WO1999006965A1 - Metodo para la identificacion de piezas metalicas discoidales con un orificio central - Google Patents

Metodo para la identificacion de piezas metalicas discoidales con un orificio central Download PDF

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optical
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Inventor
Eugenio Guelbenzu Michelena
Original Assignee
Azkoyen Industrial, S.A.
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    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/02Testing the dimensions, e.g. thickness, diameter; Testing the deformation

Definitions

  • the present invention relates to a method for the identification of discoidal metal parts with a central hole, especially applicable to the characterization and discrimination of coins or tokens that have the particularity of having a hole in the center.
  • the method of the invention allows not only to determine whether or not there is a hole in the center of the coin, but also to measure with sufficient precision the dimension of said hole, to be taken into account as a basic parameter of coin identification.
  • Obtaining dimensional characteristics of coins is a technique normally used in the processes of characterization or identification of coins.
  • selectors equipped with means are used that provide the necessary information to be able to know the diameter or length of a coin string.
  • Selectors of the indicated type are described for example in Spanish patents nos. 557,523 and 555,181, of the same applicants.
  • Patent 555,181 combines the measurement system described above with an electromagnetic sensor, which provides information on the characteristics of the alloy of the coin being analyzed.
  • the object of the present invention is to solve the problem set forth by a method that allows the discrimination and characterization of coins or metal tokens whose particularity is to have a hole in the center.
  • the method of the invention is achievable by means of selectors of the type described in Spanish patent 555,181 which have, in a section of the path that the coins must travel through the interior of the selector, two optical sensors and an electromagnetic sensor.
  • the process of the invention comprises, in combination, the obtaining and measurement of characteristic values of the signal produced by the passage of the central orifice of the coin through the electromagnetic sensor, and the calculation of the length of the hole string intercepted by the optical sensors
  • the passage of the orifice of the coin through the electromagnetic sensor produces a signal from which characteristic values are obtained that may consist of the value of the peak of the central zone of the signal and the value of the extreme peaks of said zone.
  • the calculation of the length of the rope intercepted by the passage of the hole through the optical sensors is obtained based on the instants in which the coin begins to intercept and finishes intercepting the first and second optical sensors and depending on the moments in which one of the optical sensors begins to see and ends to see the hole of the coin.
  • Figure 1 schematically depicts a traditional sensor arrangement and a coin with a central hole at the beginning of the raceway.
  • Figure 2 shows the typical signals provided by an optical detector and an electromagnetic sensor, when intercepted by the passage of a coin without a hole.
  • Figure 3 shows the signals provided by the same sensors, when a coin with a central hole 3 mm in diameter passes before them.
  • Figure 4 shows the same signals as Figure 3, but produced by the passage of a coin with a larger central hole.
  • Figure 5 represents the temporal signals of the two optical detectors for a coin without a hole.
  • Figure 6 shows the temporary signals of the optical detectors, for a coin with a small central hole.
  • Figure 7 shows the same signals as Figure 6, but for a coin that has a larger central hole.
  • the method of the invention is intended for the identification of discoidal metal parts 1 provided with a central hole 2, figure 1, by means of a selector that has, in a section of the path that the coins must travel through the interior of the selector, of two optical sensors 3 and 4 and an electromagnetic sensor 5, which in the example described is located between the optical sensors 3 and 4.
