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    其次，在移送方案的確定上可以有兩種選擇：(1)從包卷機(jī)構(gòu)的上面接幣，然后夾持直接豎直向下移動(dòng)送到工作位置，見圖3。這是很多公司所采用的實(shí)現(xiàn)方式，但是這樣從接幣位置到工作位置的移動(dòng)，需要一個(gè)距離至少為5O枚厚度最大的硬幣的高度(h=120ram)，從而會(huì)使包裝機(jī)的高度增加，體積增大。(2)采用移送機(jī)械手從和包卷位置平行的某個(gè)位置接幣，夾持。然后沿著一個(gè)圓弧旋轉(zhuǎn)送到工作位置，見圖2。文中采用方案(2)作為移動(dòng)送幣方案。    移送機(jī)械手實(shí)現(xiàn)了硬幣摞從堆碼機(jī)構(gòu)到包卷機(jī)構(gòu)的移送，這樣設(shè)計(jì)的好處在于結(jié)構(gòu)十分緊湊，因而裝置的總體積可大幅度下降。卻要求移送機(jī)械手要有很高的運(yùn)動(dòng)精度，能保證預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡。此外，移送機(jī)構(gòu)、堆幣機(jī)構(gòu)、包裝機(jī)構(gòu)的空間干涉問題成為設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。應(yīng)用虛擬裝配技術(shù)，可直觀的讓設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)階段就可以考慮后續(xù)的裝配問題，運(yùn)動(dòng)的合理性等。1．3 裝配建模過程的關(guān)鍵問題     硬幣包裝機(jī)的裝配建模實(shí)際上是對(duì)真實(shí)裝配過程的模擬口]。通過虛擬裝配技術(shù)在計(jì)算機(jī)中生成硬幣包裝機(jī)的數(shù)字化樣機(jī)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。就硬幣包裝機(jī)整體設(shè)備而言，要在計(jì)算機(jī)中建立其裝配模型，需尋求一條最優(yōu)的裝配路徑。1．3．1 確定裝配層次     裝配層次指硬幣包裝機(jī)總裝配體的子裝配體組成，裝配層次可按照包裝機(jī)功能單元?jiǎng)澐帧８鞑糠至慵赑ro／E零件模塊中進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)得到。1．3．2 確定裝配順序    根據(jù)硬幣包裝機(jī)的各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)尺寸形式和各部件之間的約束關(guān)系，確定整個(gè)設(shè)備的裝配順序。1．3．3 確定裝配約束    裝配約束是確定基準(zhǔn)件和其他組成件的定位及相互約束關(guān)系，主要由裝配特征、約束關(guān)系和裝配設(shè)計(jì)模型樹組成。在Pro／E中零件裝配，是在組件模塊里實(shí)現(xiàn)，通過執(zhí)行(元件)一(裝配)命令，添加約束關(guān)系完成。圖4為膠輥包裝機(jī)構(gòu)的子裝配圖。1．4 零部件的干涉檢查與運(yùn)動(dòng)仿真     靜態(tài)干涉檢查和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)仿真是面向裝配思想的關(guān)鍵技術(shù)。是可裝配性檢查的重要手段。1．4．1 靜態(tài)干涉檢查    對(duì)裝配體的靜態(tài)干涉檢查是指在特定裝配結(jié)構(gòu)形式下，檢查裝配體的各零部件之間的相對(duì)位置關(guān)系，分析是否發(fā)生干涉。通過對(duì)硬幣自動(dòng)包裝機(jī)的靜態(tài)干涉檢查，可確認(rèn)其各零部件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是否滿足裝配要求，以及各機(jī)構(gòu)在空間布置的合理性。干涉檢查通過Pm／E組件模塊下[分析]菜單完成。檢查可分層進(jìn)行，即先在子裝配中檢查零部件之間的干涉，然后通過包封技術(shù)處理。在總裝配中只需檢查子組件之間的干涉情況。若檢查過程發(fā)現(xiàn)干涉現(xiàn)象，還需對(duì)所產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象進(jìn)行具體分析：1)少數(shù)裝配件干涉處確實(shí)有干涉現(xiàn)象，屬于設(shè)計(jì)問題，經(jīng)設(shè)計(jì)修改后，干涉現(xiàn)象消失；2)組合件中的彈簧墊圈屬于彈性元件，必然出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，不必修改；3)螺母與螺栓屬于過盈配合，出現(xiàn)干涉屬于正?，F(xiàn)象；4)若僅存在極小干涉，在實(shí)際裝配過程中該干涉現(xiàn)象可以克服，不必修改。經(jīng)過反復(fù)修改設(shè)計(jì)，在總體裝配中檢查模型不存在干涉。1．4．2 動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)仿真     在三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)仿真的含義是：在設(shè)計(jì)過程中模擬所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的運(yùn)行情況，為設(shè)計(jì)評(píng)估提供依據(jù)。筆者采用Mechanism(機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析)仿真模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)的定義，并通過機(jī)構(gòu)中的零件相對(duì)位移，對(duì)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析和研究。該過程主要包括：建立零件之間的連接及裝配的自由度，對(duì)輸入軸添加相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)來產(chǎn)生設(shè)計(jì)要求的運(yùn)動(dòng)：觀察、記錄和分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程的參數(shù)變化，如位置、力、測(cè)量圖標(biāo)等 。圖5是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的工作流程。    以移送機(jī)械手為例說明動(dòng)態(tài)仿真在硬幣包裝機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。通過仿真實(shí)驗(yàn)可觀察的移送機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中是否按照預(yù)定的軌跡(見圖7)完成移送硬幣的功能，與堆幣機(jī)構(gòu)、包卷機(jī)構(gòu)是否發(fā)生碰撞。為使所觀察的結(jié)果直觀，便于分析，建立仿真實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)化模型。將驅(qū)動(dòng)電機(jī)添加到移送機(jī)械手傳動(dòng)軸，并設(shè)置好運(yùn)動(dòng)方向、速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間和顯示幀數(shù)。分析運(yùn)動(dòng)過程，測(cè)量移送傳動(dòng)軸的角位移輸出圖(見圖6)。圖6中曲線代表的意義為：機(jī)械手調(diào)整好夾桿間距后，傳動(dòng)軸輸出動(dòng)力，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)到堆幣機(jī)構(gòu)，堆幣機(jī)構(gòu)將完成堆幣的套同旋轉(zhuǎn)到機(jī)械手位置處，機(jī)械手夾持硬幣返回。將仿真實(shí)驗(yàn)所得軌跡曲線與圖7比較，可知該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程滿足設(shè)計(jì)要求。2 結(jié)語(yǔ)    面向裝配設(shè)計(jì)方法(DFA)的引入，可有效地的解決硬幣包裝機(jī)設(shè)計(jì)過程中的空間干涉等問題的分析，改變傳統(tǒng)的。設(shè)計(jì)一實(shí)瞼—設(shè)計(jì)”模式。由于在產(chǎn)品開發(fā)階段就能在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中考慮整機(jī)的裝配問題，并制作出供CAE分析需要的數(shù)字化樣機(jī)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的分析和評(píng)價(jià)，顯著縮短新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)過程，節(jié)省設(shè)計(jì)費(fèi)用，滿足市場(chǎng)快速變化的需求。(物理樣機(jī)的制作，功能已實(shí)現(xiàn)，表明上述研究方法的可行性)芮曉明 翟江蘭 華北電力大學(xué)《 包裝工程 》