킹조성물의 감지 및/또는 객체 표면의 소정 영역들의 농도나 상태농도의 측정을 위한 판독부를 더 가질 수도 있다. 마킹조성물이 XRF(X-Ray Fluorescnece) 분석으로 식별되는 마커들을 포함하고, 식별부는 객체에 X선이나 감마선을 조사하고 이에 응답해 마커들로부터 방출되는 X선 신호(응답신호)를 감지하는 XRF 분석기를 갖는다. 이런 XRF 분석기는 감지된 응답신호에 맞춰 마커 각각의 농도나 상대농도를 측정/추정할 수 있다. 마커의 농도는 마킹조성물에 의해 객체상에 암호화된 정보를 표시할 수 있다. 따라서, 특정/추정된 농도에 의거하여, 마킹시스템은 부착된 마킹조성물이 객체에 마킹된 정보/인증데이터에 일치하는지를 식별하고, 가능하다면 마킹장치를 이용해 부착된 마킹의 품질을 확인할 수도 있는데, 이런 품질은 감지된 신호의 신호대잡음비(SNR)에 의거해 결정될 수 있다.

판독부는 객체의 생산과정중의 결함이나 흠결을 확인할 수도 있다. 예를 들어, 디텍터나 분광계가 제조된 객체의 형상의 변형을 확인할 수 있는데, 이는 객체에서 받은 응답신호가 객체와 디텍터 사이의 간격과 상대각도에 의해서도 좌우되기 때문이다. 한편, 식별부가 마킹과정의 속도(즉, 단위시간당 마킹될 객체수)를 측정하고, 객체의 생산과정의 속도나 용량 표시를 제공할 수도 있다.

도 1은 객체 표면의 국부적 영역들에 마킹조성물을 부착/분배/도포하는 본 발명의 마킹시스템의 블록도;
도 2는 키나 키블랭크와 같은 객체의 국부적 마킹을 위한 시스템의 사시도;
도 3은 객체에 국부적 마킹을 하는 방법의 순서도.

도 1은 본 발명에 따른 마킹시스템(100)의 블록도로서, 그리퍼와 같은 홀더(102), 방향감지부(104), 마킹부(106), 컨트롤러(108) 및 판독부(110)를 포함한다. 홀더, 방향감지부, 마킹부 및 판독부는 각각 컨트롤러(108)에 물리적으로나 무선으로 연결된다.

컨트롤러(108)는 시스템(100)에 의해 실행되는 마킹과정을 제어하여, 마킹할 객체의 타입에 맞게 원하는 표면적과 양으로 원하는 재료조성을 제공한다. 컨트롤러는 마킹 조성물의 부착, 마킹과정의 속도와 양(예; 단위시간당 마킹되는 객체수) 및 생산라인상의 인접한 스테인션들과의 인터페이스를 조절하고 규제할 수 있는바, 예를 들면 마킹 조성물의 특정 타입과 객체에 부착될 양은 물론 마킹과정의 다른 인즈들이 마킹할 객체의 타입에 맞게 컨트롤러에 의해 설정될 수 있다. 컨트롤러는 판독과 식별 과정을 제어하여, 마킹과정이 제대로 되고 객체들이 제대로 마킹되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 판독부(110)의 각종 인자들을 컨트롤러가 설정할 ㅅ수 있는바, 예를 들면 객체의 타입에 맞게 판독에 적당한 보정을 선택할 수 있다). 컨트롤러(108)로는 데이터 입출력 유틸리티와 같은 기능적 유틸리티, 메모리, 프로세서 유틸리티를 포함한 컴퓨터 시스템이 일반적ㅇ,고, 객체에 부착할 마킹 조성에 관한 유저 입력을 받아 대응 작동인자들을 마킹부(106)에 생성시키는 재료부착 컨트롤러도 포함할 수 있다.

홀더(102)는 공급장치(도시 안됨)를 통해 마킹할 객체를 받는다. 이런 공급장치로는 컨베이어, 엔트리 슬라이드, 푸셔, 로봇아암 등이 있다. 공급장치가 마킹할 준비를 위해 공급라인에 객체가 준비되어 있음을 감지하고 표시하는 센서(자기, 광힉 또는 기계식 센서)를 포함하기도 한다.

