낙하 충돌을 고려한 금융자동화기기 카세트의 설계 가이드

Abstract

금융자동화기기(Automatic Teller Machine, 이하 ATM)는 지폐의 입출금 등의 금융 서비스를 제공할 수 있는 기계 장치이며, 이를 위해 지폐를 보관하는 장치가 필요하다. ATM 카세트는 ATM으로 들어온 지폐를 저장하거나 분출하는 보관함 역할을 한다. 하지만 ATM 카세트에 저장된 지폐가 부족하거나 포화상태가 되면 주기적으로 교체가 필요하다[1][1]. 이때, ATM 카세트는 지폐를 운반하는 용도로 사용되며, 운반 중에 부주의로 인한 낙하 사고가 빈번히 발생한다. 이 사고는 ATM 카세트의 변형 및 파손으로 이어지며 기능상의 문제를 유발하므로 구조물의 안전성 확보가 필요하다. ATM 카세트는 외부 완충재가 없고 부품의 기능적 요구 때문에 부품의 위치 변경이 어렵다. 구조물 내부에 보강재를 설치하기 위한 공간이 협소한 특징이 있으므로 기존의 강도 향상 설계 방법을 그대로 적용하기에 무리가 있다. 본 연구에서는 ATM 카세트와 같은 구조적 제약 특징이 있는 구조물을 설계하기 위한 가이드를 제안한다. 제안한 설계 가이드는 유한요소 해석을 통한 파손 원인 및 경위 분석과 구조 최적설계 방법을 이용한다. 우선 구조물의 낙하 충돌해석으로부터 파손 원인 및 경위 분석을 수행한다. 내부 부품 간의 충돌로 인해 파손이 일어나는 부품은 충돌을 방지할 수 있는 설계를 지향하고, 그 밖의 구조적으로 취약하거나 취약할 것으로 예상되는 부분은 치수 및 형상을 변경함으로써 강도 향상 설계 보강안을 도출한다. 이 과정에서 파손 부품의 개선을 위해, 파손되지 않은 부품이 보강될 수도 있다. 그 후, 구조 최적설계 방법을 적용하여 남은 파손 부품을 시스템 관점에서 재설계하고 최종 보강 설계안을 도출한다. 전체 과정을 ATM 카세트의 강도 향상을 위한 설계 가이드로서 제안한다. 설계 가이드를 적용한 ATM 카세트의 구조 설계를 수행하고 제안한 설계 가이드의 유용성을 검증하였다.; These days, the automatic teller machine (ATM) is quite popular to replace the simple tasks of bank tellers. A cassette in an ATM is a box that stores the banknotes. The ATM cassette is required to be periodically replaced as the bills are scarce or saturated. A delivery man usually carries the cassettee by hand and often drops the cassette. Dropping accidents can cause a malfunction of the cassette. Thus the design process of the cassette should consider not only its original function in the ATM but also the safety problem for the dropping accidents. Structural design is required to prevent deformation and damage of the ATM cassette. The ATM cassette generally does not have shock-absorbing devices. Changing the position of the parts to improve the strength is quite difficult because of its original function. A design guide for the ATM cassette is developed by analysis of the causes of damage and structural optimization. First, the fundamental causes of damage are identified by performing nonlinear dynamic analysis. Using the results of the analysis, collisions among the interior parts are prevented as much as possible, and the other weak parts are reinforced by adjusting the size and shape of the corresponding structure. Second, structural optimization is employed for the resultant design of the first process. A design process is proposed using the new design guide. The structural design of an ATM cassette is carried out, and the usefulness of the proposed design guide is discussed.