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    摘　要:為解決硬幣處理困難的問題，研究和設計了一種新型臺式硬幣包裝機。在開發(fā)過程中采用基于3D特征造型和虛擬裝配等CAD技術，應用Pro／E軟件實現(xiàn)了該硬幣包裝機的三維設計和數(shù)字化樣機的建立；通過動態(tài)仿真和干涉分析，驗證了設計方案的可行性。該方法為此種硬幣包裝機物理樣機的制作，和日后產(chǎn)品結構的設計優(yōu)化提供了快捷有效的途徑。    關鍵詞:硬幣包裝機 基于虛擬裝配的設計 干涉檢查 裝配約束和順序 動態(tài)仿真    隨著硬幣的推廣使用，手工包卷硬幣的方法已不能滿足大量硬幣處理的要求。因而國內(nèi)外很重視高Il生能硬幣檢測、清分和包裝設備的研究和開發(fā)。以美國、日本和德國為代表的發(fā)達國家，硬幣處理技術有關的研究工作開展也較早，并初步形成了相關的設備產(chǎn)業(yè)。但經(jīng)過市場調(diào)研了解到，目前硬幣的自動包裝設備與市場要求還有較大差距。此類現(xiàn)有產(chǎn)品設備體積大且價格較高，面向用戶主要是銀行的縫幣庫處理中心或造幣廠。隨著硬幣流通作用的進一步加強，實際上迫切需求價格適中的一種小型硬幣自動處理和包裝設備。但由于硬幣包裝運動關系和設備結構復雜，同時受傳統(tǒng)設計模式的限制，導致一種新型包裝機開發(fā)過程中的空間干涉、運動關系分析和后續(xù)的裝配等成為。瓶頸 問題。開發(fā)周期長，樣機制作和實驗費用高。    文中闡述了一種基于裝配的設計思想，為硬幣包裝機的研制提供了一種新的設計思路。一方面它強調(diào)從易于裝配的角度出發(fā)，進行對自動包裝機設計的改進，以提高產(chǎn)品的研發(fā)效率，減少裝配時間和費用；另一方面強調(diào)了通過在計算機上以可視化方式展示產(chǎn)品的實際裝配過程，適時檢查產(chǎn)品的可裝配性。它與傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)方法比較，可以有效地減少設計周期和相關費用，同時使質(zhì)量得以提高 。l 面向裝配的硬幣自動包裝機設計1．1 面向裝配的設計思想    面向裝配的設計(DFA)是一種新的產(chǎn)品設計方法，即在設計初期把產(chǎn)品設計過程與制造裝配過程有機結合，從設計的角度來保證產(chǎn)品的可裝配性。引入面向產(chǎn)品裝配過程的設計思想，使設計的產(chǎn)品具有良好的結構，能高效地進行物理裝配。隨著計算機技術的快速發(fā)展，使得面向裝配的設計思想得以實現(xiàn)。通過在計算機上完成產(chǎn)品零部件的實體建模，并且進行計算機干涉分析，動態(tài)仿真等多次優(yōu)化的設計過程，實現(xiàn)了產(chǎn)品的三維設計過程與零部件裝配過程的高度統(tǒng)一。1．2 硬幣包裝機設計中需要解決的關鍵技術    國內(nèi)外現(xiàn)有的硬幣自動包裝設備由上到下分別設置了專用的高速清點裝置、硬幣堆碼和包卷系統(tǒng)、送紙與切紙機構、卷紙機構以及紙卷封口等機構。其基本功能要求為：對硬幣進行計數(shù)處理后，設法將硬幣排列成疊，再送入包裝和封口系統(tǒng)進行硬幣的卷紙、切紙和封口等操作，最后送出規(guī)范化包裝的硬幣卷 ]。這類設備的組成環(huán)節(jié)多，結構復雜，且需專用的連續(xù)包裝用紙，使得該設備的體積大，應用范圍受到限制。本文所述的自動硬幣包裝機，針對中小用戶(如儲蓄所、公交等部門)。其設計目標為體積小的結構機型，功能目標靈活，功能多樣等特點，實現(xiàn)了對硬幣的自動包裝、計數(shù)、包卷和封口，并根據(jù)真?zhèn)斡矌挪牧系牟煌?，實現(xiàn)了硬幣的自動檢測。圖1為硬幣自動包裝機功能單元圖。     為了實現(xiàn)上述設計的功能目標，文中所述的包裝機采用了全新的結構設計方案，主要包括以下關鍵技術：    首先，在對于進紙方法的設計首次采用了打印機式單頁進紙方式，紙張的規(guī)格可按所處理硬幣面值的不同更換。圖2為硬幣包裝機進紙和封邊部件的結構示意。當硬幣進入包卷機構的膠輥之間，同時搓紙進給機構(圖中編號為3，后同)搓起一張預先疊放在托紙盒4的特制的包裝紙，通過導紙機構2正確導入高速旋轉膠輥和硬幣之間，并迅速將硬幣包裝成卷，鉤邊機構1擺入完成封口。采用打印式進紙方式省去了送紙、切紙機構，實現(xiàn)了結構的簡化，搓紙進給機構與鉤邊機構分別布置在包卷機構的三個膠輥之間，這樣設計的難點在于須保證它們與包卷機構不發(fā)生干涉，并能實現(xiàn)預定的運動。