Wir verwenden Cookies, um Inhalte und Anzeigen zu personalisieren, Funktionen für soziale Medien anbieten zu können und die Zugriffe auf unsere Website zu analysieren. Außerdem geben wir Informationen zu Ihrer Verwendung unserer Website an unsere Partner für soziale Medien, Werbung und Analysen weiter. Unsere Partner führen diese Informationen möglicherweise mit weiteren Daten zusammen, die Sie ihnen bereitgestellt haben oder die sie im Rahmen Ihrer Nutzung der Dienste gesammelt haben. Sie geben Einwilligung zu unseren Cookies, wenn Sie unsere Webseite weiterhin nutzen.
I agree Tell me more

| Roding, Germany

Automatisierte Detektion von Münzfälschungen

MB COIN INSPECT FLEX LAB


Mühlbauers COIN INSPECT FLEX LAB: Tiefenanalyse von Münzen

Das Fälschen von Münzen ist so alt wie die Erfindung der Münze selbst. Heutzutage sollen anspruchsvolle Prägungen, Sicherheitsfeatures und gut durchdachte Legierungen den Fälschern das Leben schwermachen. Dennoch landen nach wie vor unechte Münzen in Automaten und Geldbörsen. Insgesamt stellte die Deutsche Bundesbank im Jahr 2019 rund 42.100 falsche Euromünzen im Zahlungsverkehr fest.  Die Automatisierung der Falschmünzenerkennung unterstützt Banken dabei, Fälschungen aus dem Umlauf zu entfernen. Im selben Prozess können auch Umlaufmünzen, die nicht mehr für den Zahlungsverkehr geeignet sind, aussortiert werden. 

Fälscher gehen unterschiedliche Wege, aber kaum einer ist in jedem Bereich perfekt. Entweder verraten sie sich durch Mängel in Maßhaltigkeit und Prägung oder Abweichungen in der Legierung. Daraus folgt, dass eine zuverlässige Inspektion möglichst alle Eigenschaften einer Münze abdecken muss: optische wie Maße, Vorder-/Rückseitenprägung, Jahreszahl und Randprägung, ebenso wie Materialstruktur, elektromagnetische Signatur und Gewicht.



Nicht jedes Prüfverfahren kann in schnellen Prozessen eingesetzt werden. Grundsätzlich muss daher zwischen großvolumigen Inspektionslösungen und Laborlösungen unterschieden werden. Optische Methoden können in asynchronen Prozessen eingesetzt werden und die hohen Taktraten moderner Kameras ermöglichen problemlos Durchsätze von bis zu 1500 Münzen pro Minute. Münzprüfmaschinen wie die COIN INSPECT FLEX der Firma Mühlbauer aus Roding arbeiten mit zwei Spuren, wodurch sich der Durchsatz noch verdoppelt. Ursprünglich wurde diese Maschine zur Qualitätsprüfung in der Münzproduktion entwickelt. Der Schritt zur Fälschungserkennung lag jedoch nahe, weil sich Fälschungen im Prinzip durch Qualitätsabweichungen in Material und Ausführung äußern.

Da das Reflexionsverhalten von Münzen je nach Währung, Material und Abnutzung stark variieren kann und sich zudem farbliche Abweichungen (z.B. Verfärbungen) und Prägefehler (z.B. zu flache Prägung) sehr unterschiedlich verhalten können, werden verschiedene Beleuchtungstechniken eingesetzt. Für die Inspektion des Reliefs arbeitet die COIN INSPECT FLEX im Dunkelfeldbereich; das Licht trifft sehr flach auf die Münzoberfläche auf, dabei erscheint die spiegelnde Oberfläche im monochromen Kamerabild dunkel, das Relief dagegen hell. So lässt sich nicht nur das Prägebild exakt abbilden und mit einer Referenz abgleichen. Auch mechanische Fehler treten als helle Abweichungen deutlich zu Tage. Eine Besonderheit in diesem Bereich ist die Visualisierung der Randprägung, die normalerweise von oben nicht möglich ist. Die COIN INSPECT FLEX setzt hier als einzige Maschine eine Spiegeloptik ein, die es ermöglicht, das Gesamtbild der Münze in einer Aufnahme darzustellen und zu analysieren. Auf diese Weise lässt sich die Randkontrolle in einen schnellen Prüfprozess integrieren. Für Inspektionen im Farbbereich trifft das Licht senkrecht auf die Münzoberfläche. Die so erzeugten Bilder ähneln der menschlichen Wahrnehmung einer Münze und dienen der Erkennung von Farbabweichungen oder Fehlern, die sich durch eben solche Variationen äußern. Zuverlässig reproduzierbar ist die Detektion von Fehlergrößen ab 0,01 mm2.

