WO2023106655A1 - 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치 - Google Patents

금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치 Download PDF

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WO2023106655A1
WO2023106655A1 PCT/KR2022/017639 KR2022017639W WO2023106655A1 WO 2023106655 A1 WO2023106655 A1 WO 2023106655A1 KR 2022017639 W KR2022017639 W KR 2022017639W WO 2023106655 A1 WO2023106655 A1 WO 2023106655A1
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WO
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drum
magnetic body
gear
unit
rotation
Prior art date
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PCT/KR2022/017639
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English (en)
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Inventor
윤슬해
Original Assignee
효성티앤에스 주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D11/00—Devices accepting coins; Devices accepting, dispensing, sorting or counting valuable papers
    • G07D11/10—Mechanical details
    • G07D11/12—Containers for valuable papers
    • G07D11/13—Containers for valuable papers with internal means for handling valuable papers
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F19/00—Complete banking systems; Coded card-freed arrangements adapted for dispensing or receiving monies or the like and posting such transactions to existing accounts, e.g. automatic teller machines
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F19/00—Complete banking systems; Coded card-freed arrangements adapted for dispensing or receiving monies or the like and posting such transactions to existing accounts, e.g. automatic teller machines
    • G07F19/20—Automatic teller machines [ATMs]
    • G07F19/201—Accessories of ATMs

Definitions

  • the present invention relates to an escrow unit control device for an automated financial machine, and more particularly, to an escrow unit control device for an automated financial machine capable of precisely controlling a rotating position of a drum provided in an escrow unit.
  • automated financial machines are equipped with an escrow unit for storing bills when depositing and withdrawing bills.
  • the tape and bills are wound and stored on a drum, and the bills are released by winding a reel and rewinding the drum.
  • an escrow unit having a drum and a reel is provided with a device for measuring and controlling a rotational position of the drum.
  • Conventional representative drum rotation speed detection devices can be largely classified into incremental encoders and absolute encoders according to a method for determining a rotating position.
  • a conventional incremental encoder is a device that detects the amount of rotation by counting the number of pulses according to the amount of change in the rotational motion of an object rotating around an axis. Position and rotational speed are measured.
  • phases A and B have a phase difference of 90 degrees, and there is a Z phase for origin phase determination in which one pulse is obtained per rotation to detect the origin of rotation.
  • the drum rotates in the forward direction
  • the output voltage of phase A is 90 degrees behind the output voltage of phase B
  • the origin phase of the drum is measured only based on the Z phase, such an incremental encoder has a disadvantage in that the origin cannot be known when the power is turned off and then turned on again.
  • the drum In the case of equipment or parts that do not fundamentally need the origin, it does not matter much, but if the drum is rotated more than the position set by the rotational inertia, such as an escrow unit, if the deceleration/acceleration overrun (OVERRUN) is repeated, the length of the tape may increase.
  • the error in the measurement range becomes larger when the mechanical error, the rotation error, and the alignment error of the slot of the rotary disk of the encoder are combined.
  • the conventional absolute encoder divides the disc at a constant rate from 0 degrees to 360 degrees around its central axis, and detects the rotational motion of a rotating object by specifying an electrical signal generated at each divided position to detect the rotational motion of the rotating object. It is a device that detects the amount of rotation by generating a suitable electrical signal.
  • Such a conventional absolute encoder has the best resolution of about 1.2 degrees per revolution (360 degrees), but in the case of the drum of a conventional escrow unit, it has a resolution of 4 degrees, 6 degrees, or 10 degrees, so that the drum is rotated There is a problem in that there is a limit to precisely control.
  • the conventional absolute encoder must be used after returning to the origin (reference point) each time it is used, and has a disk-type binary coded position code and applies a method of reading the position, but it is applied to the exact position of the origin.
  • the structure of the device for returning and the structure of the device for accurately detecting the rotated position of the drum are complicated, and accordingly, there is a problem in that the manufacturing cost of the device increases.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an escrow unit control device of a financial automation machine that can accurately control the rotational position of a target drum by precisely measuring the absolute origin of the drum provided in the escrow unit. Its purpose is to provide
  • An escrow unit control device of an automated financial machine of the present invention for realizing the above object is an escrow unit of an automated financial machine for controlling a rotation position of a drum provided in an escrow unit in which banknotes are stored in an automated financial machine.
  • a control device comprising: a first gear coupled to one side of a rotating shaft of the drum; a second gear coupled to one side of the first gear; a first magnetic body provided at the center of rotation of the first gear; a second magnetic body provided at the center of rotation of the second gear; a first position detector detecting a change in position of the first magnetic material by rotation of the drum in units of a set first resolution angle; a second position detector detecting a change in the position of the second magnetic material by the rotation of the drum in units of a set second resolution angle; and a control unit for controlling a rotational position of the drum based on a positional change of the first magnetic body detected by the first position detecting unit and a positional change of the second magnetic material detected by the second position detecting unit
  • the control unit controls the position of the first magnetic body and the first magnetic body based on the position of the first magnetic body detected by the first position detecting unit and the position of the second magnetic body detected by the second position detecting unit at the initial set position at which the drum is stopped.
