Automaatjes: Een Amerikaanse Industriemacht van $36,6 Mrd

Achtergrond

Van bescheiden begintjes met één cent zijn de automaatexploitaties in de Verenigde Staten uitgegroeid tot een industrie van $36,6 miljard. In 1999 waren blikjes frisdrank de topsellers van de sector met $15,7 miljard omzet, good voor 42,9% van de bruto omzet. Verpakte snoepgoed en snacks kwamen op de tweede plaats met 19,7% van de markt en $7,2 miljard omzet. In 1999 werden meer dan 857.000 muntenbediende automaatjes geproduceerd en geleverd. Meer dan de helft (477.102) waren gekoelde units voor blikjes en flessen frisdrank.

Automaten staan voor een aanzienlijk deel van de omzet en winst van frisdrankbotteliers en snacksproducenten. In 2000 genereerden automaatjes 14% van de totale horeca-omzet op locaties als collegecampussen, fabrieken, bedrijven, ziekenhuizen en scholen. Botteliers betalen colleges, scholen en andere instellingen miljoenen dollars voor exclusieve rechten om automaatjes op campusplaatsen te plaatsen. Verkochte frisdrank via automaten mag maar 15% van de totale jaaromzet van een bottelier uitmaken, maar kan wel gemakkelijk de helft van de jaarwinst voor zijn rekening komen.

Geschiedenis

De eerste gedocumenteerde automaat dateert uit ca. 215 v.Chr., toen de wiskundige Hero een apparaat uitvond dat bronsmunten accepteerde en heilig water afgif in de tempels van Alexandrië, Egypte. In 1076 n.Chr. ontwikkelden Chinese uitvinders een muntenbediende potloodautomaat. Muntengeactiveerde tabaksdozen verschenen in Engelse tavernes tijdens de 1700s.

De Amerikaanse overheid begon in 1896 octrooien te verlenen voor muntenbediende automaten. Echter, pas in 1888 werd het automatisch verkopen een levensvatbare markt in de VS. In dat jaar ontwikkelde de Adams Gum Company kauwgomautomaten die op verhoogde treinstations in New York City werden geplaatst. De machines gaven een stukje tutti-frutti kauwgom voor één cent.

In 1926 vond William Rowe een sigarettenautomaat die een trend zette naar duurdere artikelen, waaronder frisdrank- en nickel-snoepautomaten die zich door de late jaren 20 en 30 ontwikkelden. Koffieautomaten kwamen in 1946, en gekoelde broodje-automaten volgden in 1950. In 1984 introduceerde Automatic Products International, Ltd. (APi) een automaat die verse koffiebonen malde en zette.

Praktisch alles wat verkocht kan worden, is op een of ander moment al in een automaat gezet. De eerste drankautomaat, gedateerd 1890 in Parijs, Frankrijk, bood bier, wijn en sterke drank. Artikelen die in automaten zijn gevonden, omvatten kleding, bloemen, melk, sigaren en sigaretten, postzegels, condooms, eau de cologne, honkbalkaarten, boeken, levende aas voor vissers, stripboeken, cassettes en cd's, loterijkaarten, en camera's en film. Sommige moderne automaten geven warme maaltijden zoals pizza, popcorn en zelfs frietjes.

Grondstoffen

Automaatjes worden voornamelijk geconstrueerd uit vier hoofgrondstoffen: verzinkte staal, Lexan of andere kunststof, acrylaat poedercoatings, en polyurethane isolatie.

Het grootste deel van de machine bestaat uit verzinkte staal variërend van 10 tot 22 gauge in dikte. De dikere gauges worden gebruikt voor de buitenkast, externe deuren en de interne tank. Dunner staal dient voor interne deuren en platen, blikstapels, en mechanismen zoals muntvalidators en productenschotten.

