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Die
Erfindung betrifft eine Münzhandhabungsmaschine
nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine
derartige Münzhandhabungsmaschine ist
aus
WO 85/05478 A1 bekannt.
Die bekannte Münzhandhabungsmaschine
hat eine geradlinige Sortierstrecke mit daran hintereinander angeordneten
Sortierstationen. Ein Umlenkmechanismus ist vor den Sortierstationen
angeordnet und bewegt bei Auslösung
Münzen
seitlich aus der Münzenstrecke heraus,
so dass so herausbewegte Münzen
durch ihre seitliche Verschiebung mit einer Seite nicht mehr auf
einer nachfolgenden Führungskante
aufliegen können
und dadurch in eine Aussortieröffnung
fallen.
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US-Patent 5 295 899 offenbart
einen Münzsortierer
mit einer rotierenden Zuführscheibe,
die den Boden eines Münztrichters
bildet, und mit einer festen Sortierplatte auf einer Seite der Zuführscheibe. Die
Sortierplatte umfaßt
eine kreisförmige
Sortierstrecke, die an einem Punkt angrenzend an den Umfang der
Zuführscheibe
beginnt. Die Sortierplatte enthält
eine Folge von beabstandeten Sortieröffnungen, von denen jede für eine bestimmte
Münznenngröße bemessen
sein kann. Eine zweite rotierende Scheibe weist eine Folge von nachgiebigen
Fingern auf, die von ihrer Unterseite nach unten reichen. Die zweite Scheibe
ist oberhalb und eng benachbart zu der Oberfläche der Sortierplatte montiert.
Die Finger überdecken
die Oberfläche
der Zuführscheibe
teilweise. Münzen,
die in den Trichter eingebracht sind, werden in eine einzelne Reihe
und eine einzelne Lage gebracht, und die einzelne Münzreihe
wird dann durch die flexiblen Finger von der Zuführscheibe zu der Sortierstrecke
gebracht, wo die Münzen nach
Größe sortiert
und gezählt
werden, wenn sie die Sortieröffnungen
passieren.
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Eine ähnliche
Münzhandhabungsmaschine ist
aus
DE 7820051 U1 bekannt,
bei der die Münzen entlang
einer kreisförmigen
Sortierstrecke auf einer runden Sortierplatte transportiert werden,
indem sie von einer darüberliegenden
Platte, die mit nach unten ragenden Bürsten versehen ist, angetrieben
werden. Zwar wird durch die kreisförmige Sortierstrecke eine höhere Sortiergeschwindigkeit
möglich,
andererseits sind die beiden in diesem Abschnitt beschriebenen Münzhandhabungsmaschinen
nicht dazu in der Lage, Münzen,
die nicht in den Bereich der erwarteten Nenngrößen fallen, richtig zu handhaben.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Münzhandhabungsvorrichtung
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass unter Beibehaltung
der Möglichkeit,
Münzen,
die nicht zu den erwarteten und damit zu sortierenden Münzen gehören, auszusortieren,
einen schnellen und sicheren Sortiervorgang zu ermöglichen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff. Vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Die
vorhergehenden und andere Eigenschaften und Vorteile werden in der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, in der
auf die zugehörigen
Zeichnungen Bezug genommen wird, die eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung darstellen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht der Funktionselemente eines Münzsortierers,
der die vorliegende Erfindung beinhaltet;
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2 ist
eine Teilseitenansicht der Sortierstrecke des Münz sortierers aus 1 in
vertikalem Schnitt;
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3 ist
eine Draufsicht auf einen Bereich des Münzsortierers, der die vorliegende
Erfindung beinhaltet;
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4, 5 und 6 sind
perspektivische Ansichten des Münzsortierers,
die Betriebsweise der Erfindung zum Zurückweisen und Passierenlassen von
Münzen
darstellen;
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7 ist
eine Unteransicht eines Bereichs des Münzsortierers aus 3;
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8 und 9 sind
perspektivische Ansichten eines keramischen Einsatzes, der in die Oberfläche der
Sortierstrecke am Ort der Induktionsspule eingesetzt ist;
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10 ist
ein Blockdiagramm eines Elements eines Mikroprozessors, der zum
Ausführen der
Erfindung verwendet wird;
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11 ist
ein Flußdiagramm,
das die Auswahl des Betriebsmodus des Mikroprozessors zeigt;
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12A und B sind Flußdiagramme, die den normale
Betriebsmodus des Mikroprozessors zum Akzeptieren und Zurückweisen
von Münzen
zeigen;
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13 ist
ein Flußdiagramm,
das die automatische Anpassung der Münzkalibration während des
normalen Betriebsmodus zeigt;
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14A und B sind Flußdiagramme, die die Kalibrations-Betriebsmodus
des Mikroprozessors illustrieren;
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15 ist
ein Flußdiagramm,
das die Bestimmung einer unbrauchbaren Kalibrations-Betriebsmodus
zeigt;
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16 ist
ein Zeitdiagramm, das die Funktion der Sensorspule und des Kodierers
zeigt, die in der Erfindung verwendet werden; und
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17 ist
ein Diagramm, das die Einstellung der Akzeptanzbereiche von Münzen illustriert.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird die Erfindung eingesetzt in
einem Zwei-Scheiben-Münzsortierer
dargestellt, wie er in
US-Patent
5 295 899 dargestellt und beschrieben ist, deren Offenbarung
durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Der Münzsortierer hat einen Trichter
10,
dessen Boden durch eine rotierende Zuführscheibe
11 gebildet ist.