  • the origin of the second magnetic body is stored, respectively, and the change in the position of the first and second magnetic bodies detected by the first and second position sensing units in a state in which the drum rotates is detected by the first magnetic body and the second magnetic body.
  • the rotational position of the drum may be controlled by calculating the number of rotations of the drum from the initial set position by comparing with the origin of the magnetic body.
  • An input unit for inputting data corresponding to a target rotational speed of the drum, the first resolution angle, and the second resolution angle
  • the control unit based on the data input through the input unit, controls the drum Calculate a first circulation period obtained by dividing the target rotation speed by the first resolution angle, and a second circulation period obtained by dividing the target rotation speed of the drum by the second resolution angle
  • the currently rotated position of the drum can be calculated by calculating the least common multiple of 2 cycles and calculating the number of revolutions of the drum until the first magnetic body and the second magnetic body return to the set origin.
  • the control unit may calculate the deceleration/acceleration time of the drum so that the drum reaches the target number of revolutions and stops at the correct position.
  • the control unit may control the drum to prevent overrun by setting a stop section of the drum so that the drum reaches the target rotational speed and is stopped at the correct position.
  • the first position detection unit and the second position detection unit may be configured to sense the positions of the first magnetic body and the second magnetic body by decomposing them into 12 bits, respectively.
  • At least one of the first gear and the second gear may be configured as an anti-backlash gear.
  • the initial set position at which the drum stops may be set to a position when the tape and banknotes wound around the drum are all released from the drum.
  • the rotational position of the drum can be precisely controlled by precisely measuring the absolute origin of the drum and accurately controlling the deceleration/acceleration time of the drum, resulting in overrun phenomenon of the drum. , it is possible to prevent the life span of the tape from being shortened and to improve the accumulation quality of the banknote.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an escrow unit control device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side view of an escrow unit control device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a control block diagram of an escrow unit control device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a table of measurement data at a resolution of 360 revolutions in four gears in an escrow unit control device according to an embodiment of the present invention
  • 6 and 7 are tables of measurement data when the resolution angle for each gear is set differently when the resolution of 360 revolutions is achieved with two gears in the escrow unit control device according to another embodiment of the present invention.
  • escrow unit control unit 110 drum
  • first magnetic body 150 second magnetic body
  • first position sensing unit 162 second position sensing unit
  • drum driving unit 192 transport path driving unit
  • the escrow unit control device 100 of an automated financial machine is for controlling the rotation position of the drum 110 provided in an escrow unit in which banknotes are stored in an automated financial machine.
  • the double tape and banknotes sandwiched between them are wound together on the outer circumferential surface of the drum 110 and stored, and when releasing banknotes, the tape and banknotes wound around drum 110 are removed from drum 110. It is rewound and released from the drum 110.
  • the first gear 120 is coupled to one side of the rotating shaft 111 of the drum 110, and a first magnetic body 140 having an N pole and an S pole is provided at the rotation center of the first gear 120.
  • the second gear 130 is gear-coupled to one side of the first gear 120, and a second magnetic body 150 having an N pole and an S pole is provided at the center of rotation of the second gear 130.
  • At least one of the first gear 120 and the second gear 130 may be configured as an anti-backlash gear.
  • the second gear 130 is provided with elastic members 131 and 132 on both sides of the center of rotation to apply an elastic force so that the second gear 130 rotates in one direction, thereby rotating the first gear 120 and the second gear 120.
  • the second gear 130 is configured to prevent backlash from occurring between the tooth surfaces engaged with each other, thereby minimizing mechanical errors between the tooth surfaces.
  • the first gear 120 connected to the rotating shaft 111 of the drum 110 and the second gear 130 geared to the first gear 120 rotate in conjunction with each other. Also, the rotating positions (phases) of the first magnetic body 140 provided in the first gear 120 and the second magnetic body 150 provided in the second gear 130 are changed.
  • the first position detection unit 161 is provided at a position facing the first magnetic body 140 with a predetermined gap therebetween to detect a positional change of the first magnetic body 140, and the second position detection unit 162 It is provided with a predetermined gap at a position facing the second magnetic body 150 and detects a change in position of the second magnetic body 150.
  • the first position detecting unit 161 detects the change in position of the first magnetic material 140 due to the rotation of the drum 110 in units of a set first resolution angle
  • the second position detecting unit 162 is configured to perform a drum ( 110) detects the change in position of the second magnetic material 150 by rotation in units of the set second resolution angle.
  • the first position detecting unit 161 and the second position detecting unit 162 decompose the positions of the first magnetic body 140 and the second magnetic body 150 into 12 bits and detect them, respectively. It can be composed of a chip (Chip) that can be.
  • the control unit 180 includes data corresponding to the target rotational speed of the drum 110 input through the input unit 170, the first resolution angle, and the second resolution angle, and the first position detection unit ( The location information of the first magnetic body 140 sensed by 161) and the location information of the second magnetic body 150 sensed by the second position sensor 162 are input.
