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    其次，在移送方案的確定上可以有兩種選擇：(1)從包卷機構的上面接幣，然后夾持直接豎直向下移動送到工作位置，見圖3。這是很多公司所采用的實現(xiàn)方式，但是這樣從接幣位置到工作位置的移動，需要一個距離至少為5O枚厚度最大的硬幣的高度(h=120ram)，從而會使包裝機的高度增加，體積增大。(2)采用移送機械手從和包卷位置平行的某個位置接幣，夾持。然后沿著一個圓弧旋轉(zhuǎn)送到工作位置，見圖2。文中采用方案(2)作為移動送幣方案。    移送機械手實現(xiàn)了硬幣摞從堆碼機構到包卷機構的移送，這樣設計的好處在于結構十分緊湊，因而裝置的總體積可大幅度下降。卻要求移送機械手要有很高的運動精度，能保證預定的運動軌跡。此外，移送機構、堆幣機構、包裝機構的空間干涉問題成為設計的難點。應用虛擬裝配技術，可直觀的讓設計者在設計階段就可以考慮后續(xù)的裝配問題，運動的合理性等。1．3 裝配建模過程的關鍵問題     硬幣包裝機的裝配建模實際上是對真實裝配過程的模擬口]。通過虛擬裝配技術在計算機中生成硬幣包裝機的數(shù)字化樣機，在此基礎上進行仿真實驗。就硬幣包裝機整體設備而言，要在計算機中建立其裝配模型，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總裝配體的子裝配體組成，裝配層次可按照包裝機功能單元劃分。各部分零件均在Pro／E零件模塊中進行參數(shù)化設計得到。1．3．2 確定裝配順序    根據(jù)硬幣包裝機的各個零件的結構尺寸形式和各部件之間的約束關系，確定整個設備的裝配順序。1．3．3 確定裝配約束    裝配約束是確定基準件和其他組成件的定位及相互約束關系，主要由裝配特征、約束關系和裝配設計模型樹組成。在Pro／E中零件裝配，是在組件模塊里實現(xiàn)，通過執(zhí)行(元件)一(裝配)命令，添加約束關系完成。圖4為膠輥包裝機構的子裝配圖。1．4 零部件的干涉檢查與運動仿真     靜態(tài)干涉檢查和動態(tài)運動仿真是面向裝配思想的關鍵技術。是可裝配性檢查的重要手段。1．4．1 靜態(tài)干涉檢查    對裝配體的靜態(tài)干涉檢查是指在特定裝配結構形式下，檢查裝配體的各零部件之間的相對位置關系，分析是否發(fā)生干涉。通過對硬幣自動包裝機的靜態(tài)干涉檢查，可確認其各零部件的設計結構是否滿足裝配要求，以及各機構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，還需對所產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象進行具體分析：1)少數(shù)裝配件干涉處確實有干涉現(xiàn)象，屬于設計問題，經(jīng)設計修改后，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)過反復修改設計，在總體裝配中檢查模型不存在干涉。1．4．2 動態(tài)運動仿真     在三維設計系統(tǒng)中進行設備的運動仿真的含義是：在設計過程中模擬所設計產(chǎn)品的運行情況，為設計評估提供依據(jù)。筆者采用Mechanism(機構動力學分析)仿真模塊，實現(xiàn)對機構的定義，并通過機構中的零件相對位移，對其運動進行分析和研究。該過程主要包括：建立零件之間的連接及裝配的自由度，對輸入軸添加相應的電機驅(qū)動來產(chǎn)生設計要求的運動：觀察、記錄和分析機構運動過程的參數(shù)變化，如位置、力、測量圖標等 。圖5是機構運動仿真的工作流程。    以移送機械手為例說明動態(tài)仿真在硬幣包裝機優(yōu)化設計中的應用。通過仿真實驗可觀察的移送機械手在運動過程中是否按照預定的軌跡(見圖7)完成移送硬幣的功能，與堆幣機構、包卷機構是否發(fā)生碰撞。為使所觀察的結果直觀，便于分析，建立仿真實驗的簡化模型。將驅(qū)動電機添加到移送機械手傳動軸，并設置好運動方向、速度、運動時間和顯示幀數(shù)。分析運動過程，測量移送傳動軸的角位移輸出圖(見圖6)。圖6中曲線代表的意義為：機械手調(diào)整好夾桿間距后，傳動軸輸出動力，機械手運動到堆幣機構，堆幣機構將完成堆幣的套同旋轉(zhuǎn)到機械手位置處，機械手夾持硬幣返回。將仿真實驗所得軌跡曲線與圖7比較，可知該機構的運動過程滿足設計要求。2 結語    面向裝配設計方法(DFA)的引入，可有效地的解決硬幣包裝機設計過程中的空間干涉等問題的分析，改變傳統(tǒng)的。設計一實瞼—設計”模式。由于在產(chǎn)品開發(fā)階段就能在計算機虛擬環(huán)境中考慮整機的裝配問題，并制作出供CAE分析需要的數(shù)字化樣機，可實現(xiàn)對設計方案的分析和評價，顯著縮短新產(chǎn)品的開發(fā)設計過程，節(jié)省設計費用，滿足市場快速變化的需求。(物理樣機的制作，功能已實現(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《 包裝工程 》