Angrenzend an die Zuführscheibe
11 ist
eine Sortierplatte
12 mit ihrer Oberfläche im wesentlichen in der
gleichen Ebene wie die Oberfläche
der Zuführscheibe
11 angeordnet.
Die Sortierplatte
12 ist im wesentlichen kreisförmig, außer daß sie einen
Einschnitt
13 an ihrem Umfang hat, um Raum für den kreisförmigen Umfang
der Zuführscheibe
11 zu
geben, wie insbesondere in
3 gezeigt
ist.
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Die
Sortierplatte 12 enthält
eine Sortierstrecke 14, die durch einen aufrecht stehenden
Umfangsrand 15, eine gekrümmte Wand 16, die
dem Rand 15 vorausgeht, und einen Münzpunkt 17 definiert
ist, der eine gekrümmte,
aufrecht stehende Wandfläche 18 hat.
Der Rand 15, die Wand 16 und die aufrechte Wandfläche 18 liegen
alle im wesentlichen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt der Mittelpunkt
der Sortierplatte 12 ist.
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Eine
zweite rotierende Scheibe 20 hat innere und äußere Reihen
von Fingern 21a und 21b, die radial angeordnet
sind und in Umfangsrichtung beabstandet sind. Die Finger 21a und 21b erstrecken
sich von der Unterseite der Scheibe 20 nach unten. Die Finger 21a und 21b sind
aus Gummi oder anderem Elastomermaterial, wie etwa Polyurethan mit
einer Shore-A-Härte
von 75, herge stellt. Wie insbesondere in 2 dargestellt,
reicht jeder Finger 21 nach unten bis nahe an die Oberfläche 22 der
Sortierplatte 12. Der Abstand zwischen den Fingern 21 und
der Oberfläche 22 ist
geringer als die Dicke der dünnsten
zu sortierenden Münze.
Die äußere Reihe
von Fingern 21a streicht über einen Bereich der Oberfläche der Zufuhrscheibe 11,
wo die Umfänge
beider Scheiben sich überlappen.
Die Seiten des Trichters 10 sind offen, um den hineinreichenden
Umfang der nachgiebigen Scheibe 20 aufzunehmen.
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Die
Sortierstrecke 14 enthält
eine Folge von Öffnungen 25a, 25b,
etc.. Jede Öffnung 25 hat
eine größere Breite
als die vorhergehende Öffnung.
Die Öffnungen 25 sind
so bemessen, daß eine
schmale Lippe 26 zwischen der radial äußeren Kante der Öffnung 25 und
dem Rand 15 vorhanden ist. Die radial innere Seite einer Öffnung 25 hat
einen Abstand zu dem Rand 15, der gerade etwas größer als
der Durchmesser der Münze
ist, die durch diese bestimmte Öffnung
sortiert werden soll.
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Wie
bekannt, ist jeder Öffnung 25 ein
Mechanismus zum Zählen
von Münzen,
die durch die Öffnung
fallen, zugeordnet. Zum Beispiel kann die Öffnung eine Lichtquelle (nicht
gezeigt) und einen optoelektronischen Sensor (nicht gezeigt) aufweisen,
die so angeordnet sind, daß der
Lichtweg von der Lichtquelle zu der zugehörigen Fotozelle sich gerade
unterhalb und entlang eines wesentlichen Teils der Länge der Öffnung 25 erstreckt.