  • the target number of rotations of the drum 110 may be set to the number of rotations of the drum 110 required from the state in which the bills are wound around the outer circumferential surface of the drum 110 and stored until the bills are rewound and completely discharged. .
  • the control unit 180 tracks the current rotational position of the drum 110 in comparison with previously stored test result values illustrated in FIGS. 5 to 7 based on the input data and location information, and Controls the driving of the drum driving unit 191 for rotationally driving the drum 110 so that the drum 110 is rotated to a set target position and the conveying path driving unit 192 for transporting bills.
  • the controller 180 controls the position of the first magnetic material 140 detected by the first position detecting unit 161 at the initial set position where the drum 110 stops, and the second position detecting unit 162. Based on the position of the second magnetic body 150 sensed by , the origins of the first magnetic body 140 and the second magnetic body 150 are stored.
  • the initial set position at which the drum 110 stops may be set to a position when the tape and banknotes wound around the drum 110 are all discharged from the drum 110 .
  • control unit 180 controls the first magnetic body 140 and the second magnetic body 150 detected by the first position detecting unit 161 and the second position detecting unit 162 while the drum is rotating. By comparing the change in position of the first magnetic body 140 and the second magnetic body 150 with the origin points, the number of revolutions of the drum 110 rotated from the origin, which is the initial set position, is calculated, and the drum 110 is currently rotated. By accurately determining the position, the drum 110 can be controlled to be rotated to the target position and stopped at the correct position.
  • the control unit 180 based on the data input through the input unit 170, the first cycle period, which is a value obtained by dividing the target rotation speed of the drum 110 by the first resolution angle, and the drum ( 110) is calculated by dividing the target rotation speed by the second resolution angle, and the least common multiple (lcm) of the first and second circulation periods is calculated to determine the first magnetic body 140 and the second circulation period.
  • the first cycle period which is a value obtained by dividing the target rotation speed of the drum 110 by the first resolution angle
  • the drum ( 110) is calculated by dividing the target rotation speed by the second resolution angle
  • the least common multiple (lcm) of the first and second circulation periods is calculated to determine the first magnetic body 140 and the second circulation period.
  • the least common multiple (lcm) can be calculated by a combination of [Equation 1] and [Equation 2] below.
  • a and b are the first cycle and the second cycle
  • lcm(a,b) is the least common multiple of the first cycle and the second cycle
  • gcd(a,b) is the first cycle and the second cycle.
  • the greatest common divisor of the cyclic period, Cn(t) represents the Ramanu sum function, and these equations 1 and 2 are known equations for calculating the least common multiple.
  • the control unit 180 controls the The rotational position of the drum 110 from the origin can be tracked by comparing the measured values detected by the first position detection unit 161 and the second position detection unit 162 with the previously measured origin.
  • the control unit 180 may calculate the deceleration/acceleration time of the drum 110 so that the drum 110 reaches the target number of revolutions and stops at the correct position.
  • control unit 180 may control the drum 110 to prevent overrun by setting a stop section of the drum 110 so that the drum 110 reaches a target number of revolutions and stops at the correct position.
  • FIG. 5 shows a case in which a third gear and a fourth gear are additionally included in addition to the first gear 120 and the second gear 130 .
  • the target number of rotations of the drum 110 is set to 360 rotations, and the goal is to detect 360 rotations in units of 1 degree.
  • the cycle period can be calculated for each gear as follows.
  • squares indicate the rotation period and origin for each gear.
  • the number of revolutions of the drum 110 until returning to the initial origin can be calculated by calculating the least common multiple as follows.
  • the cycle cycle for each gear can be calculated as follows.
  • the number of rotations of the drum 110 until returning to the initial origin can be calculated by calculating the least common multiple as follows.
  • 360 rotations can be detected in units of 1 degree by setting the resolution angles of the first gear and the second gear, which are more relaxed conditions, to 8 degrees and 45 degrees.
  • the target rotation speed of the drum 110 is set, the first resolution angle of the first position sensor 161 and the second resolution angle of the second position sensor 162 are set, While detecting the change in position of the first magnetic body 140 provided in the first gear 120 and the second magnetic body 150 provided in the second gear 120, the current drum 110 compares with the initially set origin. By accurately tracking this rotated position, the drum 110 can be precisely controlled to rotate to the set position, for example, the target rotational speed of the drum 110.
  • the rotation position of the drum 110 can be precisely controlled. It is possible to prevent the overrun phenomenon from shortening the life of the tape and improve the accumulation quality of banknotes.