  • a selector that has, in a section of the path that the coins must travel through the interior of the selector, of two optical sensors 3 and 4 and an electromagnetic sensor 5, which in the example described is located between the optical sensors 3 and 4.
  • an electromagnetic sensor 5 which in the example described is located between the optical sensors 3 and 4.
  • Detectors 3 and 4 directly provide the time of passage of the coin and the hole through each of them and taking into account that the movement is uniformly accelerated, applying a formula, which is explained below, the rope is calculated with great precision of the hole that is intercepted by the optical detectors.
  • the electromagnetic sensor 5 is also sensitive to the existence of a hole in the center of the coin.
  • Figures 2, 3 and 4 show the signal produced by the electromagnetic sensor when the hole 2 of the coin passes through it, and it can be seen that as the hole 2 of the coin is larger, there is an increase in the central peak P 2 that provides the electromagnetic sensor signal.
  • This electromagnetic sensor will preferably be small in size to achieve greater sensitivity against small hole diameters. An optimal size for this sensor could be 9 mm.
  • these sensors must be mounted in a position such that the hole 2 that presents the coin 1 intercepts the electromagnetic sensor 5 and the optical detectors 3 and 4. If there is a coin in which the hole does not pass through the optical detectors, either because of the diameter of the coin or hole dimension, it would not present a special problem, since the resource of the electromagnetic sensor would always remain.
  • Figure 5 shows the signals of the two optical photodetectors when a coin passes without a central hole, the upper signal corresponding to the optical sensor 3 and the lower one corresponding to the optical sensor 4. At the moment when the coin intercepts the sensors 3 and 4 the corresponding signals 6 and 6 'are produced, continuous, the second of them of shorter length since, as indicated above, it is assumed that the movement of the coin is uniformly accelerated.
  • Figure 6 shows the same signals of a coin as it passes through the optical sensors, but this time due to a coin with a central hole of small dimensions, for example 3 mm. In this case signals 6 and 6 ' produced by sensors 3 and 4 are interrupted in sections 7 and 7 'corresponding to the passage of the central hole through the respective sensors.
  • the distance between the two optical sensors 3 and 4 is called d, figure 1.
  • an instant tJ is defined which is equidistant from the moments tA and tE corresponding to the moments in which the coin begins to intercept, respectively, the optical sensor 3 and the optical sensor 4.
  • An instant tK is defined which is equidistant from the moments tD and tH, which correspond, respectively, to the moments in which the currency stops intercepting the optical sensors 3 and 4.
  • the acceleration of currency movement is the difference between the two previously calculated speeds divided by the time elapsed between the moments tJ and tK:
  • V (tK) - V (tJ) tH - tD ⁇ E - tA a tK - t tD + tH ⁇ E + tA
  • An instant tL is defined which is equidistant from the moments tF and tG, corresponding, respectively, to the moments in which the second optical sensor 4 detects the start and end of the passage of the hole 2 of the coin.
  • an instant could be defined that equidistant from the corresponding moments tB and tC, respectively, at the moments in which the first optical sensor 3 detects the beginning and end of the passage of the hole 2 of the coin.
  • the signal 8 provided by the electromagnetic sensor 5 is fundamentally affected in its central zone 9, increasing the value of the custom P 2 peak The diameter of the hole grows.
  • P 2 is a representative parameter of the hole size. Since the value of P is also sensitive to other features of the coin, such as its alloy or its thickness, it may be of interest to take into account a relative value between peaks, for example P 2 -P 1 , or P 2 - P 3 , or 2XP 2 / P 1 + P 3 . Any of these last three values can be taken as a representative parameter of the hole size, being more stable than the value of the P 2 peak.