Lexan, een zwaar polycarbonaat kunststof, wordt gebruikt in de frontpanelen van de automaat. Lexan-vel in automaten variëren meestal van 0,13 inch (3,18 mm) tot 0,25 inch (6,35 mm) in dikte. Lexan is zeer moeilijk te breken, brandvertragend, relatief gemakkelijk te vormgeven, en kan behandeld worden om UV-straling, licht en warmteoverdracht te beperken. Productlogo's, namen en illustraties worden op Lexan-vel gescreendrukt, die in kanalen in de deuren van de automaten worden geplaatst.

Acrylaat poedercoatings zijn gekleurde poeders die gebruikt worden om de oppervlaktes van automaten te 'verven'. Het poeder wordt in een uniforme laag aangebracht en tijdens het productieproces ingebakken. Acrylaatcoatings weerstaan de tand des tijds, weer en misbruik beter dan nat aangebrachte verf. Bovendien voldoen acrylaatpoeders gemakkelijker aan overheids milieuvoorschriften.

Polyurethane schuim voorziet in de isolatie aan de binnenkant van de automaat. Het schuim wordt tussen de buitenkast en de interne tank van de machine geblazen, waar het uithardt tot een zeer zacht, rigide materiaal. Naast thermische isolatie voegt het stijve schuim structurele stabiliteit toe aan zowel de kast als de tank van de machine.

Sommige fabricanten, zoals Dixie-Narco, produceren ook de ingewikkelde elektronische apparaten die in automaten worden gebruikt, terwijl anderen ze kant-en-klaar kopen en installeren als onderdeel van het productieproces. Deze componenten omvatten biljet- en muntvalidators, computerbesturingsborden, koelunits en verlichting.

Ontwerp

Het basisontwerp van een automaat begint met de kast, de stalen buitenhuls die alle interne componenten bevat en de algehele grootte en vorm van de machine bepaalt. Binnenin de kast zit een stalen binnenbekleding genaamd de tank. De tank en de kast passen nauw aan elkaar, met net genoeg ruimte ertussen voor een laag polyurethane schuimisolatie. In combinatie helpen de tank en de schuimisolatie de interne temperaturen stabiel te houden en producten te beschermen tegen temperatuur-extremen buiten de kast. Hoewel alle producten en uitlevermechanismen in de kast zitten, zijn ze in de strikte zin eigenlijk binnen de tank geïnstalleerd.

De buitenoppervlaktes van de kast worden voorzien van een acrylaat poederfinish die ingebakken wordt. Poedercoatings maken de machine bestand tegen extreme temperaturen, zout of zand, misbruik door klanten, en andere omstandigheden die hoge oppervlakte-duurzaamheid vereisen.

Om producten op te slaan en uit te leveren, worden blikvoederstapelkolommen of voederschotten in de machine geïnstalleerd. Elk schot is uitgerust met een grote draaiende draadspiraal die de producten vasthoudt. Voederschotten schuiven in en uit de machine voor eenvoudig onderhoud en heraanvulling van goederen. De voederstapels en schotten bevatten ook de motorbesturingen die de producten fysiek voorwaarts duwen tot ze uit de stapel vrijkomen en in het toegangsvak vallen. Wanneer een klant een product selecteert, draait een rotor en schuift een enkel item vooruit, waarbij blikjes of flessen één voor één vallen. Op dezelfde manier draaien spiralen op snoepgoedschotten en duwen producten voorwaarts tot ze van het schot vallen.

Sommige automaten, vooral koude drankautomaten, hebben twee deuren. De interne deur afdicht de binnenkant van de machine en biedt extra isolatie. De buitenste deur bevat de elektronische besturingen die klanten toestaan om goederen te kopen en te ontvangen. De buitenste deur bevat ook signaletische en illustraties, meestal gescreendrukt op een paneel Lexan dat in het frontpaneel van de deur past. Verlichting voor het frontpaneel wordt meestal achter de Lexan-panelen geïnstalleerd. De buitenste deur omvat zware haspen, sloten en scharnieren om diefstal en vandalisme te weerhouden.