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Abstract

금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치의 일 실시예는, 금융자동화기기에서 지폐가 저장되는 에스크로 유닛에 구비된 드럼이 회전되는 위치를 제어하기 위한 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치로서, 상기 드럼의 회전축의 일측에 결합된 제1기어; 상기 제1기어의 일측에 기어결합되는 제2기어; 상기 제1기어의 회전중심에 구비된 제1자성체; 상기 제2기어의 회전중심에 구비된 제2자성체; 상기 드럼의 회전에 의한 상기 제1자성체의 위치 변화를 설정된 제1분해능 각도 단위로 감지하는 제1위치감지부; 상기 드럼의 회전에 의한 상기 제2자성체의 위치 변화를 설정된 제2분해능 각도 단위로 감지하는 제2위치감지부; 및 상기 제1위치감지부에서 감지한 상기 제1자성체의 위치 변화와, 상기 제2위치감지부에서 감지한 상기 제2자성체의 위치 변화를 기준으로, 상기 드럼이 회전되는 위치를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치
본 발명은 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에스크로 유닛에 구비된 드럼이 회전되는 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 금융자동화기기에는 지폐의 입출금 시 지폐를 저장하기 위한 에스크로 유닛(Escrow unit)이 구비되어 있으며, 그 일례로 드럼에 테이프와 지폐를 감아서 저장하고, 릴을 감고 드럼을 되감아 지폐를 방출하고 테이프는 릴에 감는 방식으로 구성된 에스크로 유닛이 있다.
이와 같이 드럼과 릴을 구비한 에스크로 유닛에는 드럼이 회전되는 위치를 측정하고 제어하기 위한 장치가 구비된다. 종래 대표적인 드럼의 회전수 검출 장치로는, 회전되는 위치를 파악하는 방식에 따라서 인크리멘탈 엔코더(Incremental Encoder)와 앱솔루트 엔코더(Absolute Encoder)로 크게 분류할 수 있다.
종래의 인크리멘탈 엔코더는, 축을 중심으로 회전하는 물체의 회전 움직임의 변화량에 따라서 펄스(Pulse)수를 카운트하여 회전량을 검출하는 장치로서, 회전할 때마다 펄스의 횟수가 증가하여 물체의 회전 위치와 회전 속도를 측정하게 된다.
이와 같은 인크리멘탈 엔코더는, A상과 B상이 90도의 위상차를 가지고 있으며, 회전 원점을 검출하기 위해 1회전당 하나의 펄스가 얻어지는 원점 위상 결정용의 Z상이 있다. A상의 출력전압이 B상의 출력전압보다 90도 앞서게 되면 드럼이 정방향으로 회전하는 것이고, A상의 출력전압이 B상의 출력전압보다 90도 뒤지게 되면 드럼이 역방향으로 회전되는 것을 감지할 수가 있다. 그러나, 이와 같은 인크리멘탈 엔코더는 드럼의 원점 위상이 Z상 기준으로만 측정되기 때문에 전원이 오프(OFF)된 후에 다시 온(ON)된 상태에서 원점을 알 수 없게 되는 단점이 있다.
원점이 근본적으로 필요치 않은 장비 또는 부품의 경우 크게 상관이 없으나, 에스크로 유닛과 같이 드럼이 회전 관성에 의해 설정된 위치보다 더 회전되는 현상인 감가속 오버런(OVER RUN)이 반복될 경우 테이프의 길이가 늘어날 수 있는 장치의 경우에는, 기계적 오차와 회전 오차, 엔코더의 회전원판 슬롯의 배열 오차가 합쳐지면 측정범위의 오차가 더욱 커지게 된다.
이와 같이 오차가 커지게 되면, 회전하던 드럼이 정지되더라도 설정된 위치에 정확하게 정지되지 못하고 더욱 회전되어 오버런되거나, 이와 반대로 덜 회전될 수도 있으며, 이 경우 테이프의 수명이 조금씩 줄어들게 되는 문제점이 있다.
한편, 종래의 앱솔루트 엔코더는, 원판을 그 중심축을 중심으로 0도~360도로 일정한 비율로 분할하여 놓고, 분할된 위치마다 발생하는 전기적 신호를 지정하여 회전하는 물체의 회전 움직임을 감지하여 그 위치에 맞는 전기적 신호를 발생시켜 회전량을 검출하는 장치이다. 이와 같은 종래의 앱솔루트 엔코더는, 1회전(360도)당 분해능이 1.2도 정도가 최선의 분해능이지만, 종래 에스크로 유닛의 드럼의 경우 4도, 6도 또는 10도의 분해능을 가지고 있어 드럼이 회전된 위치를 정밀하게 제어하는데 한계가 있는 문제점이 있다.