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Abstract

Método para la identificación de piezas metálicas discoidales con un orificio central, mediante un selector que incluye dos sensores ópticos (3 y 4) y un sensor electromagnético (5), que comprende la obtención y medición de valores característicos de la señal producida por el paso del orificio central (2) de la moneda (1) a través del sensor electromagnético (5) para obtener unos parámetros reprensentativos de la existencia y dimensión de dicho agujero, y el cálculo de la longitud de la cuerda del agujero (2) interceptada por los sensores ópticos (3 y 4).

Description

MÉTODO PARA LA IDENTIFICACIÓN DE PIEZAS METÁLICAS DISCOIDALES CON UN ORIFICIO CENTRAL.
La presente invención se refiere a un método para la identificación de piezas metálicas discoidales con un orificio central, especialmente aplicable a la caracterización y discriminación de monedas o fichas que tengan la particularidad de disponer de un agujero en el centro.
El método de la invención permite, no solo determinar si existe o no un agujero en el centro de la moneda, sino también medir con suficiente precisión la dimensión de dicho agujero, para ser tenido en cuenta como un parámetro básico de identificación de la moneda.
La obtención de características dimensionales de las monedas es una técnica normalmente utilizada en los procesos de caracterización o identificación de monedas. Para ello se utilizan selectores dotados de medios que facilitan la información necesaria para poder conocer el diámetro o la longitud de una cuerda de la moneda. Selectores del tipo indicado se describen por ejemplo en las patentes españolas nos. 557.523 y 555.181, de los mismos solicitantes .
De acuerdo con la primera de las patentes citadas se lleva a cabo la medición de la cuerda de una moneda que se ve interceptada, durante su trayectoria a través del selector, por una pareja de fotodetectores situados a la misma altura de la pista de rodadura de la moneda. La cuerda interceptada por los dos sensores es representativa de la dimensión de la moneda y se utiliza en el proceso de validación de dicha moneda. La patente 555.181 combina el sistema de medición antes descrito con un sensor electromagnético, que proporciona información de las características de la aleación de la moneda que se analiza.
Sin embargo, ninguno de los sistemas de identificación de monedas basados en los principios expuestos resuelve el caso concreto de análisis y discriminación de monedas que se diferencien de otras por el hecho de poseer en el centro un agujero de dimensiones determinadas.
El objeto de la presente invención es resolver el problema expuesto mediante un método que permite la discriminación y caracterización de monedas o fichas metálicas cuya particularidad sea la de disponer de un agujero en el centro .
El método de la invención es realizable mediante selectores del tipo descrito en la patente española 555.181 que disponen, en un tramo del trayecto que deben recorrer las monedas por el interior del selector, de dos sensores ópticos y de un sensor electromagnético.
El procedimiento de la invención comprende, en combinación, la obtención y medición de valores característicos de la señal producida por el paso del orificio central de la moneda a través del sensor electromagnético, y el cálculo de la longitud de la cuerda del agujero interceptada por los sensores ópticos . El paso del orificio de la moneda a través del sensor electromagnético produce una señal de la que se obtienen unos valores característicos que pueden consistir en el valor del pico de la zona central de la señal y en el valor de los picos extremos de dicha zona. El cálculo de la longitud de la cuerda interceptada por el paso del agujero a través de los sensores ópticos se obtiene en función de los instantes en los que la moneda comienza a interceptar y termina de interceptar el primero y segundo sensores ópticos y en función de los instantes en los que uno de los sensores ópticos comienza a ver y finaliza de ver el orificio de la moneda. Todas las características de la invención, tal y como quedan recogidas en las reivindicaciones, se exponen seguidamente con mayor detalle con ayuda de los dibujos adjuntos, en los que se muestra un ejemplo de realización. En los dibujos:
La figura 1 representa, de forma esquemática, una disposición de sensores tradicional y una moneda con agujero central al inicio de la pista de rodadura.
La figura 2 muestra las señales típicas proporcionadas por un detector óptico y un sensor electromagnético, al ser interceptados por el paso de una moneda sin agujero.
La figura 3 muestra las señales proporcionadas por los mismos sensores, cuando pasa ante ellos una moneda con agujero central de 3 mm de diámetro.
La figura 4 muestra las mismas señales que la figura 3, pero producidas por el paso de una monda con un agujero central de mayores dimensiones.
La figura 5 representa las señales temporales de los dos detectores ópticos para una moneda sin agujero.
La figura 6 muestra las señales temporales de los detectores ópticos, para una moneda con un pequeño agujero central .
