硬幣自動化包裝線技術分析

李金山，鐘 偉，程艷鳳，張 偉

(1. 北京機械工業自動化研究所，北京 100120；2. 北京二七機車廠，北京 100000)

0 引言

現人民銀行發行的輔幣以硬幣為主，停止了紙幣的發行，銀行等金融機構的硬幣都采用手工紙張包裝，手工包裝的成卷的硬幣像糖塊一樣，不整齊，從外表不能分清幣種，清點時要打開包裝，十分不方便。

本自動化包裝線克服了這些缺點，整個過程采用自動分選、自動包卷、塑封包裝、自動裝箱、自動記錄清點、機器人自動碼垛等一系列高科技亮點。同時硬幣的面值不同有大小之分，可加蓋封包員名章，方便包裝記錄，不用打開包裝就能清點，大大減少勞動強度，非常適用。

1 包裝硬幣種要求

1）可處理人民幣新舊版壹角，伍角及壹元共4種硬幣。

2）對生產線進行適當處理后，可對以下范圍內的硬幣進行處理：

直徑：15mm～33mm；厚度：1.0mm～3.5mm；卷幣積累高度：55mm～126mm。

2 自動化包裝線生產節拍

1）硬幣自動化包裝線可保證24小時連續工作，硬幣日處理能力 720萬枚。

2）硬幣處理速度最高可達到120卷/分鐘（每卷50枚），每分鐘6000枚/分鐘。

3 自動化包裝線生產作業各部分說明及功能實現

圖1 硬幣自動包裝設備布置總圖

3.1 硬幣自動清分系統

硬幣自動清分機采購日本松下集團，通過操作面板設置可同時區分新、舊版壹角，伍角、壹元，以及假幣、游戲幣等殘幣，處理能力：≥3000枚/分鐘，可以精確的自動計算和（清分）分揀各種混合的硬幣，同時把不同面值的硬幣分別裝入不同的盒子里。經處理分選后，需要包裝的硬幣通過輸送帶被輸送到下一步工序，清分出的假幣以及不是這一面值的硬幣被輸送到收集箱，等待工作人處理。

3.2 散幣提升系統及供幣系統

將上工序清分出的硬幣通過輸送皮帶提升至散幣中轉箱，效率：≥3000枚/分。散幣中轉箱具有硬幣定量檢測的功能，通過接近開關能夠自動檢測箱內硬幣滿與不滿的情況，當硬幣裝滿時，輸送皮帶停止輸送，等待下次命令。當下面移動送料小車上的翻轉料斗沒有硬幣時，中轉裝箱料門通過氣缸控制打開，將硬幣卸到移動小車料斗，小車可在輸送軌道上往復運動，通過變頻調速控制可以準確停在四臺包裝機前方，并向包裝機料斗進行上料。當包裝機缺料時，給移動小車一個缺料信號，小車便自動移動到相應的位置向包裝機料斗進行補料。

圖2 供幣系統及包裝系統

3.3 硬幣自動包裝系統

硬幣自動包裝機采購日本松下電器集團，型號為： LAC- 16 ，處理能力：35卷/分鐘，50枚/卷，料斗容積：8000枚。

LAC-16包裝機能夠確保發揮穩定、持久、高效的硬幣計數和包裝能力。另外，LAC-16獨特的“自動檢測及調整”機能，使日常維修調整工作也很輕松容易，能對硬幣搬送動作中發生的硬幣堵塞首先進行自動排除，從而達到減輕用戶直接處理的負擔，使包裝機始終處于高效工作狀態。另一方面，LAC-16硬幣包裝機能將大小相同但材質不同的硬幣或外幣與被處理的硬幣相比。直徑過大或過小的硬幣不予計數并剔除于清除箱內，也能將包裝動作中累計失敗的硬幣或不足于包裝成一卷的硬幣尾數投入回收箱并作相應的減數顯示。

本系統共有4臺包裝機，供料后便可以自動開始工作，包出的卷幣自動彈出落到輸送皮帶上，輸送到下一工序進行塑封。

3.4 塑封系統

塑封機型號為VPL-4535C，要求節拍：12包/分鐘，全封閉式塑封包裝，自動送膜、制袋、封切、收廢、整平、收縮、包裝成品一次性完成。通過計數器將10卷卷幣準確的分成一組，當計數器是10的整數倍時，給氣缸推出信號，由氣缸將10卷卷幣推至塑封機輸送帶，塑封機自動進行塑封，塑封后送出。

3.5 噴碼系統

噴碼機機頭在單包皮帶運動延長度方向進行噴碼。

噴碼內容可以通過操作面板自行設定，如年月日，操作員姓名，單位名稱，面額卷數總金額等。

3.6 自動裝箱系統

自動裝箱系統主要是依靠伺服電機正反轉控制紙箱高度，以工作臺平面為工作參考原點，配合吸盤把4包硬幣放入紙箱里，要求節拍：3箱/分鐘（壹元），1.5箱/分鐘（伍角，壹角）。

伺服電機第一次上電時，電機自動尋找參考原點。找到參考原點后，工作面帶動紙箱下移1CM，停止運動，這樣可以方便放入紙箱。當第1包硬幣放入紙箱里，工作面帶著紙箱下移3CM，當第2包硬幣放入紙箱里，工作面帶著紙箱下移3CM，當第3包硬幣放入紙箱里，工作面帶著紙箱下移3CM，當第4包硬幣放入紙箱里，工作面上移11CM，回到工作臺平面原點。

打捆機型號為PW-0860C，共2臺，打捆形式為兩橫一縱，中間紙箱轉向，節拍：3箱/分鐘（壹元）；1.5箱/分鐘（伍角，壹角）。

紙箱裝滿4包后，伺服電機將紙箱推回工作臺平面原點，按動橫移上的按鈕，氣缸啟動，將硬幣箱推入縱打包機上，縱打包機通過接近開關得到信號，打一次包裝帶，完成后氣缸得到信號，將紙箱推向橫打包機，橫包機橫向打第一次包裝帶，然后氣缸推動向下一個工作位，橫包機再次工作，橫向打第二次包裝帶。

圖3 自動裝箱系統

3.7 碼垛機器人

圖4 碼垛機器人

紙箱打包完成后，被氣缸推入輸送線，由于機器人動作很快，輸送線上的紙箱不會產生堆積，所以輸送線也可以稱之為緩沖區，輸送線末端有一個定位裝置可稱作定位擋板，擋板上裝有一接近開關，當有硬幣紙箱接近時，便給機器人發送取貨指令，機器人通過機械手將紙箱整體提升垂直提升，再水平運行，以躲避安全通道，經過安全通道后垂直放置在碼跺區，在放置完成后，按照原路徑返回，碼跺區完成100箱碼跺后，由叉車將其叉走，再放置空閑碼盤。

4 結論

本硬幣自動化包裝線已經成功的應用在上海工商銀行清點中心，近一年的運行，不僅為其節省了大量人力、物力，日處理量也達到用戶滿意。

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