全自动硬币包装机中堆币机构的结构改造及设计

1、全自动硬币包装机中堆币机构的结构改造及设计The structure modi cation and design of the heaping institutions of theautomatic coin wrapping machine蒋 伟1，荆学东2 JIANG Wei1, JING Xue-dong2（1. 陕西科技大学 机电工程学院，西安 710021；2. 上海应用技术学院，上海 200235）摘 要： 本文介绍了一种硬币堆币机构，这种机构克服了硬币在堆币机构中的立起问题。在堆币机构中，采用弹簧这种缓冲机构，不但缩小了硬币的自由空间，从而使硬币没有了理论上的起立可能，而且包

2、卷结束后，堆币机构自动回复原态。这种机构简单易行，而且显著提高了硬币包装机的包装效率。关键词： 硬币包装机；堆币机构；结构改造与设计中图分类号：TH693.5 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2011)9(下)-0132-02Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2011.9(下).400 引言硬币的推广与硬币配套的处理技术密切相关。由于硬币调入量和需要量巨大，近年来硬币的回笼已成为影响硬币及其流通的关键，而缺乏相应的硬币处理技术和设备是造成这种情况的主要原因之一。现有硬币包卷机中的堆币机构存在缺陷，经常出现卡死，以致机器运行中断，严重影响硬币回笼速度。鉴于此

3、，设计一种实用、高效的硬币包装机堆币机构，方便有关单位及时回笼硬币。1 全自动硬币包装机的组成单元全自动硬币包卷机的主要功能是实现硬币的自动输送、计数、 排列、移币和包卷。它主要由机械系统和控制系统两部分组成。机械系统可分为五个主要功能单元，如图 1 所示。从空间构成上来看，机械系统可分成三层：上层为输送、 计数系统，主要实现硬币输送、 计数功能；中层为堆币系统，主要实现硬币堆码功能；下层为包卷系统，主要实现送纸、 切纸、 硬币包卷及钩边功能。硬币在包装机中的流动也是从上到下，依次进行输送、排列、移币和包卷等功能。1、硬币堆码机构；2、硬币输送机构；3、硬币移送机构； 4、硬币包卷机构；5、送

4、纸切纸机构图1 硬币包装机的各功能机构重力作用下依次下落。并且进行柱状排列，以备下游包卷环节的需要。3 堆币单元存在的问题堆币单元处于硬币包装机的中间层，直接关系到下层包卷与上层输送顺利与否。然而硬币从2单元掉落到1单元时，如图所示，由于单元，即就是堆币机构，垂直高度较高，因此硬币垂直下落距离较高，与堆币盘的碰撞、摩擦也就持久，从而，硬币在下落时存在姿态不稳定的可能，譬如翻转甚至站立，此种情况的发生必然导致硬币包装机功能的失灵，影响包装的速度。2 堆币机构的功能堆币机构处于输送机构的下游，包卷机构的下游，位于整个包装机的中间环节。来自输送机构的硬币在堆币机构进行短暂的储存，如图1所示，输送带与

5、滑到之间的间隙正好容的下一枚硬币，输送带将硬币从滑到拖动到堆币盘1，硬币在4 解决办法硬币从输送带滑落到堆码盘可能会站立，归收稿日期：2011-06-24作者简介：蒋伟（1987），男，陕西西安人，工学学士，研究方向为嵌入式系统及机器人学。【132】 第33卷 第9期2011-9(下)根结底是因为硬币下落距离长，下落时间长，相应地与堆币盘的碰撞、摩擦也就多，因此硬币下落时姿态也就不稳定、不确定。所以必须改善堆码盘结构，添加一定的缓冲装置，从而减小硬币下落时间。如图2所示，硬币下方的托币片被抬高到落币口，托币片与底板由四根同一水平面上的弹簧连接，弹簧机构占据了硬币的下落空间，从而约束了硬币下落的

6、距离。弹簧劲度系数：式中：m硬币质量； b硬币厚度。这样选择的弹簧，会满足每下落一枚硬币，弹簧相应会下降一个硬币厚度的高度，从而保证每一枚硬币的下落都不会有足够的起立空间。这样设计的一大特点：移币机构将硬币移出堆码盘之后，弹簧依靠自身的张力自动回复原态，不用额外的辅助机构，更不会去考虑机构的干涉问题，简单易行。1、硬币；2、托币片；3、弹簧图2 堆币机构参考文献：1 肖丽英. YB50全自动硬币计数、包卷机的研制J. 包装工程, 2003.2 濮良贵, 纪明刚. 机械设计第七版M. 北京: 高等教育出版社, 2001.3 尚久浩. 自动机械设计M. 北京: 中国轻工业出版社,2003.4 蔡春

7、源. 机械零件设计手册M. 北京: 冶金工业出版社,1998.5 周开勤. 机械零件手册M. 北京: 高等教育出版社,2001.6 芮晓明, 翟江兰. 基于虚拟装配的硬币包装机设计方法J. 包装工程.5 结论综上所述，分析讨论了全自动硬币包装机堆币机构的不足之处，对堆币机构进行一定的改造，改造之后的堆币机构可以避免硬币在下落时立起，从而大大提高整机工作效率。【上接第128页】1）实现多轴步进电机同时运行，解决了加减速问题（定时器方式）；2）实现实时与文本、触摸屏等人机界面进行交互（采用了DMA的方式、实现了MODBUS RTU的协议），给很多从事电气的工程人员以方便；3）结合实际的工控行业背景，有针对性的完成本系统给的设计与开发。通过测试证明：本系统提供的设计还是可行的。参考文献：1 何雪明, 吴晓光, 常兴.数控技术M. 华中科技大学出版2 3 4 5 6社. 2006.钟汉如. 基于RS485的PC与ARM间文件传输的实现J. 微计算机信息, 2008, 2-2: 144-146.王永红, 徐炜, 郝立平. STM32系列 ARM Cortex-M3微控制器原理与实践M. 北京航空航天大学出版社, 2008.王昌杰, 熊帮新. 一种传统车床控制系统改进方法的研究J. 长江大学学报(自然科学版)理工卷, 2008, (02)黄艳芳