La figura 7 muestra las mismas señales que la figura 6, pero para una moneda que tiene un agujero central de mayores dimensiones .
El método de la invención está destinado a la identificación de piezas metálicas discoidales 1 dotadas de un orificio central 2, figura 1, mediante un selector que dispone, en un tramo de la trayectoria que deben recorrer las monedas por el interior del selector, de dos sensores ópticos 3 y 4 y de un sensor electromagnético 5, que en el ejemplo descrito va situado entre los sensores ópticos 3 y 4. Cada tipo de sensor proporciona información útil de las características del agujero 2 de la moneda o pieza discoidal 1, siendo óptima la utilización conjunta de ambos tipos de sensores, puesto que la información prorporcionada por los mismos es complementaria.
Los detectores 3 y 4 proporcionan directamente el tiempo de paso de la moneda y del agujero por cada uno de ellos y teniendo en cuenta que el movimiento es uniformemente acelerado, aplicando una fórmula, que se explica mas adelante, se calcula con gran precisión la cuerda del agujero que es interceptada por los detectores ópticos.
El sensor electromagnético 5 también es sensible a la existencia de un agujero en el centro de la moneda. En las figuras 2, 3 y 4 se aprecia la señal producida por el sensor electromagnético al pasar a través del mismo el orificio 2 de la moneda, pudiendo apreciarse que a medida que el agujero 2 de la moneda es mayor, se produce un incremento del pico central P2 que proporciona la señal del sensor electromagnético. Este sensor electromagnético será preferiblemente de pequeñas dimensiones para conseguir una mayor sensibilidad frente a pequeños diámetros de agujeros. Un tamaño óptimo para este sensor podría ser de 9 mm.
Para conseguir que las medidas de los sensores sean representativas del agujero 2 de la moneda, estos sensores deberán montarse en una posición tal que el agujero 2 que presenta la moneda 1 intercepte el sensor electromagnético 5 y los detectores ópticos 3 y 4. Caso de que exista alguna moneda en la que el agujero no pase por los detectores ópticos, bien por el diámetro de la moneda o dimensión del agujero, no presentaría un problema especial, puesto que siempre quedaría el recurso del sensor electromagnético.
En la figura 5 se han representado las señales de los dos fotodetectores ópticos al paso de una moneda sin agujero central, correspondiendo la señal superior al sensor óptico 3 y la inferior al sensor óptico 4. En el momento en el que la moneda intercepta los sensores 3 y 4 se producen las correspondientes señales 6 y 6', continuas, la segunda de ellas de menor longitud puesto que, tal y como se ha señalado anteriormente, se supone que el movimiento de la moneda es uniformemente acelerado. En la figura 6 se representan las mismas señales de una moneda a su paso por los sensores ópticos, pero esta vez debidas a una moneda con un orificio central de pequeñas dimensiones, por ejemplo de 3 mm.En este caso las señales 6 y 6 ' producidas por los sensores 3 y 4 quedan interrumpidas en tramos 7 y 7 ' que corresponden al paso del orificio central por los respectivos sensores .
Por último, en la figura 7 se muestran señales similares a la de la figura 6, pero producidas por una moneda con un agujero central de mayor dimensión, aproximadamente de 9 mm, que puede corresponder al diámetro del orificio de monedas tradicionales .
En la figura 7 se han marcado los instantes de tiempo que son mas importantes para los cálculos que a continuación se describen.
A la distancia que separa los dos sensores ópticos 3 y 4 se le llama d, figura 1.
Para la medición óptica se define un instante tJ que equidista de los instantes tA y tE que corresponden a los instantes en los que la moneda comienza a interceptar, respectivamente, el sensor óptico 3 y el sensor óptico 4.
Suponiendo que el movimiento de la moneda es uniformemente acelerado puede afirmarse que la velocidad instantánea en el instante tj es igual a la velocidad media entre los instantes tA y tE . La distancia recorrida por la moneda es d y, por tanto: V(tJ) = Vmedia(tA- > tE) = d/(tE-tA)
Se define un instante tK que equidista de los instantes tD y tH, que corresponden, respectivamente, a los instantes en los que la moneda deja de interceptar los sensores ópticos 3 y 4.
La velocidad en el instante tK es igual a la velocidad media entre los instantes tD y tH y la distancia recorrida también es,- d: V(tK) = VmediaítH- > tD) = d/(tH-tD)
La aceleración del movimiento de la moneda es la diferencia entre las dos velocidades anteriormente calculadas dividido por el tiempo transcurrido entere los instantes tJ y tK:
d d
V(tK) - V(tJ) tH - tD íE - tA a = tK - t tD + tH íE + tA
Se define un instante tL que equidista de los instantes tF y tG, que corresponde, respectivamente, a los instantes en los que el segundo sensor óptico 4 detecta el inicio y final de paso del orificio 2 de la moneda. De igual forma podría definirse un instante que equidistara de los instantes tB y tC correspondientes, respectivamente, a los instantes en los que el primer sensor óptico 3 detecta el inicio y final de paso del orificio 2 de la moneda.