Elektronische componenten, zoals munt- en biljetvalidators, testen munten en scannen biljetten die zijn ingevoerd om te verzekeren dat het geld echt is en in het juiste bedrag. Een paneel met besturingsknoppen laat klanten hun selecties maken. Deze knoppen zijn verbonden met de motorbesturingen van de voederstapels en schotten, wat de rotoren activeert die producten naar de bakken vrijgeven. Wisselgeldmechanismen houden hoeveelheden munten en geven het juiste wisselgeld na een selectie. Recentere machines kunnen ook kaartvalidators bevatten voor het accepteren van pin- en creditcards, LCD-panelen met prijsinformatie en machinestatus, en spraakchips die transactiedetails per stem aan klanten doorgeven.

Ontwijzigingen komen het meest voor in de mechanismen voor het hanteren en uitleveren van het enorme aantal verschillende typen flessen, blikjes, dozen, zakken en andere verpakkingen die op de markt zijn. Toen 20 oz (592 ml) plastic frisdrankflessen voor het eerst in automaten werden geïntroduceerd, hadden ze de neiging te klemmen in de machine. Ontwerpers moesten de manier herwerken waarop die flessen in de machine werden opgeslagen en aan de klant geleverd. Constante veranderingen in productverpakking hebben ervoor gezorgd dat ontwerpers altijd op zoek moeten gaan naar praktische en efficiëntere manieren om producten te verkopen.

Het Productieproces

Het meest populaire type automaat in de VS is de koude blikjes frisdrankmachine, die de traditionele 12 oz (355 ml) aluminium blikjes frisdrank verkoopt. De productie van een koude blikjesdrankautomaat wordt vaak uitgevoerd op verschillende geautomatiseerde, gelijktijdig draaiende montagelijnen die alle componenten simultaan maken. Productieprocessen voor automaten kunnen zo gevarieerd zijn als de producten die in ze verkocht worden.