홀더(102)는 객체를 쥐고 조정하는 그리퍼를 포함할 수 있다. 홀더(102)는 객체를 1, 2 또는 3축(예; 직교축)에 유지하여 회전시키도록 1, 2 또는 3개의 피봇들을 가질 수도 있다. 홀더(102)는 방향감지부(104)와 마킹부(106)에 대해 상대적으로 움직일 수 있는바, 예를 들면 1개 내지 3개의 축으로 마킹시스템(100)의 프레임에 조립될 수 있다. 공급장치로부터 마킹할 객체를 쥔 홀더(102)는 검사할 방향감지부(104)를 향해 움직인다. 방향감지부(104)는 객체의 방향을 확인하고, 홀더(102)가 마킹할 객체를 제 방향으로 어떻게 회전켜야 할지에 대한 표시를 컨트롤러(108)에 제공하여, 마킹부(106)가 마킹하도록 선택된 면적 및/또는 지점에 정확하게 마킹 조성물을 분배할 수 있도록 한다. 방향감지부(104)에서 객체를 검사하면, 홀더(102)는 객체를 제 방향으로 회전시키고 마킹을 위해 마킹부를 향해 움직인다.

홀더(102)는 기본적으로 방향감지부(104)와 마킹부(106)를 향해 객체를 움직이지만, 방향감지부와 마킹부가 홀더에 고정된 객체의 위치를 향해 움직이도록 구성될 경우 홀더가 고정될 수도 있다. 한편, 홀더와 방향감지부와 마킹부 모두 1축, 2축 또는 3축(예; 마킹시스템을 지지하는 프레임에 대해 상대적으로 결정된 x, y, z 축들)으로 움직일 수도 있다. 예컨대, 홀더(102)는 x축을 따라 움직이고, 방향감지부(104)와 마킹부(106)는 y축과 z축을 따라 움직일 수 있다.

방향감지부(104)는 객체의 표면에 제시된 특징들을 확인하고 이런 특징의 위치에 맞게 마킹부(106)에 대한 객체의 위치를 어떻게 정할지를 컨트롤러(108)에 알려줘 마킹이 선택된 위치에 정확히 분배되도록 한다. 방향감지부(104)에서 식별하는 객체 표면의 이런 특징들로는 객체에 인쇄되거나 각인되는 컬러, 형상, 선, 점 등의 비주얼 특징; 돌기, 홈, 자국들과 같은 물리적 특징, 저항, 용량, 자기감도의 변동과 같은 전자기적 특징이 있다. 따라서, 방향감지부(104)는 광학 및/또는 시각적 센서(예; 카메라), 기계적 센서, 레이저 센서, 전자기 센서 등을 포함한다.

예를 들어, 객체 표면의 돌출부와 같은 물리적 특징는 기계식 탐침이나 레이저센서를 이용해 돌출부 윗면부터 소정 기준점 까지의 거리를 측정해 식별할 수 있다. 방향감지부(104)가 사전선택된 특징을 확인했다는 표시를 제공하면, 그리퍼에 유지되는 객체의 방향을 계산할 수 있다. 이어서, 홀더는 객체를 제방향으로 회전시키고 적절한 위치에 놓으며, 마킹부(106)는 마킹하도록 미리 선택된 정확한 지점이나 면적에 측정된 양의 마킹조성물을 부착한다.

마킹부(106)는 한가지 이상의 마킹조성물의 양을 객체의 표면에 미리선택된 면적이나 지점에 붙이거나 분배하는데, 마킹조성물마다 하나 이상의 마커가 있다. 일례로, 마킹하도록 선택된 지점이나 면적이 방향감지부(104)에서 확인한 특징들에 위치할 수 있다. 마킹부(106)는 인쇄법(예; 잉크젯 인쇄, 레이저인쇄, 패드인쇄, 열인쇄 및 기타 인쇄법), 각인, 분무법, 사출법 및 기타 분배법으로 마킹조성물을 분배할 수 있다. 예컨대 인젝터를 사용해 객체 표면의 소정의 작은 지점에 소량의 마킹조성물을 분배할 수 있는데, 객체 표면에 분배할 마킹조성물의 양은 0.1~50 ㎕, 0.1~10 ㎕ 또는 0.5~5 ㎕일 수 있다.