La velocidad media entre los instantes tF y tG es igual a la velocidad instantánea en tL. Esta velocidad puede hallarse sabiendo la velocidad en un punto, la aceleración y el tiempo transcurrido entre los dos puntos : Vmedia(tF- > tG) = V(tL) = V(tK) - (tk - tL) * a =
(tH + tD íF + tGλ
= vm-[— — J <" tF es el instante en el que el fotodiodo 4 empieza a ver el agujero 2 y tG cuando deja de verlo. Si sabemos la velocidad media entre los instantes tF y tG y sabemos el intervalo de tiempo tG-tF al aliar la dimensión del agujero de la moneda (concretamente la longitud de la cuerda trazada a la altura de los fotodiodos) . AGUJERO = VMEDIA(tF- > tG) * tF - tG) =
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
Entendiéndose por "Agujero" la cuerda del agujero 2 de la moneda interceptada por los sensores ópticos 3 y 4. de donde depejando la distancia entre fotodiodos d queda:
Figure imgf000009_0002
b) MEDICIÓN ELECTROMAGNÉTICA: Según se aprecia en las figuras 2, 3 y 4, la señal proporcionada por el sensor electromagnético 5, se ve afectada fundamentalmente en su zona central, incrementándose el valor del pico V2 a medida que crece el diámetro del agujero. Por lo tanto podemos tomar el valor P2, como parámetro representativo del tamaño del agujero. Dado que el valor de P2 también es sensible a otra-s características de la moneda, como es su aleación o su espesor, puede ser de interés tener en cuenta un valor relativo entre picos, como por ejemplo P2-P1/ o P2-P3, o 2xP2/Pι + P3. Cualquiera de estos tres últimos valores puede tomarse como parámetro representativo del tamaño del agujero, siendo mas estables que el valor del pico P .
Respecto a la medición mediante el sensor electromagnético 5, según se aprecia en las figuras 2, 3 y 4, según se expuso anteriormente, la señal 8 proporcionada por el sensor electromagnético 5 se ve afectada fundamentalmente en su zona central 9, incrementándose el valor del pico P2 a medida que crece el diámetro del agujero.
Por lo tanto podemos tomar el valor P2 como parámetro representativo del tamaño del agujero. Dado que el valor de P también es sensible a otras características de la moneda, como es su aleación o su espesor, puede ser de interés tener en cuenta un valor relativo entre picos, por ejemplo P2-P1, o P2- P3, o 2XP2/P1 + P3. Cualquiera de estos tres últimos valores puede tomarse como parámetro representativo del tamaño del agujero, siendo mas estables que el valor del pico P2.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Método de identificación de piezas metálicas discoidales con un orificio central, mediante un selector que dispone, en un tramo del trayecto que deben recorrer las monedas, de dos sensores ópticos y un sensor electromagnético, caracterizado porque comprende, en combinación, la obtención y medición de valores característicos de la señal producida por el paso del orificio central de la moneda a través del sensor electromagnético, para obtener unos parámetros representativos de la existencia y tamaño de dicho agujero; y el cálculo de la longitud de la cuerda del agujero interceptada por los sensores ópticos, en función de los instantes en los que las monedas comienzan a interceptar y terminan de interceptar el primero y segundo sensores ópticos y de los instantes en los que que uno de los sensores ópticos comienza a ver y finaliza de ver el orificio de las monedas.
2.- Método según la reivindicación 1, caracterizado porque los valores característicos de la señal producida por el paso del orificio a través del sensor electromagnético consisten en el valor del pico intermedio (P ) de la zona central y el valor de los picos extremos (P , P3) de dicha zona.
3.- Método según la reivindicación 2, caracterizado porque a partir de los valores característicos obtenidos de la señal producida por el paso del orificio de la moneda a través del sensor electromagnético, se calculan valores relativos entre picos como parámetros representativos del tamaño del agujero.
4.- Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud de la cuerda del orificio de la moneda se calcula mediante la ecuación: * (tG - tF )
Figure imgf000012_0001
donde: L es la longitud de la cuerda del orifico interceptada por los sensores ópticos, d es la distancia entre sensores ópticos, tH es el instante en el que la moneda deja de interceptar el segundo sensor óptico, tD es el instante en el que la moneda deja de interceptar el primer sensor óptico, tF es el instante en el que el segundo sensor óptico comienza a ver el orificio, tG es el instante en el que el segundo sensor óptico deja de ver el orificio, tE es el instante en el que la moneda comienza a interceptar el segundo sensor óptico, y tA es el instante en el que la moneda comienza a interceptar el primer sensor óptico.
PCT/ES1998/000216 1997-07-29 1998-07-24 Metodo para la identificacion de piezas metalicas discoidales con un orificio central WO1999006965A1 (es)

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