1. De kast wordt gemaakt van een rol of spoel verzinkte staal. Aan het begin van de montagelijn gaat het rauwe staal door geautomatiseerde pressen die het vlakker persen en in platen snijden. Kasten worden vaak van twee of meer afzonderlijke stukken gemaakt.
2. Andere pressen puncheren en noteren de platen daarna. Het puncheren creëert gaten in de kast voor bouten en bevestigingen, openingen voor elektrische kabels, sleuven voor ventilatie, en andere benodigde openingen. Hoeken en randen van de staalplaten worden waar nodig genoteerd om de montage van componenten op de afgeronde kast te accommoderen.
3. Staalplaten gaan automatisch in en uit zware lucht- en hydraulische pressen. Elke pers uitoefent 200-400 ton kracht of meer. De staalplaten liggen plat terwijl de pressen de randen knijpen, buigen in het metaal creëren, en het staal in de basisvorm van de kast brengen.
4. De naden worden bevestigd met weerstandslassen, ook bekend als puntlassen, een proces dat een hoge spanning door twee contacten gebruikt die metaaloppervlaktes samen smelten.
5. Ten slotte wordt de kast van de lijn gehaald en naar het afwerkingsgedeelte gebracht om poederfinish te ondergaan en te wachten op installatie van de tank.
6. Terwijl de kast gemaakt wordt, vormt een andere lijn de tank. De tank wordt gecreëerd door een proces dat vergelijkbaar is met dat voor de kast. Verzinkte staal wordt van rollen rauwe materiaal gesneden en gaat de geautomatiseerde lijn in. Openingen voor bouten, voederstapels, motoren en andere mechanismen worden in de platen geperforeerd, en de hoeken worden genoteerd zodat de tank gemakkelijker en veiliger in de kast past zodra deze gelast is.
7. Pressen voorzien in benodigde vormgeving en buigen, en afzonderlijke stukken worden samengepast om een complete unit te creëren.
8. De tank wordt dan naar het afwerkingsgedeelte gebracht, waar deze aan de juiste kast wordt gemonteerd.
9. Voordat de poederfinish wordt aangebracht, ondergaat de kast een achtstaps voorbehandeling. Eerst wordt de kast aan een overhead transportband bevestigd dat de kast 210 ft (64 m) door het voorbehandelingssysteem transporteert. Düsen aan beide kanten van het transportband sproeien de kast op elk stadium grondig, beginnend met een alkalische was om zware oppervlakteverontreiniging te verwijderen.
10. Een tweede alkalische bad reinigt het oppervlak nog verder.
11. De kast wordt vervolgens gespoeld, voorzien van een zinkfosfaatlaag, en opnieuw gespoeld.
12. Chroomzuur, een sealer, wordt vervolgens aangebracht en het oppervlak wordt nogmaals gespoeld.
13. Ten slotte wordt het gehele oppervlak grondig gespoeld gedemineraliseerd (DI) water. Units gaan vervolgens in de droogoven voor ongeveer 30 minuten tot een uur bij temperaturen variërend van 350°F tot 400°F (177°C tot 204°C) om ervoor te zorgen dat geen vocht op het oppervlak blijft.
14. Na het verlaten van de droogovens blijft de kast op het overhead transportsysteem waar het de poederfinishproces begint. Dit proces 'verft' de kast in verschillende kleuren door een coating van acrylaatpoeder op de oppervlaktes van de kast aan te brengen en in te bakken. Kasten, tanks, interne mechanismen en andere onderdelen kunnen allemaal gepoedercoat worden tijdens de productie van een koude blikjes frisdrankautomaat.
15. Kasten reizen langs het transportband in milieugecontroleerde poederkabines. De kabines zijn gemaakt van polypropylene, wat men meent minder overspray poeder aantrekt, wat de spuit-efficiëntie verbetert en de behoefte aan opruimen vermindert. Elke kabine brengt één kleur aan met een array van 18 tot 20 spuitpistolen, die allemaal ontworpen zijn om te bewegen voor betere dekking, in holtes te bereiken, en mee te lopen met de kast. De pistolen brengen een acrylaatpoeder in een uniforme laag van 0,0015-0,002 inch (1,5-2 mm) dik op de kast. Het positief geladen poeder hecht gemakkelijk aan de geaarde kastoppervlakte. Overspray poeder wordt verzameld, gemengd met vers poeder, en opnieuw gesproeid, wat resulteert in zeer weinig afval van coatingmateriaal. Zoveel als 95% van het overspray poeder kan herwonnen worden.
16. Wanneer de poederapplicatie klaar is, verlaten de gecoate kasten de kabine en gaan in de uithardingsoven voor 20-30 minuten bij 370°F (188°C). De poederfinish wordt permanent ingebakken.
17. Afgeronde kasten en tanks worden dan gecombineerd voor het schuimproces, de aanbrenging van polyurethane schuimisolatie aan de binnenkant van de machine. De tank wordt in de kast geplaatst, en beide worden voorverwarmd tot ongeveer 120-150°F (49-66°C) in afwachting van schuimen. Wanneer de juiste temperatuur bereikt is, blazen hoogdruk schuimfixtures de isolatie tussen de kast en de tank met zorgvuldig gedoseerde schoten materiaal. Het schuim verharde, wat niet alleen effectieve isolatie biedt maar ook een mate van additionele structurele stabiliteit aan de kast en tank.

Er was een tijd dat de harsadditieven die gebruikt werden om de structuur van schuimisolatie te creëren, genaamd blaasmiddelen, grote hoeveelheden CFC's of chlorofluorocarbonen bevatten. Echter, milieu-zorgen over het gebruik van CFC's leidde tot het gebruik van alternatieve blaasmiddelen, waaronder halocarbonaat (HCFC) substituten en water.