Der Durchgang einer Münze
durch eine Öffnung 25 unterbricht
den Lichtstrahl und kann an der Fotozelle registriert werden, wodurch
für jede
sortierte Münze
einer bestimmten Nenngröße ein Signal
geliefert wird. Die Signale können
zu Zählern
geleitet werden, die in der Technik wohlbekannt sind.
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Am Übergang
zwischen der gekrümmten Wand 16 und
dem Ende des Randes 15 ist ein Münzumlenkmechanismus angeordnet.
Der Münzumlenkmechanismus
hat die Form einer Welle 30 eines Rotationssolenoids 31,
die eine Kerbe 32 an ihrem oberen Ende hat. Die Welle 30 ist
in einem Bogen von 90° durch
den Solenoid 31 drehbar. Die Welle 30 kann eine
Stellung, wie beispielsweise in 3 und 4 dargestellt,
einnehmen, in der die Kerbe 32 eine Fortsetzung der Strecke
bildet, und die Welle 30 kann eine zweite Position einnehmen,
die zum Beispiel in 5 gezeigt ist und in der die
Welle in die Strecke hineinragt und Münzen weg von dem Rand 15 ablenkt.
Der Solenoid 31 ist vom Einrasttyp (Latching type), der
gepulst werden muß,
um seinen Zustand zu ändern.
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Münzen, die
durch die Welle 30 von dem Rand 15 abgelenkt werden,
werden durch die Finger 21a und 21b der rotierenden
Scheibe 20 zu einer Aussortier-Vertiefung 33 bewegt,
die zu einer Öffnung 34 führt, die
mit einem Sammelpunkt (nicht gezeigt) für aussortierte Münzen verbunden
ist. Die Vertiefung 33 hat eine horizontale Oberfläche 35 am
Fuß einer
aufrechten Wand 36, die von der Strecke zu der Öffnung 34 führt. Eine
geneigte Fläche 37 in
der Vertiefung 33 reicht von der Oberfläche 22 der Sortierscheibe 12 nach
unten bis auf die Höhe
der horizontalen Oberfläche 35.
Münzen,
die durch die Welle 30 weg von dem Rand 15 gelenkt
sind, treffen auf die Wand 36 und werden zu der Öffnung 34 geführt. Solchen
Münzen
werden daher nicht zu den Sortieröffnungen 24 weitergeleitet.
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Der
Betrieb des Rotationssolenoids 31 wird durch ein Münzerkennungssystem
gesteuert, das eine Induktionsspule 40, die unterhalb der
Strecke montiert ist, einen optoelektronischen Eintrittssensor 41,
der der Spule 40 vorangeht, und einen Rotationskodierer 42 enthält, der
eine gummibeschichtete Welle 43 hat, die an einer Antriebsnabe 44 angreift,
an der die rotierende Scheibe 20 gehalten ist. Der Kodierer 42 wird
dazu verwendet, um die Bewegung einer Münze zu verfolgen. Vorzugsweise
erzeugt der Kodierer wenigstens 1.000 Pulse pro Umdrehung. Die resultierende
Auflösung
durch die Antriebsübertragung
ist 1 Puls pro 0,002'' (0,051 mm) Münzbewegung über der
Spule 40. Der Eintrittssensor 41 besteht vorzugsweise
aus einem Infrarot-Sender/Empfänger-Paar.
Die vordere Kante einer Münze
unterbricht den schmalen Lichtstrahl des Sensors 41, um einen
noch zu beschreibenden Abtastvorgang einzuleiten. Der Lichtstrahl
des Eintrittssensors 41 ist in 4 bis 6 in
stilisierter Form zu Illustrationszwecken dargestellt. Der Eintrittssensor 41 reicht durch
eine Öffnung
in der Wand 16.
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Die
Wand 16, die Aussortier-Vertiefung 33 und die
aufrechte Wand 36 der Vertiefung sind in einem Einsatz 45 gebildet,
der die Oberfläche
der Sortierplatte 12 über
der Induktionsspule 40 definiert. Der Einsatz 45 ist
vorzugsweise aus einem nicht leitfähigen, nicht metallischen Keramikmaterial,
wie etwa Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid, oder aus einem Kunststoffmaterial
hergestellt.
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Die
Induktionsspule 40 kann zum Beispiel ein Modell IWRM 30 U9501
oder ein äquivalenter
linealer Induktionssensor sein, der von Baumer Electric Ltd., Southington,
CT, erhältlich
ist. Die Spule 40 erzeugt ein Gleichstrom-Analogspannungssignal, das
proportional zum Abstand des dämpfenden
Ziels ist. Für
dieses spezielle Sensormodell variiert die Ausgabe zwischen 1 und
9 Volt bei einem Betriebsabstandsbereich zwischen 5 und 10 mm von der
Zielmünze.
