隨著硬幣的推廣使用，僅依靠手工方式已不能滿足大量硬幣處理的要求。亟待 提高硬幣檢測、清分和包裝等相關技術的研究和高性能設備的開發問題。本文以適 合我國國情、性能先進、功能完善、符合有關技術規範的全自動硬幣包裝技術和機 具開發作為研究選題，以期促進該領域的技術進步。

1.1本課題的研究背景及意義

大麵值貨幣電子化、小麵值貨幣（輔幣）硬幣化是各國貨幣發行和流通的趨勢。 在發達國家，電子貨幣（信用卡）的應用已較為普遍，現金K8凯发登录入口並不大，但硬幣的推 廣程度卻較高。研究表明：輔幣硬幣化與經濟發展相輔相成，由於硬幣具有耐磨損， 流通時間長，發行成本低等優點，推廣輔幣硬幣化對提高流通貨幣的整潔度有重要 作用。我國在此方麵的發展遠低於發達國家的水平（人均硬幣僅為發達國家的 1/20-1/10），在一定程度上製約了經濟的發展。因此國家有關部門已將推廣、普及 輔幣硬幣化列入日程。

硬幣的推廣與配套的硬幣處理技術密切相關，這是由於硬幣調入量和需要量巨 大（若按美國的人均占有硬幣量推算，我國應有千億元以上的硬幣流通，即使不考 慮農村，硬幣流通量也至少有幾百億元之巨）。因而，近年硬幣的回籠已成為影響 硬幣流通市場的關鍵，缺乏相應的硬幣處理技術和設備是造成這種情況的主要原因 之一。其主要表現在：集中收取硬幣的單位（如公交部門）由於缺乏必要的技術支持, 很難及時處理大量回收的硬幣；同時由於現有各金融分支機構的硬幣清點和包裝等 技術處理環節基本處於手工操作階段，導致硬幣的回籠和周轉成本也較高。這樣， 一方麵直接導致了市場的輔幣供應量不足，而另一方麵卻出現了局部的大量硬幣沉 積且一些商業銀行的硬幣庫存量大的奇怪現象。究其原因，是缺乏相應的硬幣處理 技術和和實用的設備。因此，對高性能的硬幣檢測、清分和自動包裝等處理技術及 其設備的研究是目前的研究熱點問題，對提高硬幣的使用效率有實際意義。

調研表明：本文所涉及的有關硬幣自動包裝技術及其設備的研究，是硬幣處理 技術的重要組成部分。由於相對硬幣的清分和自動計費等處理技術而言，硬幣自動 包裝的技術構成要複雜的多，與之相關的技術和設備的研究進展較慢，成果報道也 較少。正是由於上述的原因，往屆研究生已經以硬幣自動包裝技術及其設備作為研 究對象，開展了研究工作。而對於對此類選題，一些省、市的金融部門及有關單位 也表達了濃厚的興趣。因此，筆者認為，從經濟效益看，有關的研究的成果有希望 形成新興的光機電一體化的設備產業，以滿足市場的需求。從社會效益看，可以加 快貨幣的回籠和流通，推進輔幣硬幣化進程，促進經濟的進步.

1.2國內外現狀綜述

由於歐美發達國家已基本實現輔幣的硬幣化，與硬幣處理技術有關的研究工作 開展也較早，並形成了相關的設備產業。目前硬幣自動包裝設備主要有美國、日本、 德國等生產商，產品主要供應歐美市場，但售價較髙。近年來國外廠商已開始注意 我國的硬幣處理設備和技術市場，每年一度的“北京國際金融技術與設備展覽"都 有著名廠商及其有關技術產品參會。同時為了適合今後人民幣處理的需要，有些國外公司已開始著手有關研發工作。其中有日本的GLORY （光榮）公司生產的硬幣點算包裝機，日本的某公司生產的LACT6、勞 雷爾LPC-2S等包括硬幣清分、包裝的一體機，都是一種較先進的大型處理設備。 國內此類相關產品有蘇州某電子科技有限公司生產的少士全自動硬幣包裝機，釆用了德國某公司的核心技術，由對整機進行軟件漢化完成硬幣的自動 包裝。南京造幣廠也生產中鈔長城硬幣包裝機，其結構形式與日本產品相似。此類設備體積一般都比較大，售價約30-40萬人民幣/台。麵向的用戶主要是 銀行的貨幣庫或造幣廠，我國的一些省級銀行已有引進。但此類設備並不適合國內 中小用戶，例如各類支行、中小儲蓄所、公交地鐵、超市娛樂等企業。隨著硬幣處 理業務的開展和硬幣流通作用的進一步加強，對小型多功能硬幣自動包裝處理設備 的研製成為亟待解決的問題。

基於裝配的設計是一種針對裝配環節的統籌兼顧的設計思想和方法，即在設計 初期把產品設計過程與製造裝配過程有機結合，從設計的角度來保證產品的可裝配 性。引入麵向產品裝配過程的設計思想，使設計的產品具有良好的結構，能高效地 進行物理裝配。它一方麵強調從易於裝配的角度出發，進行對自動包裝機的設計的 改進，以提高產品的研發效率，減少裝配時間和費用：另一方麵強調了通過在計算 機上以可視化方式展示產品的實際裝配過程，適時檢査產品的可裝配性0它與傳統 的產品研發方法比較，可以有效地減少設計周期和相關費用，同時使質量得以提高。