객체에 부착할 마킹조성물은 일반적으로 마킹시스템을 포함하고, 마킹시스템은 보통 다수의 마커재료(이하, "마커"라 함)를 포함하며, 마커 각각은 전자기선(예; UV, IR, 가시광 또는 X선)의 심문(조사)에 응답해 식별가능한 전자기 반응신호를 방출한다. 예컨대, X선이나 감마선(1차 방사선)의 노출에 반응해 X선 응답신호(2차 방사선)를 내는 물질이 마커일 수 있다. 마커에서 방출된 X선 응답신호는 마커를 식별하는 특성파장 범위를 갖는다. 또, 표면결합재(바인더), 계면활성제, 에칭제, 접착증강제, 중합개시제, 습윤제, 솔벤트 등의 다른 화합물이나 보조제를 마킹조성물이 포함할 수도 있다. 이런 마킹조성물에 대해서는 WO2017/134660에 소개되어 있다. 일반적으로, 마킹조성물은 기밀이며 감광계나 XRF 분석기와 같은 디텍터나 측정기 없이는 감지할 수 없다. 즉, 마킹조성물은 눈에 보이지 않으며, 객체의 외관에 영향을 주지 않거나 물리화학적이나 전자기적 특성을 갖는다. 객체에 명확하게 마킹하기 위해, 마킹조성물에 잉크나 염료를 첨가해 눈에 보이게 할 수도 있다.

마커의 감지 외에도, 객체 표면의 마킹부에 있는 마커들의 농도 및/또는 상대적 농도도 측정할 수 있다. 마킹조성물 내부의 마커(들)의 농도는 소정의 코드에 의해 결정된다. 이 코드는 위조방지, 인증, 브랜드 보호 및 공급망관리 및 처리제어를 목적으로 사용된다. 예컨대, 코드가 제조업자, 소유자 및 객체 중의 하나 이상에 대응하거나, 공급자, 제조일, 선적일 또는 공급 등에 대응할 수 있다. 코드는 컨트롤러(108)에 있는 데이터베이스에 저장되거나, 데이터베이스가 원격 장치에 저장될 수도 있다.

마킹시스템(100)의 판독부(110)는 객체의 마킹을 판독하고 이 마킹이 되었는지 확인하기 위한 것며, 생산과정이 제대로인지에 대한 표시를 제공하는 공정제어에도 사용된다. 판독부(110)는 마킹조성물의 마커들을 감지하고 식별하는 디텍터(예; 분광계)를 포함하고, 경우에 따라서는 객체 표면의 소정 영역내의 마커의 농도를 측정하기도 한다. 판독부(110)는 마커들이 탁성 전자기신호를 방출하도록 객체 표면의 마킹된 영역이나 지점을 조사하는 이미터를 가질 수도 있다. 이미커가 X선이나 감마선을 낼 수도 있다. 분광계와 이미터가 XRF 분석기와 같은 단일 장치에 포함될 수도 있다. 판독부(110)는 응답 X선 신호를 처리하는 프로세서를 포함하여, 객체의 표면에 있는 마커(들)의 양, 농도 및/또는 상대적 농도를 결정할 수 있다. 또, 프로세서가 필터 잡음과 클러터를 여과하도록 응답 X선 신호를 처리하고 신호대 잡음비를 개선하여, 마킹조성물과 마커의 정확한 측정을 가능케하여 소량의 마킹조성물의 이용도 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서가 WO2016/157185에 소개된 XRF 마킹 판독법을 채택할 수 있다. 프로세서를 XRF 분석기에 내장할 수도 있다. XRF 분석기로 WO2018/051353에 소개된 타입을 사용할 수 있다. 프로세서는 마커의 측정된 양과 농도에 대응하는 코드를 결정할 수 있다. 코드를 저장한 데이터베이스가 판독부(110)의 프로세서 안에 있거나 원격 장치에 있을 수 있다. 한편, 프로세서와 데이터베이스 둘다 원격 장치에 있고, 원격장치는 디텍터 및/또는 컨트롤러(108)와 통신하면서 응답신호나 응답신호의 암호화/처리 버전을 받고 이를 처리하여 객체의 마컫르의 양 및/또는 농도를 구할 수도 있다. 또는, 데이터베이스 및/또는 프로세서가 컨트롤러(108) 안에 있을 수도 있다.

판독부(110)가 생산 도중에 생길 수 있는 고장이나 결함에 대한 표시를 제공하여, 생산공정의 품질보증을 할 수도 있다. 예컨대, 판독부가 마킹율(즉, 단위시간내 마킹되는 객체수)을 측정하거나, 소정의 마킹율로부터 (생산라인에 문제나 고장이 있음을 표시할 수 있는) 편차가 있다는 표시를 제공하거나, 객체의 형상의 변경이나 변형을 감지할 수 있다. 예를 들어, 마킹된 객체에서 받는 전자기 응답신호가 객체의 표면의 형상에 영향을 받을 수도 있는데, 이는 개체의 표면과 응답신호를 감지하는 디텍터 사이의 간격과 상대적 각도가 변하기 때문이다. 따라서, 마킹된 객체로부터의 응답신호를 감지하는 디텍터나 분광계(예; XRF 분석기)에 의해 이런 변화의 감지와 식별을 할 수 있다.