Von links nach rechts:
Röntgen, Konduktivitätsmessung, Wiegen

Ergebnisbeispiele: optische Analyse und Röntgen
(die rot angezeigten Elemente sind außerhalb der Spezifikation)

 

Die Überprüfung der Maßhaltigkeit wird ebenso in einem schnellen, optischen Verfahren realisiert. Hierbei wird üblicherweise die Münze hinterleuchtet und als scharfkantiger Schattenriss abgebildet. Bei der COIN INSPECT FLEX liegt die Münze auf einem semitransparenten Band, wodurch die Lagekontrolle besonders zuverlässig ist. Ebenfalls über eine Spiegeloptik wird die Münze sowohl von oben als auch von der Seite erfasst und der Durchmesser mit einer Präzision von ± 0,040 mm und die Dicke mit einer Präzision von ± 0,025 mm bestimmt.

Keine optische Methode, aber ebenfalls in schnellen Prozessen einsetzbar, ist die Bestimmung der elektromagnetischen Signatur (EMS). Die hierfür eingesetzten Sensoren arbeiten berührungsfrei und dynamisch mit verschiedenen Frequenzen, transmissiv und reflektiv. Das Prinzip ist schon seit einiger Zeit von Münzautomaten bekannt. Die Induktivprüfung liefert wichtige Erkenntnisse über die Materialstruktur der Münze und kann in gewissen Grenzen auch Aussagen über die Dicke der Beschichtung ermöglichen. Die elektromagnetische Signatur gibt allerdings keine absoluten Werte, sondern nur eine Art von Fingerabdruck der Münze aus. Befindet sich das Ergebnis außerhalb des für die erwartete Zusammensetzung definierten Fensters, ist dies als Hinweis auf eine Fälschung zu sehen.


Mit optischen Mitteln und EMS können also Falschmünzen bereits sehr zuverlässig detektiert werden. Um zusätzliche Informationen zu erlangen, kann man jedoch tiefer in die Münze eindringen, ohne sie zu beschädigen. Hierfür stehen Verfahren zur Verfügung, die allerdings nicht bei hohen Geschwindigkeiten durchgeführt werden können und daher eher in Laborlösungen eingesetzt werden. Dazu zählen die Messung der elektrischen Leitfähigkeit (Konduktivität) und Untersuchungen mit Röntgenfluoreszenz.  Die Maschine COIN INSPECT FLEX LAB der Firma Mühlbauer kombiniert diese Techniken mit den zuvor beschriebenen optischen Methoden. Sie kann sowohl bei hohen Geschwindigkeiten für rein optische und elektromagnetische Untersuchungen laufen, als auch in einem langsameren, getakteten Prozess zusätzlich Konduktivitätsmessungen und Röntgenaufnahmen durchführen. Diese Verfahren werden zur Analyse der Materialstruktur genutzt.

Für die Konduktivitätsmessung wird für wenige Sekunden ein Sensorkopf auf die Oberfläche der Münze gesetzt. Gemessen wir die Fähigkeit des Stoffes, elektrischen Strom bei verschiedenen Frequenzen zu leiten. Das Ergebnis wird als absoluter Wert in MS/m oder in %IACS ausgegeben. %IACS ist eine insbesondere in den USA gebräuchliche Einheit und bezeichnet die Leitfähigkeit relativ zu reinem Kupfer.

Die genaueste Methode zur Analyse der Münzlegierung und in gewissen Grenzen der Dicke der Beschichtung ist das Röntgenverfahren. Hierbei wird das Material der Münze mit der breitbandigen Bremsstrahlung aus einem 40 keV-Elektronenstrahl angeregt. Dabei dringt keine Strahlung nach außen, es geht also keine Gefährdung für den Bediener von dem Gerät aus. Die Messung gibt die relativen Masseanteile der einzelnen Elemente mit einer Genauigkeit von << 1 Masse% aus. Auf diese Weise sind selbst kleinste Beimischungen fremder Elemente oder Mengenabweichungen erkennbar. Das Gerät misst ab einer Ordnungszahl von zwölf, also Magnesium.

Ein weiteres Verfahren zur Überprüfung der Münze wird gerne vergessen, da es so naheliegend ist: das Wiegen. Ein abweichendes Gewicht ist ein deutlicher Hinweis auf eine Fälschung. Es besteht natürlich die Möglichkeit, dass die gefälschte Münze Beimengungen enthält, die in der Summe dasselbe Gewicht ergeben wie die originäre Legierung. Dennoch ist das Wiegen mit einer Genauigkeit von ± 1 mg ein geeignetes Verfahren zur Erkennung von gefälschten Münzen und daher ebenfalls Bestandteil von Mühlbauers COIN INSPECT FLEX LAB.

An Ende des Inspektionsvorgangs werden alle Prüfergebnisse in Korrelation zueinander bewertet. Das Ergebnis ist daher besonders sicher.  Während großvolumige Inspektionsmaschinen vor allem für das Aussortieren ungeeigneter Münzen verwendet werden, kann die COIN INSPECT FLEX LAB darüber hinaus zum Aufbau umfangreicher Datenbanken, für Kalibrierungssimulationen und Deep Learning Prozesse eingesetzt werden. Sie ist die zurzeit wohl vielseitigste Münzprüfung, die je gebaut wurde. 

 

 

Press Contact:

Lara Schmaus

Phone: +49 9461 952 – 1579

Email: Lara.Schmaus@muehlbauer.de