또한, 종래의 앱솔루트 엔코더는, 사용할 때마다 원점(기준점)으로 복귀한 후에 사용해야 하며, 원판 형식의 이진(Binary) 부호화된 위치코드를 가지며 해당 위치를 읽는 방식을 적용하고 있으나, 정확한 원점의 위치로 복귀되도록 하기 위한 장치의 구조와 드럼이 회전된 위치를 정확하게 검출하기 위한 장치의 구조가 복잡하고, 이에 따라 장치의 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
종래 드럼과 릴을 구비한 에스크로 유닛과 관련된 선행기술은, 대한민국 등록특허 제10-1776306호에 공개되어 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 에스크로 유닛에 구비된 드럼의 절대적인 원점을 정밀하게 측정하여 목표로 하는 드럼의 회전 위치를 정확하게 제어할 수 있는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치는, 금융자동화기기에서 지폐가 저장되는 에스크로 유닛에 구비된 드럼이 회전되는 위치를 제어하기 위한 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치로서, 상기 드럼의 회전축의 일측에 결합된 제1기어; 상기 제1기어의 일측에 기어결합되는 제2기어; 상기 제1기어의 회전중심에 구비된 제1자성체; 상기 제2기어의 회전중심에 구비된 제2자성체; 상기 드럼의 회전에 의한 상기 제1자성체의 위치 변화를 설정된 제1분해능 각도 단위로 감지하는 제1위치감지부; 상기 드럼의 회전에 의한 상기 제2자성체의 위치 변화를 설정된 제2분해능 각도 단위로 감지하는 제2위치감지부; 및 상기 제1위치감지부에서 감지한 상기 제1자성체의 위치 변화와, 상기 제2위치감지부에서 감지한 상기 제2자성체의 위치 변화를 기준으로, 상기 드럼이 회전되는 위치를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 드럼이 정지한 초기 설정 위치에서 상기 제1위치감지부가 감지한 상기 제1자성체의 위치와 상기 제2위치감지부가 감지한 상기 제2자성체의 위치를 기준으로 상기 제1자성체와 제2자성체의 원점을 각각 저장하고, 상기 드럼이 회전하는 상태에서 상기 제1위치감지부와 제2위치감지부가 감지하는 상기 제1자성체와 제2자성체의 위치 변화를 상기 제1자성체와 제2자성체의 원점과 비교하여 상기 드럼이 상기 초기 설정 위치로부터 회전된 회전수를 산출하여 상기 드럼이 회전되는 위치를 제어할 수 있다.
상기 드럼의 목표 회전수와, 상기 제1분해능 각도, 및 상기 제2분해능 각도에 해당하는 데이터를 입력하는 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 입력부를 통해 입력되는 데이터를 기준으로, 상기 드럼의 목표 회전수를 상기 제1분해능 각도로 나눈 값인 제1순환주기와, 상기 드럼의 목표 회전수를 상기 제2분해능 각도로 나눈 값인 제2순환주기를 산출하고, 상기 제1순환주기와 상기 제2순환주기의 최소공배수를 산출하여 상기 제1자성체와 제2자성체가 설정된 원점으로 되돌아 올 때까지의 상기 드럼의 회전수를 산출함으로써, 상기 드럼이 현재 회전된 위치를 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 드럼이 상기 목표 회전수에 도달하여 정위치에서 정지되도록 상기 드럼의 감가속 시간을 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 드럼이 상기 목표 회전수에 도달하여 정위치에서 정지되도록 상기 드럼의 정지 구간을 설정하여 상기 드럼의 오버런이 방지되도록 제어할 수 있다.
상기 제1위치감지부와 상기 제2위치감지부는 각각 상기 제1자성체와 상기 제2자성체의 위치를 12BIT로 분해하여 감지하는 것으로 구성될 수 있다.
상기 제1기어와 상기 제2기어 중 적어도 하나는 앤티 백래쉬 기어로 구성할 수 있다.
상기 드럼이 정지한 초기 설정 위치는, 상기 드럼에 감겨 있던 테이프와 지폐가 상기 드럼으로부터 모두 방출된 상태일 때의 위치로 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치에 의하면, 드럼의 절대적인 원점을 정밀하게 측정하여 드럼의 감가속 시간을 정확하게 제어함으로써 드럼이 회전되는 위치를 정밀하게 제어할 수 있어, 드럼의 오버런 현상을 방지하여 테이프의 수명 단축을 방지하고, 지폐의 집적 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에스크로 유닛 제어 장치의 평면 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 에스크로 유닛 제어 장치의 측면 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 에스크로 유닛 제어 장치의 제어 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 에스크로 유닛 제어 단계를 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에스크로 유닛 제어 장치에서 4개 기어로 360회전 분해능 시 측정 데이터 표,
도 6과 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에스크로 유닛 제어 장치에서 2개 기어로 360회전 분해능 시 각 기어별 분해능 각도를 달리 설정한 경우의 측정 데이터 표.
** 부호의 설명 **
100 : 에스크로 유닛 제어 장치 110 : 드럼
111 : 회전축 120 : 제1기어
130 : 제2기어 131,132 : 탄성부재
140 : 제1자성체 150 : 제2자성체
161 : 제1위치감지부 162 : 제2위치감지부
170 : 입력부 180 : 제어부
191 : 드럼 구동부 192 : 반송로 구동부
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치(100)는, 금융자동화기기에서 지폐가 저장되는 에스크로 유닛에 구비된 드럼(110)이 회전되는 위치를 제어하기 위한 장치로서, 제1기어(120), 제2기어(130), 제1자성체(140), 제2자성체(150), 제1위치감지부(161), 제2위치감지부(162) 및 제어부(180)를 포함하여 구성된다.
지폐의 저장 시에는 상기 드럼(110)의 외주면에 이중의 테이프와 그 사이에 협지되는 지폐가 함께 감겨져 저장되고, 지폐의 방출 시에는 드럼(110)에 감겨 있던 테이프와 지폐가 드럼(110)으로부터 되감겨 풀어내어지며 드럼(110)으로부터 방출된다.