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Die
Ausgabespannung der Spule 40 wird stark beeinflußt durch
die Wirbelströme,
die innerhalb der Zielmünze
abhängig
von dem Material, der Dicke, dem Durchmesser, und der Position über der Stirnfläche der
Spule 40 erzeugt werden. Für jedes gegebene Münzenmaterial
sinkt die Sensorausgabespannung mit wachsender Fläche oder
Dicke ab. Für einen
gegebenen Durchmesser oder eine gegebene Dicke haben Aluminiumlegierungen
den geringsten Einfluß auf
die Sensorausgaben, während
Eisenlegierungen die größten Spannungsreduktionen
verursachen.
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Die
Induktionsspule 40 ist an einem Befestigungsblock 47 angebracht,
der mit der Unterseite des Einsatzes 45 verbunden ist.
Die Stirnfläche
der Spule 40 ist in einer Vertiefung 48 des Einsatzes 45 aufgenommen.
Die Position des Befestigungsblocks 47 ist vertikal und
radial nach innen und außen
von der aufrechten Wand 16 einstellbar, um so eine Positionierung
der Spule 40 in einer optimalen Lage für die Münzmischung, die von der Spule
untersucht werden soll, zu ermöglichen.
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Im
Gesamtbetrieb beginnt eine Sequenz von Abtastungen der Induktionsspule 40,
wenn der Eintrittsauslösesensor 41 die
Vorderkante einer Münze erfaßt, in vorgegebenen
Schritten von Münzpositionen,
die durch den Kodierer 42 angezeigt werden. Die Ausgabespannungen
der Spule 40 sind eine Funktion der Münzengeometrie und der Materialeigenschaften.
Die Signale werden von einem Mikroprozessor verarbeitet und einer
12 Bit Analog/Digital-Wandlung unterzogen, nach der gesamte Spannungsbereich
durch 4.096 diskrete Punkte definiert ist. Wenn eine Münze als
Bestandteil eines programmierten Satzes von akzeptablen Nenngrößen identifiziert
ist, stellt das System sicher, daß die Münze die Umlenkwelle 30 passieren
kann. Wenn die Münze nicht
akzeptiert wird, wird die Umlenkwelle 30 gedreht, um die
Münze fort
von der Bezugskante zu leiten, die durch den Rand 15 definiert
ist, und zu der Aussortier-Vertiefung 33 zu leiten, so
daß die
Münze schließlich durch
die Aussortier-Öffnung 34 fällt.
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Die 4 bis 6 illustrieren
den Durchgang von zwei Münzen
vorbei an der Spule 40. Die erste Münze ist unakzeptabel und wird
von dem Rand 15 weggelenkt (5), um die
Wand 36 der Vertiefung 33 zu berühren, die
die Münze
zu der Aussortier-Öffnung 34 (6)
leitet. Die zweite Münze
ist akzeptabel und wird von dem Rand 16 nicht weggelenkt.
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Das
Steuersystem stellt zwei separate Akzeptanzbereiche für jede Öffnung 25 bereit,
um Situationen zu gestatten, in denen Münzen der gleichen Nenngröße aus Münzrohlingen
aus verschiedenen Legierungen geprägt sind.
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Der
Mikroprozessor enthält
einen gespeicherten Satz von Instruk tionen zur Ausführung des normalen
Betriebsmodus der Münzerfassung
und -akzeptanz oder -zurückweisung.
Die gespeicherten Instruktionen stellen auch (i) eine Kalibration
des Systems durch Verarbeiten einer Testmenge von akzeptablen Münzen, (ii)
eine Benutzereinstellung des Signalbereichs, der eine Akzeptierung
einer Münze begründet, und
(iii) eine automatische Einstellung (Anpassung) des Akzeptanzbereichs
bereit, um Einflüsse
durch Verschmutzungen, Abnutzungen und Prägetoleranzen zu kompensieren.
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Der
Mikroprozessor enthält,
wobei auf 10 Bezug genommen wird, eine
CPU 50, die mit einer Schnittstelle 51 mit einer
Haupt-CPU verbunden ist, die den Start und Stop des Münzsortierers, die
Akkumulation der Gesamtzählungen
und andere Funktionen steuert, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung
sind. In der bevorzugten Ausführungsform
ist die CPU 50 ein Modell Z 80, das von Zilog,
Inc., erhältlich
ist. Beschreibungen und Handbücher
zum Programmieren dieser CPU sind bei dem Hersteller erhältlich.