18. Wanneer het schuimen voltooid is, worden koelunits in de bodem van de kast geïnstalleerde. Deze units worden vaak kant-en-klaar aangekocht en ingeschoven, stevig bevestigd, en aangesloten op de kast door een enkele operator op de montagelijn.
19. Blikvoederstapelkolommen worden in de kast geïnstalleerd. Deze kolommen worden geproduceerd en afgewerkt met staalvorming, puncheren, noteren, en lassen processen die vergelijkbaar zijn met die gebruikt om de kast en tank te maken. Het proces wordt nauwkeurig gemonitord om ervoor te zorgen dat de juiste grootte stapel aan de juiste unit wordt gekoppeld.
20. In de laatste fase van de productie worden deuren op de kasten gemonteerd. De externe deur-units bevatten het merendeel van de hooggesophisticeerde elektronica van de koude drankautomaat, waaronder munt- en biljetvalidators, selectieknoppen, bedieningspanelen, wisselgeldbuizen, tekens en verlichting. Interne deuren fungeren als extra afdichtingen voor de binnenkant van de machine. De meerderheid van deuren op blikjesautomaten hebben geen heldere ramen voor het tonen van producten. In plaats daarvan bevatten de deurfronts vaak kunstwerk, logo's en graphics die de inhoud van de machine adverteren. Machines die flessen, snoepgoed en snacks verkopen, hebben vaak heldere ramen van Lexan of een ander zwaar, breekvast materiaal.
21. De basisschelp van de deur wordt gemaakt en afgewerkt op ongeveer dezelfde manier als kasten en tanks, met additionele punchering nodig om de besturingen op externe deuren te accommoderen. Componenten van deuren worden vaak zo volledig mogelijk in één gebied gemonteerd in plaats van op een montagelijn. Het is essentieel dat de juiste deur aan de juiste kast wordt gemonteerd, dus de deurmontage is gecentraliseerd om de mogelijkheid van fouten bij het koppelen van deuren met units te verminderen. Tijdens de productie worden deuren op draaiende, indexeerbare carrousels geplaatst die operators toestaan ze te draaien en te verplaatsen.
22. Alle montage-items worden op de deur geplaatst terwijl deze in deze carrousel zit. Operators passen de munt- en biljetvalidators, kaartacceptoren, selectieknoppen, LCD-displays, en andere externe besturingen op de juiste plekken en bevestigen ze met bouten of schroeven. Selectieknoppen worden bedraad aan de motoren van de juiste blikstapels. Frontpanelen van gescreendrukt Lexan worden in kanalen op de deuren geïnstalleerd. Verlichtingsfixtures worden bevestigd en aangesloten op de voeding. Afgeronde deuren worden naar de kasten gebracht en automatisch bevestigd. De voltooide blikjes frisdrankautomaat is dan klaar voor kwaliteitscontrole en testing.

Kwaliteitscontrole

Afgeronde machines worden na montage getest. Controles worden uitgevoerd om te verzekeren dat alle elektronische componenten correct functioneren, dat de blikstapels correct zijn gemonteerd, en dat blikjes accuraat en veilig worden uitgeleverd. Als problemen worden gevonden, worden de machines naar stations gestuurd die meerdere units kunnen vasthouden. Een herwerktechnicus maakt de benodigde reparaties, en de machine wordt opnieuw getest. Als problemen blijven, wordt de unit afgekeurd en gemarkeerd.

Additionele tests omvatten koelafkoel-testing, waarbij de interieure temperatuur van de unit wordt 'afgekoeld' tot 30-31°F (-1 tot -0,5°C). Deze test zorgt ervoor dat de machinebesturingen en temperatuurcontroles correct werken.

Geteste units krijgen een finale visuele controle, worden vervolgens gereinigd en in helder plastic krimpfolie verpakt. Afgeronde automaten worden per transportband naar het magazijn getransporteerd waar ze verpakt en klaargemaakt worden voor verzending naar klanten.