상기 제1기어(120)는 드럼(110)의 회전축(111)의 일측에 결합되고, 제1기어(120)의 회전중심에는 N극과 S극을 갖는 제1자성체(140)가 구비된다.
상기 제2기어(130)는 제1기어(120)의 일측에 기어결합되고, 제2기어(130)의 회전중심에는 N극과 S극을 갖는 제2자성체(150)가 구비된다.
상기 제1기어(120)와 제2기어(130) 중 적어도 하나는 앤티 백래쉬(Anti-Backlash) 기어로 구성할 수 있다. 일 실시예로, 상기 제2기어(130)에는 회전중심의 양측에 탄성부재(131,132)가 구비되어 제2기어(130)를 일방향으로 회전되도록 탄성력을 작용함으로써, 제1기어(120)와 제2기어(130)가 서로 맞물린 잇면 사이에 간극(Backlash)이 발생하지 않도록 하여 잇면 사이에서의 기계적 오차를 최소화 할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 드럼(110)이 회전되면, 드럼(110)의 회전축(111)에 연결된 제1기어(120)와, 상기 제1기어(120)에 기어결합된 제2기어(130)가 연동하여 회전하게 되고, 제1기어(120)에 구비된 제1자성체(140)와 제2기어(130)에 구비된 제2자성체(150) 또한 회전되는 위치(위상)가 변하게 된다.
상기 제1위치감지부(161)는 제1자성체(140)와 대면하는 위치에 소정 간극을 두고 구비되어 제1자성체(140)의 위치 변화를 감지하고, 상기 제2위치감지부(162)는 제2자성체(150)와 대면하는 위치에 소정 간극을 두고 구비되어 제2자성체(150)의 위치 변화를 감지한다.
상기 제1위치감지부(161)는 드럼(110)의 회전에 의한 제1자성체(140)의 위치 변화를 설정된 제1분해능 각도 단위로 감지하고, 상기 제2위치감지부(162)는 드럼(110)의 회전에 의한 제2자성체(150)의 위치 변화를 설정된 제2분해능 각도 단위로 감지한다.
일 실시예로, 상기 제1위치감지부(161)와 제2위치감지부(162)는, 각각 상기 제1자성체(140)와 상기 제2자성체(150)의 위치를 12BIT로 분해하여 감지할 수 있는 칩(Chip)으로 구성될 수 있다. 이 경우, 제1위치감지부(161)와 제2위치감지부(162)는 1회전을 212=4096으로 나눈 각도, 즉 (360도/4096)≒0.09도의 분해능으로 제1자성체(140)와 제2자성체(150)의 위치를 정밀하게 감지할 수 있다.
상기 제어부(180)에는, 입력부(170)를 통하여 입력되는 드럼(110)의 목표 회전수와, 상기 제1분해능 각도, 및 상기 제2분해능 각도에 해당하는 데이터와, 상기 제1위치감지부(161)가 감지한 제1자성체(140)의 위치 정보, 및 상기 제2위치감지부(162)가 감지한 제2자성체(150)의 위치 정보가 입력된다. 일 실시예로, 상기 드럼(110)의 목표 회전수는 드럼(110)의 외주면에 지폐가 감겨져 저장된 상태로부터 지폐가 되감겨져 완전히 방출될 때까지 필요한 드럼(110)의 회전수로 설정될 수 있다.
상기 제어부는(180)는, 상기 입력된 데이터와 위치 정보를 기준으로, 도 5 내지 도 7에 예시된 사전에 저장되어 있는 테스트 결과값과 대비하여 현재 드럼(110)이 회전된 위치를 추적하고, 드럼(110)이 설정된 목표 위치까지 회전되도록 드럼(110)을 회전 구동하는 드럼 구동부(191)와, 지폐를 반송하는 반송로 구동부(192)의 구동을 제어한다.
상기 제어부(180)는, 상기 드럼(110)이 정지한 초기 설정 위치에서 상기 제1위치감지부(161)가 감지한 제1자성체(140)의 위치와, 상기 제2위치감지부(162)가 감지한 제2자성체(150)의 위치를 기준으로, 상기 제1자성체(140)와 제2자성체(150)의 원점을 저장한다. 일 실시예로, 상기 드럼(110)이 정지한 초기 설정 위치는, 상기 드럼(110)에 감겨 있던 테이프와 지폐가 상기 드럼(110)으로부터 모두 방출된 상태일 때의 위치로 설정될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(180)는, 상기 드럼이 회전하는 상태에서 상기 제1위치감지부(161)와 제2위치감지부(162)가 감지하는 제1자성체(140)와 제2자성체(150)의 위치 변화를 상기 제1자성체(140)와 제2자성체(150)의 원점과 비교하여, 드럼(110)이 초기 설정 위치인 원점으로부터 회전된 회전수를 산출하여 현재 드럼(110)이 회전된 위치를 정확히 파악함으로써 드럼(110)이 목표로 하는 위치까지 회전되어 정확한 위치에서 정지될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(180)는, 상기 입력부(170)를 통해 입력되는 데이터를 기준으로, 상기 드럼(110)의 목표 회전수를 상기 제1분해능 각도로 나눈 값인 제1순환주기와, 상기 드럼(110)의 목표 회전수를 상기 제2분해능 각도로 나눈 값인 제2순환주기를 산출하고, 상기 제1순환주기와 제2순환주기의 최소공배수(lcm)를 산출하여 제1자성체(140)와 제2자성체(150)가 설정된 원점으로 되돌아 올 때까지의 드럼(110)의 회전수를 산출함으로써, 드럼(110)이 현재 회전된 위치와, 앞으로 더욱 회전될 회전수를 산출할 수 있다.