판독부(110)가 온라인 방식으로 마킹부나 경화부에서 나가는 마킹된 객체 각각을 예를 들면 생산라인의 일부처럼 검색할 수도 있다. 즉, 마킹부나 경화부를 나가는 객체 각각의 마커의 농도를 감지하거나 측정할 수 있다. 한편, 마킹부가 마킹부를 나가는 마킹된 객체의 일부를 측정하거나, 검사할 수도 있다.

또, 마킹시스템(100)이 객체 표면에 대한 마킹조성물의 접착력을 높이기 위해 마킹조성물을 경화하거나 건조시키는 경화부(도시 안됨)를 가질 수도 있다. 경화시스템에서 객체에 적용되는 공정은 특정 마킹조성물의 성질에 좌우된다. 일례로, 마킹조성물이 UV 경화 접착제를 포함하고 경화시스템이 UV 소스를 구비하거나, 마킹조성물이 증발을 통해 경화나 중합반응을 하는 접착제를 함유하고 경화시스템이 팬 및/또는 히터를 가질 수 있다. 마킹부가 객체 표면에 마킹조성물을 분배하면, 홀더(102)가 경화시스템 위로 객체를 전달하거나 방출하며, 경화시스템은 경화/건조 과정이 일어나는 컨베이어, 트레이나 기타 수단일 수 있다.

도 2는 키 및/또는 키블랭크를 마킹하는 시스템을 보여주는데, 도 2A의 마킹시스템(200)의 프레임(202)는 상부(204)와 하부(206)를 갖는다. 도 2A는 상부(204)와 하부(206)를 갖춘 프레임(202)을 갖는 마킹시스템(200)의 사시도로서, 마킹할 키나 키블랭크를 출력하는 (시스템의 일부가 아닌) 생산라인(203)의 머신이나 스테이션의 아웃라인을 보여준다. 상부(204)에는 전기공압 제어반(208), 판독부(210) 및 컨트롤러(212)가 배치되고, 하부(206)에는 입구 슬라이드(214), 공급부(216), 홀더(218), 방향감지부(220), 마킹부(222), 경화부(224) 및 출구 슬라이드(226)가 배치된다(도 2B 참조). 마킹시스템(200)은 생산라인의 일부로서 온라인 방식으로 키나 키블랭크(이하, "키"는 키와 키블랭크 둘다를 의미)를 마킹한다. 즉, 마킹시스템(200)은 일련의 키 마크를 받아 일련의 마킹된 키를 출력한다. 이 시스템(200)은 다수의 키 타입들을 여러가지 형상과 치수로 마킹한다. 마킹부(222)는 키 타입마다 다른 마킹조성물(들)을 부착한다. 마킹조성물을 부착할 영역은 키 타입에 좌우된다. 키의 타입은 유저 입력에 맞춰 컨트롤러(212)에 의해 정해진다. 공급부(216)와 홀더(218)는 다수의 키 타입들 각각을 받아 취급한다. 또, 방향감지부(220)는 키 타입 각각의 방향을 식별한다.

마킹할 키는 입구 슬라이드(214)를 통해 마킹시스템에 들어간다. 공급부(216)는 각 키를 받는다. 공급부(216)는 홀더(218)에 키를 밀어주는 키푸셔(도시 안됨)를 포함한다. 홀더(218)는 키를 받으면, 홀더의 핸들의 평면이 위나 아래를 향한다(도 2B 참조). 따라서, 첫번째 평면이 위를 향하고 두번째 평면이 반대쪽 아래를 향하거나 그 반대인 2가지 가능한 방향 중의 하나로 홀더(102)에 키가 고정된다. 일반적으로, 키는 어떤 방향으로도 랜덤하게 홀더(102)에 들어간다.