De Toekomst

In 2000 kondigde de Coca-Cola Company plannen aan om meer dan $100 miljoen te investeren in online 'Dial-a-Coke' automatiseringstechnologie van Atlanta's Marconi Online. Voor automatiseringsbedrijven zal de technologie de efficiëntie, dataverzameling en onderhoud verbeteren. Machines zullen remote diagnostiek gebruiken om personeel op het hoofdkantoor te waarschuwen wanneer machines bijgevuld of geserveerd moeten worden. Gedetailleerde voorraadsstatus zal naar gecentraliseerde locaties worden getransmitteerd zodat routedrijvers en technici precies weten welke producten nodig zijn om hun machines bij te vullen voordat ze hun routes überhaupt beginnen. Gesofisticeerde dataverzameling zal meer directe feedback geven over welke producten verkopen en welke items vervangen moeten worden door populairere artikelen. Machines zullen real-time data over transacties doorgeven, wat bedrijven strakkere controle en nauwkeurigere data over contant geld en voorraadverantwoordelijkheid geeft. Voor klanten zal de Dial-a-Coke technologie contanteloze aankopen mogelijk maken. Consumenten zullen hun mobiele telefoons kunnen gebruiken om een bepaalde automaat te bellen om frisdranken te selecteren en te betalen.

Data kan ook naar de machines worden getransmitteerd. Prijzen wijzigen vereist normaal een technicus die fysiek een machine bezoekt om de wijzigingen handmatig door te voeren. Remote vending zal wijzigingen op afstand mogelijk maken, wat verkopers de flexibiliteit geeft om aan omstandigheden zoals promotieprijzen of verlaagde prijzen tijdens niet-piekuren te voldoen om de totale verkoopvolume te verhogen. Contanteloze systemen zullen ook diefstal en vandalisme in machines verminderen door de hoeveelheid contant geld die op een gegeven moment in een automaat zit te verminderen. APi heeft al productie gestart op een automaat die credit- of debitcards accepteert.

Technologische verbeteringen in draadloze machine monitoring systemen in begin 2001 hebben bedrijven in staat gesteld het internet te gebruiken als een soort wide-area netwerk voor het monitoreren en onderhouden van remote vending sites. Handheld computers zijn ook steeds populairder geworden als manier om verkoop- en voorraaddata direct van machines op te halen.

Waar Meer Te Leren

Tijdschriften

Babyak, Richard J. "New Era for Insulation (Change is in the Wind for Blowing Agents)." Appliance Manufacturer 41, nr. 8 (augustus 1993): 47-48.

Bailey, Jane M. "Vending Machines Take a Beating." Industrial Finishing 67, nr. 4 (april 1991): 36-37.

"Coca-Cola Customers to Buy Vending Machine Drinks Using Marconi's GSM Dial-a-Coke Solution." Wireless Internet 3, nr. 5 (mei 2001): 7.

Marcus, David L., Leslie Roberts, en Jeffery L. Sheler. "A Hot Idea From Those Cold-Drink Folks." U.S. News and World Report 127, nr. 18 (8 november 1999): 10.

Prince, Greg W. "100 Years of Vending Innovation." Beverage World 117, nr. 1651 (januari 1998): 214-216.

Simpson, David. "A Peak in the Heart of Dixie (Dixie-Narco Inc.'s Use of Powder Coatings)." Appliance 46, nr. 8 (augustus 1989): 56-57.

Somheil, Timothy. "Vending Innovation." Appliance 55, nr. 1 (januari 1998): 87-89.

Stevens, James R. "The Dixie-Narco Story." Appliance 47, nr. 6 (juni 1990): 31-4.

Sutej, Joseph M. "Evaluating Low-CFC Foam Insulation." Machine Design 62, nr. 10 (24 mei 1990): 108-109.

Overig

National Automatic Merchandising Association Page. 8 juli 2001. < https://www.vending.org >.

Vending Times Web Page. 8 juli 2001. < https://vendingtimes.net >.

Jeffrey W. Roberts