更换机器

背景

找零机是一种用于将一种货币兑换成另一种货币的设备，通常是纸币兑换硬币。机器中的传感器检测送入其中的钞票类型，并将此信息传递给微处理器。然后处理器向硬币漏斗发送命令以分配适当的硬币。用于接受硬币和纸币的类似设备最初是为投币式娱乐和游戏设备而开发的，例如老虎机。这些设备演变成无需收银员即可快速分配适当零钱的机器。这些早期的机器类似于今天使用的设备，因为它们需要接受钞票并分配适当的硬币等价物。但是，它们在组件的复杂程度方面有所不同。例如，他们使用了一个简单的支付设备，例如一个装满硬币的长管，底部有一个螺线管。螺线管由缠绕在金属柱塞上的线圈组成，其作用就像一个百叶窗。当机器记录账单时，它会通过电磁线圈发送电脉冲，使其被磁化。一旦被磁化，柱塞就会移动，让硬币落入下面的收集室。另一个早期版本在装满硬币的漏斗下方使用旋转盘代替螺线管。磁盘会根据机器电子“大脑”发出的信号转动一个档位。此动作将允许适当的硬币落入收集区。这些原始设备很简单，但过去 30 年来电子技术的进步带来了显着的改进。今天，零钱机器非常复杂，微型计算机控制零钱的分配方式。现代找零机能够快速分配大量找零，同时仔细区分可接受的钞票与伪造或篡改的钞票。

设计

虽然对货币兑换设备的需求相对较高，但这些机器经久耐用且使用寿命长。事实上，一台零钱机器的平均寿命大约是 20 年。因此，市场仅限于美国和国外的一小部分公司。这些公司根据模块化组件设计他们的更换机器，以最好地满足客户的需求。每台机器中使用的特定组件可以变化以提供所需的功能。当制造商收到新机器的订单时，他们必须确定客户的要求并选择合适的组件来包括在内。虽然具体要求可能因机器而异，但基本要素是相似的。例如，对于打算将美元兑换成硬币的机器，必须考虑以下设计因素。

纸币/硬币输入

一个关键的考虑因素是机器需要接受的纸币和/或硬币的类型。这将影响机器中使用的传感器类型。大多数找零机都设计为接受 1 美元和 5 美元的钞票，尽管它们的传感器可以编程为接受任何面额。一些机器设计用于更换更大的硬币（1/4 硬币和 5 硬币）。在这种情况下，机器还必须配备硬币鉴别器。

支付

支付是用于描述机器分配的硬币的术语。硬币存放在机器内按面额分开的漏斗中。因此，机器需要支付的不同硬币的数量将决定机器中漏斗的数量。大多数机器需要三个料斗（用于四分之一、一角硬币和五分硬币）。但是，某些型号包含多达八个料斗。额外的容量可能有助于处理某些外币。除了漏斗的数量之外，与支付相关的其他考虑因素包括硬币的分配速度和硬币存储容量。对于需要快速支付的应用，可以使用每分钟最多可分配 500 个硬币的找零机。对于其他应用，更重要的是能够在不重新填充硬币料斗的情况下使用更长的时间。客户必须决定哪些功能是最需要的。

位置

机器的位置也很重要。有不同的尺寸和形状可供选择；较大的单元设计为独立式落地模型；较小的单元可以安装在墙上。这些壁挂式装置占用的空间很小，可以方便地与表面齐平安装。但是，它们的硬币容量和高级功能较少。落地机型更大更重，安全措施更好，功能更先进，出币量更高，容量更大。

安全

鉴于存储在这些机器中的大量资金，安全性是一个主要的设计考虑因素。机器必须坚固耐用以防止机械闯入，并且它们必须能够检测和拒绝假钞或被篡改的钞票。

组件

住房

更换机安装在一个由钢板制成的金属柜中，其尺寸根据客户的要求和成本而有所不同。外壳的侧壁可以由 7.9 英寸（2 毫米）厚的钢板制成，其中 11.8 英寸（3 毫米）厚的钢板用于折叠钢门。这些门可能配备双边缘以限制强行进入。所有机柜都配备了某种形式的锁定机制，并且警报通常内置于机柜中。一些装置安装在底座上，底座包括一个用于存储的锁定橱柜。橱柜有多种库存颜色可供选择，也可以定制喷漆，为客户提供特定的饰面。这些机柜甚至可以配置为适合户外操作。一家制造商甚至提供了一种配备加热器和通风机的型号，以在户外使用时防止钞票受潮。机柜内还装有换钞机的电源。这些机器采用交流电 (AC) 供电，可以插入普通插座，也可以硬接线到位。

