両替機

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背景

両替機は、ある形式のお金を別の形式に交換するために使用されるデバイスであり、通常は紙幣を硬貨に交換します。マシンのセンサーは、マシンに送られる請求書のタイプを検出し、この情報をマイクロプロセッサーに中継します。次に、プロセッサはコマンドをコインホッパーに送信して適切なコインをディスペンスします。コインや紙幣を受け入れるための同様のデバイスは、もともと、スロットマシンなどのコイン式のアミューズメントやゲームデバイスで使用するために開発されました。これらのデバイスは、レジ係を必要とせずに適切な変更をすばやくディスペンスできるマシンに進化しました。これらの初期の機械は、紙幣を受け取り、適切な硬貨に相当するものを分配する必要があるという点で、今日使用されている装置と似ていました。ただし、コンポーネントの洗練度は異なります。たとえば、彼らは、底にソレノイドが配置されたコインでいっぱいの長いチューブなどの単純な支払い装置を使用しました。金属製のプランジャーに巻き付けられたワイヤーのコイルで構成されるソレノイドは、シャッターのように機能しました。機械が請求書にログインすると、ソレノイドコイルを介して電気のパルスが送信され、磁化されました。磁化されると、プランジャーが動き、コインが下の収集チャンバーに落下します。別の初期のバージョンでは、ソレノイドの代わりにコインで満たされたホッパーの下に回転ディスクを使用していました。ディスクは、マシンの電子的な「頭脳」からの信号に応答して1ノッチ回転します。このアクションにより、適切なコインを収集エリアに入れることができます。これらのオリジナルのデバイスはシンプルでしたが、過去30年間の電子機器の進歩により、大幅な改善が見られました。今日、両替機は非常に洗練されており、マイクロコンピューターが両替機の分配方法を制御しています。最新の両替機は、容認できる紙幣を偽造または改ざんされた紙幣と慎重に区別しながら、大量の両替機を迅速に分配することができます。

デザイン

両替装置の需要は比較的高いですが、これらの機械は耐久性があり、長持ちします。実際、両替機の平均寿命は約20年です。したがって、市場は米国および海外の少数の企業グループに限定されています。これらの企業は、顧客のニーズに最適なモジュラーコンポーネントに基づいて両替機を設計しています。各マシンで使用される特定のコンポーネントは、必要な機能を提供するために変更できます。メーカーは新しいマシンの注文を受け取ったときに、顧客の要件を決定し、含める適切なコンポーネントを選択する必要があります。特定の要件はマシンごとに異なる場合がありますが、基本的な要素は類似しています。たとえば、米ドルを硬貨に変換することを目的としたマシンの場合、次の設計要素を考慮する必要があります。

請求書/コイン入力

重要な考慮事項の1つは、マシンが受け入れる必要のある請求書やコインの種類です。これは、マシンで使用されているセンサーのタイプに影響を与えます。ほとんどの両替機は1ドルと5ドルの紙幣を受け入れるように設計されていますが、センサーは任意の金種を受け入れるようにプログラムできます。一部のマシンは、より大きなコイン（10セント硬貨とニッケルの4分の1）を交換するように設計されています。この場合、マシンにはコインディスクリミネーターも装備する必要があります。

支払い

ペイアウトは、マシンによってディスペンスされたコインを説明するために使用される用語です。コインは、金種ごとに分けられたホッパー内のマシン内に保管されます。したがって、マシンが支払う必要のあるさまざまなコインの数によって、マシン内のホッパーの数が決まります。ほとんどのマシンには3つのホッパーが必要です（クォーター、ダイム、ニッケル用）。ただし、一部のモデルには最大8つのホッパーが組み込まれています。追加の容量は、特定の外貨を処理するのに役立つ場合があります。ホッパーの数に加えて、支払いに関連する他の考慮事項には、コインが分配される速度とコインの保管容量が含まれます。迅速な支払いが必要なアプリケーションでは、毎分最大500コインをディスペンスできる両替機を利用できます。他のアプリケーションでは、コインホッパーを補充せずに長期間移動できることがより重要です。お客様は、どの機能が最も望ましいかを決定する必要があります。

場所

機械の位置も重要です。さまざまなサイズと形状が利用可能です。大型ユニットは自立型フロアモデルとして設計されています。小さなユニットを壁に取り付けることができます。これらの壁に取り付けられたユニットはほとんどスペースをとらず、表面と同じ高さに簡単に設置できます。ただし、コインの保持能力は低く、高度な機能も少なくなっています。フロアモデルはより大きく、より重く、より優れたセキュリティ対策、より高度な機能、より高いコイン出力、およびより大きな容量を備えています。