홀더(218)는 키의 길이방향의 대칭축인 y축을 중심으로 회전하거나, x축 방향으로 선형 레일시스템을 따라 움직일 수 있다. 방향감지부(220)와 마킹부(222)는 y축 방향으로 선형 레일을 따라 함께 움직으로 y축 선형레일에 조립된 z축 선형레일에 의해 수직으로(z축으로) 움직일 수 있다. x축 선형레일을 이용해 홀더(218)를 움직이고 y축 선형레일을 이용해 방향감지부(220)와 마킹부(222)를 움직이면, 윗쪽을 향한 키의 표면의 어떤 지점도 방향감지부(220) 바로 밑의 위치 및/또는 마킹부(222) 바로 밑의 위치로 올 수 있다.

키를 쥔 홀더(218)는 x축을 EK라 방향감지부(220) 밑의 위치로 키를 보낸다. 방향감지부(220)는 키를 검사해 키의 방향과 마킹할 키 표면의 영역의 위치를 확인하는데, 이때 기계식 탐침으로 탐침 바로 밑에 있는 키 표면의 지점과 기준위치 사이의 수직 간격을 측정해 키의 방향을 확인한다. 이 간격은 탐침 바로 밑에 있으면서 위를 향해 키의 표면에 있는 특징(돌기나 홈)에 관한 표시, 즉 정확한 키의 방향과 위치에 관한 표시를 제공한다. 이어서, 방향감지부(220)는 키의 방향과 위치가 어떤지와 (y축을 중심으로 180도 회전해) 뒤집어야 할지 여부를 컨트롤러(212)에 알려준다. 홀더(218)는 이어서 마킹할 마킹부(222) 밑의 위치까지 x축을 따라 키를 움직인다.

마킹부(222)에 있는 주사장치는 마킹조성물 용기와 마킹조성물을 내보낼 배출관이나 바늘을 가지며, 이 바늘은 바늘을 마주보는 키의 윗면에 있는 하나 이상의 소정 지점들에 마킹조성물을 분배한다. 마킹조성물은 플런저나 피스톤(공압이나 유압 피스톤)에 의해 용기에서 바늘을 통해 빠져나온다. 마킹부(222)는 (도 2B에 도시된)주사기와 피스톤(도시 안됨)을 구비하여, 피스톤이 주사기의 플런저를 누르면 소정량의 마킹 조성물이 마킹할 지점에 분출될 수도 있다. 마킹할 지점이나 영역의 위치는 키의 타입에 좌우되고, 키의 타입마다 다른 지점에 마킹될 수 있다. 마킹부(222)가 피 표면의 다수의 지점이나 영역에 마킹조성물을 분배하거나, 키의 한쪽면(윗면)에 분비할 수도 있다. 한편, 마킹부(222)가 키 윗면의 마킹을 끝내면 홀더(218)가 키를 회전시켜 반대쪽 면도 마킹하도록 할 수 있다. 마킹부의 용기와 바늘이나 출구관을 교체할 수 있도록 하여, 키에 다른 마킹조성물을 도포할 수도 있다. 또는, 마킹부(222)에 다수의 용기가 있고(도 2에 도시 안됨), 용기마트 특정 마킹조성물을 담아, 키에 다른 마킹조성물을 도포하도록 할 수도 있다.

마킹부가 소정 지점에 마킹조성물을 분배하면, 홀더(218)가 컨베이어벨트에 키를 보낸다. (도 2B에 도시된) 컨베이어벨트는 마킹조성물을 경화시키는 경화부(224)를 통해 출구 슬라이드(226)에 키를 보낸다. 컨베이어벨트에 키를 보낸 홀더(218)는 입구 슬라이드에 돌아가 다른 키를 받아, 표준 제조공정의 일부나 끝처럼 마킹공정을 진행한다.

마킹시스템(200)의 상부(204)에 위치한 판독부(210)는 키가 제대로 마킹된 것을 확인하는데 사용되는바, 예를 들면 키의 표면(금속면이나 플라스틱 그립 또는 그 둘다)에 변형이나 변경 없이 마킹된 키가 제대로 제조되었는지 확인하는데 사용된다. 판독부(210)에는, 키 표면에 전자기 신호를 방출하는 이미터(도시 안됨)와, 응답신호를 감지하고 마킹과 마킹에 관련된 코드-워드를 확인하기 위한 디텍터(도시 안됨)가 있다. 판독부(210)는 마킹가능한 모든 타입의 키를 받아 검사하고, 키 표면에 부착된 마킹을 감지하고 식별하는데 XRF 분석법을 채택한다. 이 경우, 이미터는 키를 향해 X선이나 감마선 신호를 방출하고, 디텍터는 키 표면이나 그 부근에 있는 원자들에 의해 방출된 X선 응답신호를 감지한다. 디텍터에서 감지한 X선 응답신호는 키 표면과 디텍터 사이의 간격과 상대각도의 영향을 받으므로, 판독부(210)는 키의 형상의 변화나 변형을 확인할 수 있다.