本文結合硬幣包裝機的研製的特點，給出如下具體的定義：基於裝配的設計是 在計算機上完成產品零部件的實體造型，並且進行計算機裝配、幹涉分析等多次協 調的設計過程，實現產品的三維設計過程與零部件裝配過程的高度統一。它的成功 有賴於對產品總體設計進程的控製。基於裝配的設計方法主要包括設計建模過程、 裝配過程和裝配仿真三部分。

1.3.1建模

零部件的虛擬三維建模與實體造型是虛擬產品設計與裝配的基礎，它克服了傳 統二維設計中僅能以視圖描述零件特征，而不能建立實體模型的缺點，使設計在虛 擬環境中能夠精確地建立三維實體模型，完整、準確地描述零部件特征，進而設計 者能夠以不同的角度，不同的方式對設計迸行分析、評價與修改，並與其他零部件 進行模擬裝配，從而進一步對整個設計進行分析、評價與優化。

三維實體建模與造型可以完成以下功能：

•精確、清楚地描述複雜形體並形象逼真地表示、更好地對設計進行評價； 在三維模型的基礎上自由地、隨意地生成各種二維視圖和畫麵； •進行空間布局和裝配研究，以及幹涉碰撞檢查.

•可以直接與各種快速原型製造技術進行集成，快速精確地製造設計原 型，作為產品設計樣件進行性能測試；

•為NC編程提供精確數據，用於產品的生產。

1.3.2虛擬裝配過程

虛擬裝配過程是在完成零部件三維建模與造型的基礎上，根據零部件之間裝配 關係和約束條件，在虛擬環境中進行設計組裝，並進行相應的檢驗，從而對設計進 行分析評價，對不合理的設計進行修改，達到優化設計的目的。虛擬裝配過程主要 包括產品結構分析，裝配關係確定和產品組裝，各類檢驗進行設計分析評價及設計 修改和裝配效果檢驗等。

3. 3幹涉檢驗技術

幹涉檢驗技術是基於裝配的設計方法中設計評價的關鍵技術之一，按對象屬性 分為幾何可行性分析和機械可行性分析。

幾何可行性分析是指組成產品的各個級別的裝配體和零部件機械集合上的幹 涉檢査，包括零部件在裝配體中的靜態空間位置相交性和零部件在構成產品裝配過 程中在空間上的幾何幹涉性。

機械可行性分析是指能夠建立起零件之間的裝配關係、裝配操作空間是否足夠 大，如夾杆是否能進入接幣套筒內等。

在虛擬裝配過程中，通常進行靜態和動態幹涉檢驗。靜態幹涉檢驗：對產品零 部件設計進行評估，在確定裝配結構和總體設計後，進行零部件細化設計，在裝配 過程中靜態檢驗零部件之間的幹涉、間隙等，並根據檢驗結果對零部件進行設計修 改，從而得到正確的設計；動態幹涉檢驗：對產品可裝配性進行評估，在產品裝配 過程中，根據零部件的裝配路徑、裝配關係和約束條件，進行裝配姿態調整，修改， 直到得到正確的設計。

1.4本論文主要研究工作

本文的研究旨在將虛擬裝配技術引入到全自動硬幣包裝機的設計和研發過程， 以期能解決硬幣包裝機產品設計過程的某些瓶頸問題。基本目標是在上屆研究生初 步設計方案的基礎上，完善並確定總體技術構成；並通過虛擬裝配技術完成硬幣包 裝機虛擬的數字樣機製作；通過對包裝機運動狀態的仿真模擬結果，經協調設計後, 完成產品的技術方案設計。

4. 1論文的主要研究內容

1. 根據設計要求，結合硬幣（包括人民幣、歐美主要輔助貨幣）的構成、主要 特征以及銀行的貨幣回收規程，分析並確定適合係列硬幣（如七種人民幣硬幣）自 動包裝處理的方法和設備的總體技術構成.
2. 基於虛擬裝配技術和以往研究的相關成果，研究自動硬幣包裝機的數字化樣 機的生成方法和具體技術。
3. 應用數字化樣機和仿真技術，對產品裝配後的主要零部件的運動關係進行 動、靜態幹涉檢査和分析。並在此基礎上，修改設計參數或結構設計方案，以解決 幹涉問題。
4. 通過對運動仿真的結果的評價，檢查所作設計的各執行機構是否滿足性能 要求，各相關零部件的動作是否協調，最後完成本產品的技術方案設計。

L 4. 2需要解決的技術關鍵

1. 在分析亠般產品設計過程基礎上，進行有關設計方法的討論和研究，確定適合 新型自動硬幣包裝機研究特點的設計方法，能有效解決新型硬幣自動包裝機設計過 程中疑難問題。
2. 用Pro/Engineer進行造型要建立合理的建模順序。根據產品的主要結構建 立特征曲線，通過對產品進行分解，確定產品結構的主要特征，分清哪些是基本麵 （例如配合麵、保證產品外形輪廓扁的曲麵等），哪些是過渡麵（即麵與麵之間的過渡, 以及倒圓、倒角等），然後從基本麵入手，保證重點，產生一個合理的造型。
3. 合理選擇虛擬裝配的方法，確定裝配層次、順序、裝配約束等。
4. 對樣機存在的靜態幹涉問題，具體問題具體對待，少數裝配件確實有幹涉現 象，屬於設計問題，應及時修改；彈性元件、過盈配合等必然存在的幹涉問題不必 修改。
5. 對虛擬運動仿真結果的評價也是一項關鍵技術。

本文源於網絡轉載，如有侵權，請聯係刪除