상기 최소공배수(lcm)는 아래 [수학식 1]과 [수학식 2]의 조합에 의해 산출될 수 있다. 아래 식에서 a, b는 제1순환주기와 제2순환주기, lcm(a,b)는 제1순환주기와 제2순환주기의 최소공배수, gcd(a,b)는 제1순환주기와 제2순환주기의 최대공약수, Cn(t)는 라마누잔합 함수를 나타낸 것이며, 이들 수학식 1, 2는 최소공배수를 산출하기 위한 공지된 수학식이다.
Figure PCTKR2022017639-appb-img-000001
Figure PCTKR2022017639-appb-img-000002
도 4를 참조하면, 상기 입력부(170)를 통하여 제1위치감지부(161)와 제2위치감지부(162)에 분해능을 설정하고 드럼(110)을 회전시키게 되면, 제어부(180)는 제1위치감지부(161)와 제2위치감지부(162)에서 감지되는 측정값과 기 측정된 원점을 상호 비교하여 드럼(110)이 원점으로부터 회전된 위치를 추적할 수 있으며, 이를 기준으로 하여 제어부(180)는 드럼(110)이 목표 회전수에 도달하여 정위치에서 정지되도록 상기 드럼(110)의 감가속 시간을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부(180)는 드럼(110)이 목표 회전수에 도달하여 정위치에서 정지되도록 드럼(110)의 정지 구간을 설정하여 상기 드럼(110)의 오버런이 방지되도록 제어할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치(100)를 이용한 드럼(110)의 위치 제어 과정에 대한 실시예를 설명한다.
도 5에 나타낸 실시예는, 제1기어(120)와 제2기어(130) 이외에 추가적으로 제3기어와 제4기어를 더 포함하는 경우를 나타낸 것이다.
본 실시예는 드럼(110)의 목표 회전수를 360회전으로 설정하고, 360도 회전을 1도 단위로 감지하는 것을 목표로 한 경우이다.
4개의 기어로 드럼(110)의 360회전을 1도 단위로 감지하는 것을 목표로 하는 경우, 아래와 같이 각 기어별로 순환주기를 산출할 수 있다.
제1기어 = 45도 분해능 각도 → 360회전/45도 = 제1순환주기 8
제2기어 = 36도 분해능 각도 → 360회전/36도 = 제2순환주기 10
제3기어 = 30도 분해능 각도 → 360회전/30도 = 제2순환주기 12
제4기어 = 20도 분해능 각도 → 360회전/20도 = 제2순환주기 18
도 5 내지 도 7에서 사각형으로 표기한 것은 각 기어별 순환주기 및 원점을 나타낸 것이다.
위와 같이 4개의 기어로 조합을 맞출 경우 아래와 같이 최소공배수를 산출하여 초기 원점으로 되돌아올때까지의 드럼(110)의 회전수를 산출할 수 있다.
lcm(8, 10, 12, 18) = ｜8*10*12*18｜/gcd(8, 10, 12, 18) = 360회전
위와 같이 4개의 기어로 알고리즘을 작성하여 진행하게 되면 원가적으로 손해는 물론이고, 여러 기어를 조합함에 따른 백래쉬에 의해 누적오차도 발생하게 되므로, 이하에서는 2개의 기어로 분해능의 폭을 줄인 실시예를 설명하기로 한다.
도 6에 나타낸 실시예는, 제1기어(120)와 제2기어(130)를 조합하고, 360회전을 1도 단위로 감지하는 것을 목표로 하는 경우, 아래와 같이 각 기어별로 순환주기를 산출할 수 있다.
제1기어 = 8도 분해능 각도 → 360회전/8도 = 제1순환주기 45
제2기어 = 15도 분해능 각도 → 360회전/15도 = 제2순환주기 24
위와 같이 2개의 기어로 조합을 맞출 경우 아래와 같이 최소공배수를 산출하여 초기 원점으로 되돌아올때까지의 드럼(110)의 회전수를 산출할 수 있다.
lcm(45, 24) = ｜45*24｜/gcd(45, 24) = 360회전
위의 예시 이외에 좀 더 완화된 조건인 제1기어와 제2기어의 분해능 각도를 8도, 45도로 설정하여 360회전을 1도 단위로 감지할 수도 있다.