도 2B는 마킹시스템(200)의 하부(206)의 사시도로, 입구 슬라이드(214), 홀더(218), 방향감지부(220), 마킹부(222), 경화부(224) 및 출구 슬라이드(226)가 보이고, x축 선형레일(228)에 홀더(218)가 조립되며, 회전축 수단(230)을 통해 키가 y축 둘레로 회전할 수 있고, y축 선형레일(232)이 보이고, z축 선형레일(234)에 방향감지부(220)와 마킹부가 조립되며, 컨베이어벨트(236)도 보이지만, 편의상 공급부(216)는 생략한다. 마킹할 키는 입구 슬라이드(214)를 타고내려가 공급부(도시 안됨)로 가고 공급부는 키를 홀더(218)에 밀어주어, 키의 한쪽 넓은 평면이 위로 향하고 다른쪽은 아래를 향하다록 한다. 홀더(218)는 x축 선형레일(228)을 따라 움직이면서 키를 소정 위치에 보내고, 이 위치에서 방향감지부(220)의 검사를 받는다.

방향감지부(220)는 기계식 탐침이 키 윗면의 소정 위치 위에 올 때까지 y축 선형레일을 따라 이동한다. 기계식 탐침은 기준위치와 그 브라 밑의 키의 지점까지의 간격을 측정하는데, 이때 키의 표면에 닿을 때까지 z축 선형레일을 EK라 아래로 움직인다. 측정한 간격에 맞게, 컨트롤러는 키의 표면의 어떤 특징부(예; 돌기나 홈)가 탐침 바로 밑에 위치하는지를 결정한 다음, 키를 회전축 수단(230)을 이용해 180도 회전시킬지 여부를 결정한다. 즉, 컨트롤러(212)는 키의 어떤 평면이 위를 향해야 할지를 결정한다. 방향감지부(220)에 접촉한 특징부와 측정 간격이 키의 표면에 대한 x-y 평면에서의 마킹부의 정확한 위치를 컨트롤러(212)에 알려준다.

키의 방향이 설정되면 홀더(218)가 x축 선형레일을 따라 이동하면서 마킹부(222)의 바늘 밑의 위치로 키를 옮긴다. 마킹부(222)는 z축 선형레일(234)을 따라 내려가고 y축 선형레일(232)을 따라 이동하면서 마킹할 지점이나 영역 바로 위에 바늘을 두되, 키의 표면에서부터 적절한 수직 간격을 두고 위치시킨다. 피스톤에 의해 소정량의 마킹조성물이 마킹 지점에 배출되고, 키 표면에 부착되는 마킹조성물의 양은 키의 타입과 마킹할 영역과 특징부, 그리고 부착할 마킹조성물에 맞게 컨트롤러(212)에 의해 정해진다. 키 표면과 바늘의 수직 간격도 컨트롤러(212)에 의해 정해지는데, 마킹조성물의 양이 적절하게 특정 영역에 부착되도록 정해진다. 바늘에서 배출되는 마킹조성물은 연속적이므로, 배출된 양이 키의 표면에 접촉하여 그 표면적과 마킹조성물과 키 표면 사이의 인력에 의해 컨트롤러(212)에 의해 정해진 정확한 양이 키 표면에 부착되도록 함으로써, 지정된 영역 위에 연속적인 막이 생긴다. 연속 막으로서 측정된 양이 부착되기 때문에 XRD 분석법으로 하나 이상의 마커들의 감지와 농도 측정이 정확해진다.

마킹부는 키의 하나 이상의 표면이나 측면의 소정의 영역들이나 다수의 지점들을 마킹한다. x, y, z 선형레일들(228,232,234)k 회전축 수단(230)을 사용해, 마킹부(222)의 바늘은 소정량의 마킹조성물을 키 표면의 임의의 지점에 분배하기에 적절한 위치에 오도록 바늘과 키를 위치시킬 수 있다. 소정량의 마킹조성물의 양은 50㎕와 0.1㎕ 사이, 바람직하게는 10㎕와 1㎕ 사이에 있다.