输入传感器

为了让机器正常运行，它必须能够识别要找零的纸币或硬币。为实现这一目标，机器配备了输入传感器，可确定输入物品的身份。对于纸币，当钞票被插入时，一组发光二极管 (LED) 被用来照亮钞票。光学传感器分析从钞票表面反射的光以确定其面额。先进的电子设备和软件使传感器能够区分磨损严重或破损的钞票和假钞。这些系统很容易编程，允许用户教机器识别新钞票。另一方面，硬币需要更复杂的识别技术，因为传感器无法像纸币那样读取金属表面。相反，硬币识别是通过测量金属硬币的电磁特性及其物理特性（例如重量和/或直径）来完成的。当硬币进入输入槽时，它会沿着滑槽滚下，直到到达两个钩形平衡臂。这些臂的设计使得正确重量的硬币将压下右臂足以移动左侧的配重。然后硬币可以通过正确的手臂并移动 换机机构的横截面。 再往下滑道。硬币还必须具有正确的直径才能继续。太窄的硬币会滑下出口通道并被拒绝。大小和重量合适的硬币将继续沿着滑槽向下移动，直到它们通过强大的磁场。如果硬币是假的并且铁含量太高，磁铁会抓住它并将其从拒绝槽中排出。如果硬币是真的，它会以一定的速度继续沿着槽口向下移动，这将使它能够跳过拒绝销钉。释放机构发出信号让机器继续前进。

票据运输和存储

钞票输入槽装有小型电动滚轮，可将钞票向前拉。一旦纸币被放置在插槽入口处，滚轮就会被激活。如果传感器拒绝了钞票，滚轮就会反转方向并将其吐出。如果钞票被接受为有效，滚轮将其拉入机器内并将其送入堆叠室。堆叠室是一个安全区域，可将所有现金整齐地堆放，直到操作员清空为止。由于它们的重量，硬币更容易运输。当硬币放入机器中时，它基本上会从轴上掉下来，从而将其导向硬币鉴别器。一旦硬币被接受，它就被允许落入一个储物箱。

硬币存储

硬币存放在机器内部的金属漏斗中；硬币总容量因型号而异，但高端机器最多可容纳 12,000 个硬币。可通过机器顶部的门进入这些料斗。这种设计最大限度地提高了机器的硬币容量，并允许在不打开任何主面板的情况下添加硬币。

硬币分配器/支付设备

硬币的支付由微处理器控制。处理器以电子脉冲的形式向支付设备发出信号。这些脉冲激活一个旋转的传送带，该传送带从料斗的底部到顶部以循环方式运行。腰带上有小叶片，用作硬币的勺子。当皮带绕着环行进时，它会穿过漏斗底部的硬币堆。合适的硬币被这些突出的叶片捕获并被移动到漏斗的顶部。在料斗的顶部，传送带到达轨道的末端并返回。这会导致硬币从皮带上掉下来并落入分配室。这种类型的支付设备每分钟最多可以分配 500 个硬币。

显示/控制功能

所有找零机功能都由微处理器控制，微处理器从输入传感器接收信息并将指令转发给支付设备。计算机还控制显示信息，例如用户说明和错误消息。一些简单的机器只配备了一个指示灯，当任何一个料斗几乎是空的时候它就会熄灭。更高级的型号配备了 40 个字符的液晶显示 (LCD) 面板，可为用户提供更多信息，包括但不限于分步说明。有些型号甚至允许用户选择要分配的硬币组合，并提供多种语言的使用说明。此外，这些先进的型号具有先进的机载计算机控制，具有广泛的审计设施。或者，可以将审核打印机连接到机器以下载和打印完整的诊断配置文件或所有审核信息的摘要。其他高级控制功能包括内置防盗报警器和定制照明阵列。

制造
过程

计算机辅助设计 (CAD)

• 1 制造过程的第一步是根据客户的要求设计机器。由于每个客户的要求略有不同，每台机器都是定制的。上面列出的设计因素是与客户讨论的，以优化性能。设计完成后，将从适当的供应商处订购必要的组件。 CAD 程序用于确定组件的布局以及机柜的尺寸和形状。

橱柜制作

• 2 将最终设计信息发送到 CNC 金属切割机，将钢板切割成合适的尺寸。根据需要对这些部件进行底漆和涂漆。在此阶段，它们可能被拧紧或焊接到位。

组件组装

• 3 各种电子和机械部件安装在半自动化装配线上的机柜中。每个部件都被焊接、拧紧、螺栓连接或夹到位。这个组装过程部分由三到六个人手工完成。在最大产能下，每月可生产约 100 台机器。

质量控制测试

• 4 组装完成后，每台机器都插上电源进行测试。加载软件并测试机器以确保所有组件正常工作。届时如果客户有任何特殊要求，可以检查附加编程。然后将机器装箱并准备运输。

副产品/废物

更换机器的制造过程几乎不会产生任何废料。在机柜的制造过程中会产生一些废钢，但通过计算机设计和高效的自动切割设备可以最大限度地减少废钢。很少有浪费的组件，因为在运送到更换机器制造商之前，它们会在电子供应商处进行检查。

未来

技术的新发展正在改变变革机器的未来。传感器和钞票移动技术的改进使许多自动售货机可以直接接受纸币。由于需要更少的独立机器来产生变化，这一进步可能会影响变化机器行业。影响该设备未来的另一个主要因素是电子货币的出现。未来的零钱机器将需要先进的计算机连接以电子方式跟踪借记和贷记。影响变革机器未来的第三个因素是未来变革机器可能带来的不仅仅是变革。一些自动柜员机 (ATM) 已经能够处理电影票。最后，新一代自动硬币分拣机正在使用找零机技术。这些设备接受大量零钱，以每分钟 600 个的速度计算硬币，并为现金发放积分。