セキュリティ

これらのマシンに多額のお金が蓄えられていることを考えると、セキュリティは設計上の主要な考慮事項です。機械は、機械的な侵入を防ぐためにしっかりと構築されている必要があり、偽造紙幣や改ざんされた紙幣を検出して拒否できる必要があります。

コンポーネント

住宅

両替機は鋼板製の金属製キャビネットに収納されており、その寸法はお客様のご要望やコストにより異なります。ハウジングの側壁は、厚さ7.9インチ（2mm）の鋼板と、折りたたまれた鋼製ドアに使用される11.8インチ（3mm）の鋼板で構成できます。これらのドアには、強制的な侵入を制限するために二重のエッジが装備されている場合があります。すべてのキャビネットには何らかの形のロック機構が装備されており、通常、アラームはキャビネットに組み込まれています。一部のユニットは、保管用のロッキング戸棚を含むベーススタンドに取り付けられています。キャビネットはさまざまなストックカラーで利用できます。または、顧客に特定の仕上げを提供するためにカスタムペイントすることもできます。これらのキャビネットは、屋外での操作に適した構成にすることもできます。あるメーカーは、屋外で使用するときに紙幣を湿気から保護するために、ヒーターとベンチレーターを備えたモデルを提供しています。キャビネットには、ビルチェンジャー用の電源も収納されています。これらのマシンは交流（AC）電源で動作し、通常のコンセントに接続することも、所定の位置に配線することもできます。

入力センサー

機械が適切に動作するためには、変更の元となる紙幣または硬貨を認識できる必要があります。これを実現するために、マシンには入力センサーが装備されており、入力されるアイテムのIDを判別します。紙幣の場合、発光ダイオード（LED）のクラスターを使用して、紙幣が挿入されたときに紙幣に光を当てます。光学センサーは、紙幣の表面で反射した光を分析して、紙幣の金種を決定します。洗練された電子機器とソフトウェアにより、センサーはひどく摩耗した紙幣や破れた紙幣を偽造紙幣と区別することができます。これらのシステムは簡単にプログラムできるので、ユーザーは新しい請求書を認識するようにマシンに教えることができます。一方、コインは、センサーが紙幣のように金属表面を読み取ることができないため、より複雑な識別技術を必要とします。代わりに、コインの識別は、金属コインの電磁特性、および重量や直径などの物理的特性を測定することによって行われます。コインが入力スロットに入ると、2つのフック型のバランスアームに到達するまでシュートをロールダウンします。これらのアームは、正しい重さのコインが右腕を押し下げて、左のカウンターウェイトを動かすことができるように設計されています。その後、コインは正しい腕を越えて移動し、移動することができます 両替機のメカニズムの断面図。 シュートをさらに下る。コインはまた、続行するために正しい直径を持っている必要があります。狭すぎるコインは出口チャネルを滑り落ち、拒否されます。適切なサイズと重量のコインは、強力な磁場を通過するまでシュートを下に移動し続けます。コインが偽物で鉄分が多すぎる場合、磁石がそれをつかみ、リジェクトスロットから渡します。コインが本物である場合、それは特定の速度でスロットを下り続け、それによりそれはリジェクターピンを飛び越えることができます。リリースメカニズムは、マシンに続行するように信号を送ります。

請求書の輸送と保管

手形入力スロットには、手形を前方に引っ張るための小さな電動ローラーが装備されています。スロット入口に紙幣が置かれるとすぐにローラーが作動します。センサーが請求書を拒否した場合、ローラーは方向を逆にして吐き出します。請求書が有効であると認められると、ローラーがそれを機械の内部に引き込み、スタッキングチャンバーに送ります。スタッキングチャンバーは、オペレーターが物理的に空になるまですべての現金をきちんと積み重ねて保持する安全な領域です。硬貨は重量があるため、輸送が簡単です。コインがマシンに配置されると、それは本質的にシャフトから落下し、それがコインディスクリミネーターにつながります。コインが受け入れられると、それは収納箱に落ちることができます。

コイン収納

コインは機械の内部の金属ホッパーに保管されます。コインの総容量はモデルによって異なりますが、ハイエンドのマシンは最大12,000枚のコインを保持できます。これらのホッパーへのアクセスは、機械の上部にあるドアを介して行われます。この設計により、マシンのコイン容量が最大化され、メインパネルを開かずにコインを追加できるようになります。