마킹조성물이 키 표면의 소정 영역들 전부에 부착되면, 홀더(218)가 키를 컨베이어벨트(236)로 옮기고, 경화부(224)를 거쳐 출구 슬라이드(226)로 키가 이동한다. 경화부(224)에는 마킹조성물을 경화 및/또는 건조시키는 시스템(예; UV 램프, 히터, 팬)이 있어 키의 표면에 조성물을 접착시킨다. 마킹조성물을 경화시키는데 사용되는 시스템은 사용되는 조성물의 타입에 맞게 선택된다. 예를 들어, UV 램프를 필요로 하는 결합제로 열경화성 폴리머를 함유한 마킹조성물을 사용할 수 있고, 또는 용매의 증발을 통해 표면에 접착되는 다른 종류의 결합제를 함유한 마킹조성물의 경우 경화부(224)에 팬 및/또는 히터가 있을 수 있다. 한편, 부착한 뒤 단시간내에 키 표면에 접착되는 바인더를 함유한 마킹조성물의 경우에는 경화부가 불필요할 수 있다. 컨베이어벨트(236)를 통해 출구 슬라이드(226)를 향해 이동하면서 키가 경화된다.

도 3A는 객체에 국부적 마킹을 가하는 방법(300A)의 순서도이다. 이 방법에서는 객체의 마킹을 감지해 객체의 인증을 한다. 302 단계에서 컨트롤러에 유저입력을 제공해 마킹할 객체의 타입을 확인한다. 304 단계에서, 추가 유저입력을 제공해 마킹에 사용할 마킹조성물의 타입을 확인할 수도 있다. 마킹조성물에 하나 이상의 마커들이 있어, 다수의 마킹조성물들을 사용할 수 있고, 각각의 마킹조성물은 소정의 농도로 소정의 마커 집합을 갖는다. 306 단계에서, 마킹할 객체를 받고 방향감지부로 검사할 수 있도록 홀더로 쥔다. 308 단계에서, 홀더에 고정된 객체의 마킹부에 대한 방향을 방향감지부로 확인한다. 310 단계에서, 객체 및/또는 마킹부를 서로에 대해 소정의 위치와 방향으로 위치시켜, 마킹부가 객체 표면의 소정 영역에 마킹할 수 있도록 한다. 312 단계에서, 소정량의 마킹조성물을 객체 표면의 소정 영역에 부착한다. 특정 마킹조성물이 감지-식별될 수 있다. 또, 마킹조성물내 하나 이상의 마커들의 농도 및/또는 상대농도를 감지해 마킹조성물에 의해 암호화된 모든 정보를 (예컨대 객체인증을 위해) 판독할 수 있도록 한다. 314 단계에서, 310 및 312 단계가 소정 횟수 반복되고, 매번 객체 표면의 소정의 각각 다른 위치에 (같은 타입이나 다른 타입의) 마킹조성물을 부착할 수 있는 상대 위치와 방향에 객체 및/또는 마킹부가 위치하도록 한다.

도 3B는 객체의 국부적 마킹을 하는 방법(300B)의 순서도로서, 객체를 제대로 마킹했는지 확인하고 객체의 생산과정중의 결함을 확인하는데 이용한다. 이 방법은 도 3A의 방법(300A)과 비슷하므로 동일한 단계는 같은 번호로 표기하거 설명을 생략한다.

318 단계와 옵션단계인 316 및 320 단계가 전술한 302 내지 314 단계에 이어서 실행된다. 316 단계에서, 객체 표면의 소정 영역들에 부착된 마킹조성물이 경화나 건조되어, 객체에 대한 마킹조성물의 접착에 기여한다. 318 단계에서, 객체 표면의 하나 이상의 영역들에 부착된 하나 이상의 마킹조성물이 측정되고 이 영역들에서의 마커들의 농도 및/또는 상대농도를 측정해 식별된다. 마킹조성물을 식별하는 측정, 특히 마커들의 농도 및/또는 상대농도의 측정은 XRF 분석법으로 한다. 즉, 마킹조성물이 부착된 영역들을 X선이나 감마선 신호(즉, 1차방사선)로 조사하고, 이에 응답해 마커들이나 마킹조성물에 있는 다른 물질로부터 방출된 신호를 감지한다. 응답신호의 스펙트럼을 처리해 마커들과 객체에 존재할 수 있는 다른 물질의 농도 및/또는 상대농도를 결정하여, 객체 표면에 부착된 특정 마킹조성물을 식별한다. 객체로부터 도달하는 응답 XRF 신호는 방사선소스, 디텍터 및 객체표면의 기하학적 구성의 영향을 받을 수도 있다. 즉, 객체표면과 디텍터와 1차방사선의 소스 사이의 거리와 상대각도의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 측정결과도 객체의 생산중의 결함의 영향을 받아, 320 단계에서 생산중에 생기는 객체 표면의 변형이나 결함을 객체 표면의 마킹조성물의 측정 식별에 맞게 감지하고 확인할 수 있다. 특히, 디텍터나 분광계(예; XRF 분석기)에서 얻은 XRF 스펙트럼의 분석은 객체의 형상의 변화(예; 생산과정에서의 정전으로 인한 변형)의 영향을 받을 수 있다.