Die CPU 50 wird durch Taktsignale von der Taktuhr 55 getrieben.
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Die
CPU 50 ist durch die typischen Adress-, Daten- und Steuerungsbusse
und weitere erforderliche Dekodierungsschaltungen mit einem programmierbaren
Lesespeicher (PROM) 53 verbunden. Das PROM 53 speichert
ein festgelegtes Programm von Instruktionen, die durch die CPU 50 ausgeführt werden,
wie im einzelnen weiter unten in den 11 bis 15 illustriert
ist und genauer unten beschrieben wird. Die CPU 50 ist
auch durch die typischen Adress-, Daten- und Steuerungsbusse und
notwendige Dekodierungsschaltungen mit einem Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM) 54 verbunden, in dem Daten gespeichert werden,
wenn das Programm aus dem PROM ausgeführt wird. Das PROM 53 hat
vorzugsweise 64 K und das RAM 54 vorzugsweise 8 K.
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Ebenfalls
ist in 10 eine Anzahl von Eingabe-
und Ausgabevorrichtungen und zugehörige Schnittstellenschaltungen
gezeigt. Eine Eingabe des Auslösesensors 41 und
der Kodierer 42 sind mit den Zählern 52 verbunden,
die eine digitale Zählung
in Reaktion auf das Kodiersignal akkumulieren. Die Eingabe des Auslösesensors 41 überträgt Signale
zum Auslösen
oder Aktivieren der Zähler 52.
Die Zahlen in den Zählern 52 werden
periodisch durch die CPU 50 ausgelesen, um den richtigen
Lesepunkt der Münze zu
bestimmen.
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Das
Signal von der Induktionsspule 40 wird zu einer analogen
Verarbeitungseinheit 56 geleitet und dann zu einem Analog-Digital-Wandler 57 mit
einem Abtast-Halte-Eingang, bevor es durch die CPU 50 gelesen
wird. Die CPU 50 liest diese Signale, um Amplitudenwerte
für jede
Münze als
Funktion der abgetasteten Positionen, die durch die Kodiererauslesungen
identifiziert sind, zu ermitteln. Die CPU 50 erzeugt ferner
Ausgabesignale, um einen Betätigungsantrieb 58 für den Umlenksolenoid 31 zu
steuern.
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In 11 ist
der Beginn der Ausführung
des Festprogramms durch die CPU 50 durch den Startblock 60 dargestellt.
Beim Start werden durch den Prozeßblock 61 repräsentierte
Instruktionen ausgeführt,
um Zeiger und Register zu initialisieren. Als nächstes wird eine Prüfung durchgeführt, wie
durch den Entscheidungsblock 62 dargestellt, um den Betriebsmodus
auf Grundlage des Eingangs von der Haupt-CPU festzustellen. Wenn
die Haupt-CPU den Kalibrationsbetriebsmodus signalisiert, wie durch den "JA"-Zweig dargestellt, wird in den Kalibrationsbetriebsmodus
(Zustand 3) eingetreten, wie durch den Prozeßblock 64 dargestellt.
Wenn die Haupt-CPU den normalen Betriebsmodus signalisiert, wie
durch den "NEIN"-Zweig dargestellt,
wird in den normale Betriebsmodus (Zustand 0) eingetreten, wie durch
den Prozeßblock 63 dargestellt.
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Der
Instruktionssatz für
den normalen Betriebsmodus ist in den 12A und 12B dargestellt. Der nächste Prozeßblock 65 wird ausgeführt, um
eine Datenbank für
die Selbsteinstellungssequenz von Operationen, die in dem PROM 53 gespeichert
sind, zu berech nen und zu laden. Die Selbsteinstellungsdatenbank
erlaubt die Abweichung von detektierten Münzwerten innerhalb eines Selbsteinstellungsbereichs.
Als nächstes
werden Instruktionen ausgeführt,
wie durch den Prozeßblock 66 dargestellt,
um einen Zustandszähler
auf den Zustand 0 zu setzen.
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Die
CPU 50 führt
als nächstes
die durch den Entscheidungsblock 70 dargestellten Instruktionen aus,
um festzustellen, ob die erste Abtastposition erreicht ist, wie
durch die Eingänge
von dem Kodierer 42 festgestellt wird. Wenn die Antwort "NEIN" ist, wie durch den "NEIN"-Zweig aus Block 70 dargestellt, springt
die CPU 50 zurück,
bis die Antwort "JA" ist, wie durch den "JA"-Zweig des Entscheidungsblocks 70 dargestellt.