제1기어 = 8도 분해능 각도 → 360회전/8도 = 제1순환주기 45
제2기어 = 45도 분해능 각도 → 360회전/45도 = 제2순환주기 8
lcm(45, 8) = ｜45*8｜/gcd(45, 8) = 360회전
다른 실시예로, 정밀도를 높여 360회전을 0.5도 단위로 설정하고자 하는 경우에는 도 7에 나타낸 바와 같이 제1기어의 분해능 각도를 8도로 설정하고, 제2기어의 분해능 각도를 22.5도로 설정할 수 있으며, 이 경우 아래와 같이 드럼(110)이 720회전하게 되면 다시 원점으로 복귀하게 된다.
제1기어 = 8도 분해능 각도 → 360회전/8도 = 제1순환주기 45
제2기어 = 22.5도 분해능 각도 → 360회전/22.5도 = 제2순환주기 16
lcm(45, 16) = ｜45*16｜/gcd(45, 16) = 720회전
상기와 같이 본 발명에서는 드럼(110)의 목표 회전수를 설정하고, 제1위치감지부(161)의 제1분해능 각도와, 제2위치감지부(162)의 제2분해능 각도를 설정하고, 제1기어(120)에 구비된 제1자성체(140)와, 제2기어(120)에 구비된 제2자성체(150)의 위치 변화를 감지하면서 초기 설정된 원점과 상호 대비하여 현재 드럼(110)이 회전된 위치를 정확하게 추적함으로써, 드럼(110)이 설정된 위치, 예를들어 드럼(110)의 목표 회전수까지 회전되도록 정밀하게 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 드럼(110)의 절대적인 원점을 정밀하게 측정하여 드럼(110)의 감가속 시간을 정확하게 제어함으로써 드럼(110)이 회전되는 위치를 정밀하게 제어할 수 있어, 드럼(110)의 오버런 현상을 방지하여 테이프의 수명 단축을 방지하고, 지폐의 집적 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 금융자동화기기에서 지폐가 저장되는 에스크로 유닛에 구비된 드럼이 회전되는 위치를 제어하기 위한 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치로서,
    상기 드럼의 회전축의 일측에 결합된 제1기어;
    상기 제1기어의 일측에 기어결합되는 제2기어;
    상기 제1기어의 회전중심에 구비된 제1자성체;
    상기 제2기어의 회전중심에 구비된 제2자성체;
    상기 드럼의 회전에 의한 상기 제1자성체의 위치 변화를 설정된 제1분해능 각도 단위로 감지하는 제1위치감지부;
    상기 드럼의 회전에 의한 상기 제2자성체의 위치 변화를 설정된 제2분해능 각도 단위로 감지하는 제2위치감지부; 및
    상기 제1위치감지부에서 감지한 상기 제1자성체의 위치 변화와, 상기 제2위치감지부에서 감지한 상기 제2자성체의 위치 변화를 기준으로, 상기 드럼이 회전되는 위치를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드럼이 정지한 초기 설정 위치에서 상기 제1위치감지부가 감지한 상기 제1자성체의 위치와 상기 제2위치감지부가 감지한 상기 제2자성체의 위치를 기준으로 상기 제1자성체와 제2자성체의 원점을 각각 저장하고, 상기 드럼이 회전하는 상태에서 상기 제1위치감지부와 제2위치감지부가 감지하는 상기 제1자성체와 제2자성체의 위치 변화를 상기 제1자성체와 제2자성체의 원점과 비교하여 상기 드럼이 상기 초기 설정 위치로부터 회전된 회전수를 산출하여 상기 드럼이 회전되는 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드럼의 목표 회전수와, 상기 제1분해능 각도, 및 상기 제2분해능 각도에 해당하는 데이터를 입력하는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 입력부를 통해 입력되는 데이터를 기준으로, 상기 드럼의 목표 회전수를 상기 제1분해능 각도로 나눈 값인 제1순환주기와, 상기 드럼의 목표 회전수를 상기 제2분해능 각도로 나눈 값인 제2순환주기를 산출하고, 상기 제1순환주기와 상기 제2순환주기의 최소공배수를 산출하여 상기 제1자성체와 제2자성체가 설정된 원점으로 되돌아 올 때까지의 상기 드럼의 회전수를 산출함으로써, 상기 드럼이 현재 회전된 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 드럼이 상기 목표 회전수에 도달하여 정위치에서 정지되도록 상기 드럼의 감가속 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 드럼이 상기 목표 회전수에 도달하여 정위치에서 정지되도록 상기 드럼의 정지 구간을 설정하여 상기 드럼의 오버런이 방지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1위치감지부와 상기 제2위치감지부는 각각 상기 제1자성체와 상기 제2자성체의 위치를 12BIT로 분해하여 감지하는 것을 특징으로 하는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1기어와 상기 제2기어 중 적어도 하나는 앤티 백래쉬 기어인 것을 특징으로 하는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 드럼이 정지한 초기 설정 위치는, 상기 드럼에 감겨 있던 테이프와 지폐가 상기 드럼으로부터 모두 방출된 상태일 때의 위치로 설정되는 것을 특징으로 하는 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치.
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