Claims (22)

1. 객체 표면의 소정 영역들에 마킹조성물을 부착해 객체를 마킹하는 시스템에 있어서:
   마킹할 객체 표면의 하나 이상의 국부적 소정 영역들에 소정량의 마킹조성물을 분배하는 마킹부;
   마킹부가 상기 소정 영역들에 마킹조성물을 분배할 수 있도록 마킹할 객체를 마킹부에 대한 하나 이상의 위치에 위치시키는 홀더;
   객체에 부착된 마킹조성물을 감지해, 객체에 제대로 마킹이 되었는지 확인하기 위한 판독부;
   마킹할 객체의 홀더에 대한 방향을 확인하는 방향감지부; 및
   홀더, 방향감지부 및 마킹부의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
   상기 판독부는 마킹조성물에서 방출된 전자기 신호를 감지하여 상기 소정 영역들의 마킹조성물을 확인하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
2. 제1항에 있어서, 2가지 이상의 타입의 객체들을 마킹하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 소정 영역들의 위치가 객체의 타입에 맞게 결정되는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 마킹시스템이 2가지 이상의 다른 마킹조성물들을 분배하고, 각각의 마킹조성물이 하나 이상의 마커를 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
5. 제4항에 있어서, 소정 영역들 각각에 분배되는 마킹조성물이 유저 입력 및/또는 마킹할 객체의 타입에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 시스템이 생산라인에서 다수의 객체들을 차례로 마킹하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
7. 제3항에 있어서, 상기 판독부가 객체의 형상의 변형을 식별하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 방향감지부가 기계식 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 방향감지부가 광센서나 레이저센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 홀더가 적어도 하나의 축 둘레로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 마킹부가 객체 표면에 마킹조성물을 분배하기 위한 분사시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 하나에 있어서, 객체에 부착된 마킹조성물을 경화나 건조시키는 경화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 전자기 신호가 1차 전자기 신호의 조사에 응답해 마킹조성물에서 방출되는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 판독부가 객체를 향해 X선이나 감마선 신호를 방출하는 이미터와, 이에 응답해 객체에서 방출된 응답 X선 신호를 감지하는 디텍터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 판독부가 디텍터에 의해 감지된 응답 X선 신호를 통해 생산라인의 결함을 식별하는 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
16. 제1항 내지 제14항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 객체가 키나 키블랭크인 것을 특징으로 하는 마킹시스템.
17. 마킹할 객체를 받아 홀더에 고정하는 단계;
    방향감지부에 의해 마킹할 객체의 마킹부에 대한 방향을 확인하는 단계;
    마킹할 객체의 표면의 소정 영역들 각각에 대응하는 상대 위치에 이 객체 및/또는 마킹부를 차례대로 위치시키는 단계;
    상기 소정 영역들에 소정량의 하나 이상의 마킹조성물을 분배하는 단계; 및
    마킹조성물에서 방출된 전자기 신호를 감지하여 상기 소정 영역들에 분배된 마킹조성물을 확인하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 마킹 방법.
18. 제17항에 있어서, 마킹할 객체의 타입과 객체를 받기 전에 사용할 마킹조성물을 표시하는 유저 입력을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 마킹 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 소정 영역들에 분배된 마킹조성물이 유저 입력 및/또는 마킹할 객체의 타입에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 객체 마킹 방법.
20. 제17항 내지 제19항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 소정 영역들에 분배된 마킹조성물을 확인하는 단계에서, 소정 영역들을 향해 X선이나 감마선 신호를 방출하고, 객체에서 방출된 응답 X선 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 객체 마킹 방법.
21. 제20항에 있어서, 디텍터가 감지한 응답신호에 의해 객체의 생산과정중의 결함을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 마킹 방법.
22. 제17항 내지 제21항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 소정 영역들에 분배된 마킹조성물을 경화나 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 마킹 방법.

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