Die CPU 50 setzt dann den Zustandszähler auf "1" und
liest den gewandelten 12 Bit-Wert von der Münzerfassungsspule 40 ein
und speichert das Ergebnis in dem Register RD1 in dem RAM 54.
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Die
CPU 50 führt
dann den Entscheidungsblock 74 aus, um festzustellen, ob
die zweite Abtastposition erreicht ist, wie aufgrund der Eingänge von dem
Kodierer 42 festgestellt wird. Wenn die Antwort "NEIN" ist, wie durch den "NEIN"-Zweig aus dem Block 72 dargestellt
ist, springt die CPU 50 zum Entscheidungsblock 70 zurück. Wenn
die Antwort "JA" ist, wie durch den "JA"-Zweig dargestellt
ist, zählt
die CPU 50 den Zustandszähler auf "2" herauf
und liest den gewandelten 12 Bit-Wert von der Münzerfassungsspule 40 ein
und speichert das Ergebnis in dem Register RD2 in dem RAM 54.
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Die
CPU 50 führt
dann den Entscheidungsblock 74 aus, um festzustellen, ob
die dritte Abtastposition erreicht ist, wie durch die Eingänge von
den Kodierer 42 festgestellt wird. Wenn die Antwort "NEIN" ist, wie durch den "NEIN"-Zweig aus dem Block 74 dargestellt
ist, springt die CPU 50 zu dem Entscheidungsblock 70 zurück. Wenn
die Antwort "JA" ist, wie durch den "JA"-Zweig dargestellt,
initialisiert die CPU 50 die Selbsteinstellungs-Löschakzeptierflagge und liest
den gewandelten 12 Bit-Wert von der Münzerfassungsspule 40 ein
und speichert das Resultat in dem Register RD3 in dem RAM 54.
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Die
CPU 50 schreitet dann mit der Ausführung der Instruktionen für die drei
Entscheidungsblöcke 76, 77 und 78 fort,
um zu prüfen,
ob die Zahlen in den Speicherpositionen RD1, RD2 und RD3 innerhalb
der in dem RAM 54 gespeicherten Akzeptanzbereiche liegt.
Angenommen, daß jeder
der drei Werte innerhalb der Akzeptanzgrenzen liegt, so wird eine Akzeptierflagge
durch Ausführung
des Entscheidungsblocks 79 gesetzt. Wenn irgendeiner der
drei Setze von Signalen außerhalb
der Akzeptanzbereiche liegt, wird der Block 79 "Setze Akzeptier-Flagge" nicht ausgeführt.
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Die
CPU 50 führt
dann die durch den Entscheidungsblock 80 dargestellten
Instruktionen aus, um festzustellen, ob die Akzeptiert-Flagge gesetzt ist.
Wenn die Akzeptier-Flagge nicht gesetzt ist, wie durch den "NEIN"-Zweig aus dem Block 80 dargestellt,
wird der Prozeßblock 85 ausgeführt, um
einen Zurückweisungsimpuls
für den
Betätigungsantrieb 58 zu
erzeugen, der die Welle 30 dreht und die Umlenkung der
Münze bewirkt.
Gleichzeitig setzt der Instruktionsblock 85 den Zustand
zurück
auf "0", bevor die Verarbeitung
der nächsten
Münze beginnt.
Wenn die Akzeptier-Flagge gesetzt ist, wird bei Ausführung des
Block 86 ein Akzeptiert-Impuls
für den
Solenoid 31 erzeugt, um sicherzustellen, daß die Welle
aus dem Weg der Münzen
herausgedreht ist. Der Instruktionsblock 86 setzt auch
den Zustandszähler
auf den "Zustand
0" zurück. Als
nächstes
wird eine Feststellung getroffen, ob die Selbsteinstellungs-Option "ein" oder "aus" ist. Dieser Ein-Aus-Zustand wird durch den
Bediener am vorderen Steuerfeld des Sortierers eingestellt. Wenn
die Selbsteinstellungs-Option auf "ein" gestellt
ist, wie durch Ausführung
des Entscheidungsblocks 87 nachgewiesen wird, werden die
Datenbänke
für RD1,
RD2 und RD3 in den Blöcken 88, 89 und 90 mit
neuen, oben gelesenen Daten eingestellt, und die Ausführung kehrt
zum Entscheidungsblock 70 zurück. Wenn die Selbsteinstellungs-Option auf "aus" gestellt ist, werden
die Blöcke 88, 89 und 90 übersprungen
und die Aus führung
kehrt zu dem Entscheidungsblock 70 zurück.