コインディスペンサー/ペイアウトデバイス

コインの支払いはマイクロプロセッサによって制御されます。プロセッサは、電子パルスの形でペイアウトデバイスに信号を発行します。これらのパルスは、ホッパーの下部から上部にループ状に移動する回転コンベヤーベルトをアクティブにします。ベルトには、コインのスクープとして機能する小さなフライトがあります。ベルトがループの周りを移動すると、ホッパーの下部にあるコインの山を通過します。適切なコインはこれらの突き出たフライトで捕らえられ、ホッパーの上部に移動されます。ホッパーの上部で、ベルトはトラックの端に到達し、下に戻ります。これにより、コインがベルトから落下し、ディスペンシングチャンバーに落下します。このタイプのペイアウトデバイスは、1分あたり最大500コインをディスペンスできます。

表示/制御機能

すべての両替機の機能はマイクロプロセッサによって制御されます。マイクロプロセッサは入力センサーから情報を受け取り、支払いデバイスに命令を中継します。コンピュータは、ユーザーの指示やエラーメッセージなどの表示情報も制御します。一部の単純な機械には、ホッパーがほとんど空になると消灯するインジケーターライトのみが装備されています。より高度なモデルは、40文字の液晶ディスプレイ（LCD）パネルを照らし、ユーザーにステップバイステップの説明を含むがこれに限定されない追加情報を提供します。一部のモデルでは、ユーザーがディスペンスするコインの組み合わせを選択し、複数の言語で使用方法を説明することもできます。さらに、これらの高度なモデルには、広範な監査機能を備えた高度なオンボードコンピューター制御があります。オプションで、監査プリンターをマシンに接続して、完全な診断プロファイルまたはすべての監査情報の要約をダウンロードして印刷できます。その他の高度な制御機能には、組み込みの盗難警報機やカスタマイズされた照明アレイが含まれます。

製造
プロセス

コンピューター支援設計（CAD）

• 1製造プロセスの最初のステップは、顧客の要件に基づいて機械を設計することです。すべての顧客の要件はわずかに異なるため、各マシンはカスタムビルドされています。上記の設計要素は、パフォーマンスを最適化するためにお客様と話し合います。設計が完成したら、必要なコンポーネントを適切なベンダーに注文します。 CADプログラムを使用して、コンポーネントのレイアウトとキャビネットのサイズと形状を決定します。

キャビネットの製造

• 2最終的な設計情報は、CNC金属切断機に送信されます。CNC金属切断機は、鋼板を適切なサイズに切断します。これらの部品は、必要に応じて下塗りおよび塗装されます。この段階で、ネジ止めまたは溶接することができます。

コンポーネントアセンブリ

• 3さまざまな電子部品および機械部品が、部分的に自動化された組立ラインのキャビネットに取り付けられています。各部品は、所定の位置に溶接、ねじ込み、ボルト締め、またはクリップで固定されます。この組み立てプロセスの一部は、3〜6人が手作業で行います。最大容量で、月に約100台の機械を作ることができます。

品質管理テスト

• 4組み立てが完了したら、各マシンを接続してテストします。ソフトウェアがロードされ、マシンがテストされて、すべてのコンポーネントが正しく機能していることを確認します。その際、お客様に特別なご要望がございましたら、追加のプログラミングをご確認いただけます。その後、機械は木枠に入れられ、出荷の準備が整います。

副産物/廃棄物

両替機の製造工程では、廃棄物はほとんど発生しません。キャビネットの製造中に一部のスクラップ鋼が生成されますが、これはコンピューター設計と効率的な自動切断装置によって最小限に抑えられます。両替機メーカーに出荷する前に電子機器ベンダーでチェックされるため、無駄なコンポーネントはほとんどありません。

未来

技術の新しい開発は、両替機の未来を変えています。センサーと紙幣移動技術の改善により、多くの自動販売機が紙幣を直接受け取ることができるようになりました。この進歩は、変更を生成するために必要な自立型マシンの数を減らすことにより、変更マシン業界に影響を与える可能性があります。この機器の将来に影響を与えるもう1つの主要な要因は、電子ベースのお金の出現です。将来の両替機では、借方と貸方を電子的に追跡するための高度なコンピューターリンケージが必要になります。両替機の将来に影響を与える第3の要因は、将来の両替機が単なる変更以上のものを提供する可能性があることです。すでに、一部の現金自動預け払い機（ATM）は、映画のチケットを配ることができます。最後に、両替機の技術は、新世代の自動コイン選別機で使用されています。これらのデバイスは、大量の緩い変更を受け入れ、1分あたり600のレートでコインをカウントし、現金のクレジットを発行します。