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Die
Instruktionen zum Ausführen
der Selbsteinstellungs-Option in den Blöcken 88, 89 und 90 sind
genauer in 13 dargestellt, mit Bezugnahme auf
den Block 88. Ein ähnliches
Unterprogramm von Instruktionen würde zum Ausführen der
Unterprogramme, die durch die Prozeßblöcke 89 und 90 dargestellt
sind, durchgeführt.
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Nach
dem Start des Unterprogramms, der durch den Startblock 91 dargestellt
ist, wird eine Prüfung
durchgeführt,
dargestellt durch den Entscheidungsblock 92, um festzustellen,
ob die an dem Speicherplatz RD1 gespeicherten Signale innerhalb
der festgesetzten Minimal- und Maximalgrenzen 120 und 121 (illustriert
in 17) liegen. Wenn die ersten Auslesewerte nicht
innerhalb dieser Grenzen liegen, wie durch das "NEIN"-Ergebnis
dargestellt ist, werden sie ignoriert. Wenn sie innerhalb der festgesetzten
Grenzen liegen, wie durch das "JA"-Resultat dargestellt
ist, werden die durch den Prozeßblock 93 repräsentierten
Instruktionen ausgeführt,
um die Position in einem Feld von 16 Münzen zu berechnen, das zu aktualisieren
ist. Dann werden die durch den Prozeßblock 94 repräsentierten
Instruktionen ausgeführt,
um den neuen Wert in die Position in dem Feld zu laden, das in Form
einer verbundenen Liste gehalten wird. Dann wird eine Prüfung auf
das Ende des Feldes durchgeführt,
wie durch den Entscheidungsblock 95 dargestellt, um festzustellen,
ob Werte für 16
Münzen
erreicht worden sind. Es wird keine Einstellung vorgenommen, bis
wenigstens 16 akzeptable Münzen
in dem normalen Betriebsmodus gezählt wurden. Danach werden die
letzten 16 Münzwerte verwendet,
um die Mittelwerte einzustellen. Wenn die Antwort "JA" ist, dann werden
Zähler
aktualisiert, um alle außer
den letzten 16 Werten fallenzulassen. Als nächstes wird der Prozeßblock 97 ausgeführt, um
einen neuen oder eingestellten Mittelwert multipliziert mit der
Standardabweichung zu berechnen, wenn die Antwort beim Entscheidungsblock 95 "JA" war. Als nächstes wird
ein Prozeßblock 98 von
Instruktionen ausgeführt,
um neue Grenzen auf Grundlage des eingestellten Mittelwertes zu berechnen
und die neuen Grenzen werden in dem zugeordneten Feld gespeichert.
Die gleiche Einstellung wird für
jeden der beiden anderen Mittelwerte in RD2 und RD3 durchgeführt.
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Zurück zu 11 wird
nun angenommen, daß die
Ausführung
des Entscheidungsblocks 62 die Einstellung des Kalibrations-Betriebsmodus
feststellt, worauf die Ausführung
des Programms zu 14A springt.
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In
dem in den 14A und B dargestellten Kalibrations-Betriebsmodus
wird der Zustandszähler auf
den "Zustand 4" gesetzt, wie durch
den Prozeßblock 100 dargestellt.
Dann werden 32 Münzen
von dem Münzsortierer
verarbeitet. Der Entscheidungsblock 101 wird ausgeführt, um
die Anzahl der verarbeiteten Münzen
zu prüfen.
Drei Münz-Detektionssignale,
entsprechend den drei durch den Positionskodierer 42 detektierten
Positionen, werden für
jede Münze
durch Ausführen
der Blöcke 102 bis 107 in derselben
Weise erhalten, wie für
das Einlesen der Münzwertsignale
in dem normalen Betriebsmodus beschrieben. Zustand 4 entspricht
dem Zustand zum Lesen des ersten Signals, Zustand 5 entspricht dem Zustand
zum Lesen des zweiten Münzwertsignals und
Zustand 6 entspricht dem Zustand zum Lesen des dritten Münzwertsignals,
Nachdem das dritte Lesen ausgeführt
ist, wird der Zustandszähler,
wie durch den Prozeßblock 107 dargestellt,
auf den Zustand 7 gesetzt, was der Zustand zum Prüfen des
Abschlusses des Einlesens für
32 Münzen
ist, wie durch den Entscheidungsblock 101 dargestellt.
Wenn die Antwort "NEIN" ist, wird der Zustandzähler auf
den Zustand 4 zurückgesetzt,
um drei Lesevorgänge
für die
nächste
Münze zu
beginnen. Wenn die Antwort "JA" ist, werden die
12 Bit-gewandelten Analogwerte der drei induktiven Münzdetektierungssignale
für jede
Münze verwendet,
um ein 32-Wertefeld für
die ersten, zweiten und dritten Einlesungen für jede Münznenngröße zu bilden, wie durch die
Prozeßblöcke 109, 110 und 111 dargestellt.
Diese Felder werden dazu verwendet, um die Werte für den Mittelwert, die
Standardabweichung, die Grenzen und Selbsteinstellungs-Maximum und
-Minimum zu berechnen.
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In
dem Kalibrations-Betriebsmodus füllt
der Maschinenbediener typischerweise 32 bekannte Münzen in
den Sortierer zur Verarbeitung.
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Mit
Bezugnahme auf 15 wird der Entscheidungsinstruktionsblock 112,
wenn irgendeine der 32 Einlesungen während des Kalibrations-Betriebsmodus
schlecht ist, den Instruktionsblock 113 aktivieren, der
eine Nachricht zu der Haupt-CPU sendet, daß die Kalibration nicht abgeschlossen
wurde und wieder gestartet werden muß.
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17 illustriert
in grafischer Form die Bestimmung und Einstellung der oberen und
unteren Akzeptanzgrenzen für
jede Münze.
Für jede
Legierung jeder Münznenngröße werden
festgesetzte obere und untere Grenzen 120 und 121 für den Mittelwert berechnet
und in Speicherplätzen
in dem RAM 54 gespeichert. In dem Kalibrations-Betriebsmodus
werden die mittleren Eigenschaften von Münzen dieser Legierung und Nenngröße für jedes
der drei Positionssignale von der Induktionsspule 40 bestimmt.
Der Mittelwert ist in 17 durch die Linie 122 dargestellt.
Die Standardabweichungen 123 und 124 von dem Mittelwert 122 werden
berechnet und in dem Speicher gespeichert. Der Bediener kann den
Akzeptanzbereich mit Vielfachen der Standardabweichung von dem Steuerfeld
des Münzsortierers
variieren. Unter Verwendung der Selbsteinstellungs-Option der vorliegenden
Erfindung kann der Mittelwert auf einen neuen Wert 122' auf Grundlage
der Historie der akzeptierbaren Münzen dieser Nenngröße und Legierung
eingestellt werden, die folgend auf die Kalibration verarbeitet
werden. Es wird nicht nur der Mittelwert eingestellt, sondern auch
die oberen und unteren Grenzen 123 und 124 der
Standardabweichung werden in ähnlicher
Weise auf die neuen Werte 123' und 124' eingestellt. Solche Einstellungen
können notwendig
sein, um Temperaturänderungen,
Abnutzungen und andere Betriebsbedingungen zu kompensieren. Der
eingestellte Mittelwert kann jedoch aus den festgesetzten Grenzen 120 und 121 fallen, weil
dies zur Folge haben könnte,
daß der
eingestellte Mittelwert und seine einge stellten Standardabweichungen
in den Bereich der Akzeptanzgrenzen einer anderen Münznenngröße plaziert
würde.
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16 illustriert
die relative Zeitfolge der drei Signale von der Spule 40,
die in dem Münzerkennungssystem
mit Bezug auf die Signale des Eintrittssensors 41 und des
Kodierers 42 verwendet werden. In einem alternativen Betriebsverfahren
können
zusätzliche
festgesetzte Lesepunkte zusätzlich
zu den drei in 16 dargestellten verwendet werden
und drei aus der Vielzahl von Lesepunkten auf Grundlage anderer
Eigenschaften einer Münze
ausgewählt
werden. Zum Beispiel können
fünf festgesetzte
Lesepunkte vorgesehen werden. Wenn eine Münze für eine kurze Zeitperiode unterhalb
des Eintrittssensors 41 ist, was anzeigt, daß die Münze klein
ist, können die
zweiten, dritten und vierten Signale an den Lesepunkten verwendet
werden. Wenn eine Münze
für eine
längere
Zeitperiode unter dem Eintrittssensor 41 ist, was anzeigt,
daß es
eine größere Münze ist,
würden
die ersten, dritten und vierten Lesepunkte verwendet. Die Länge der
Zeit, die Münze
unterhalb des Eintrittssensors 41 ist, wird in Relation
zu der Anzahl der Lesepunkte gemessen, die erreicht werden, bevor
die Münze
den Eintrittssensor 41 passiert.