2018卧式点钞机的机械结构优化分析

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　　摘 要：我国现金流通规模庞大，点钞机的使用日益广泛。文章以卧式点钞机传输机构为研究对象，优化分析了捻钞、出钞、接钞、机架，齿形带传动等内部机械结构。通过对机械结构的充分解析，帮助认识钞票在点钞过程中的运动状态，勾勒出走钞轨迹，让电子电动方面实现更多智能化检测。
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　　关键词：点钞机；机械结构；优化分析
　　中图分类号：TD403 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0075-02
　　1 概述
　　我国现金流通规模庞大，各大银行为了提高服务质量和效率，点钞机已成为不可或缺的设备。点钞机主要用于清点纸币数量、识别纸币面额、面向、新旧程度和真伪，并且能按所设置的清分级别对不同面值、不同新旧程度的纸币进行分别。根据纸币的运动状态和轨迹，点钞机可以分为立式和卧式两种结构[1]。立式点钞机结构紧凑，长宽间的距离小，重量轻，外形美观，但点钞时对钞票的崭新度要求较高[2]，要求钞票崭新平整，这样点钞时不会出现连张。卧式点钞机输送距离长，对钞票的新旧程度要求不高，而且点钞平稳，钞票堆砌整齐，目前卧式点钞机占领了绝大部分市场。但是与立式相比，卧式点钞机外形不够美观，占用空间较大，且重量重，不便于携带。所以有必要对它的机械结构进行优化，使其内部结构紧凑、布局合理，同时降低卡钞率，使之产生更好的经济效益。
　　2 机械结构的优化分析
　　图1所示为目前市场上常用的卧式卧点钞机，其外部零件大多采用塑料件，包括左右端盖、上盖、后盖、手柄以及图像显示窗口的附件。卧式点钞机内部机械结构如图2和3所示，主要包括捻钞部件、出钞部件、接钞部件、机架和齿形带传动等五个部分[3]。卧式点钞机采用的是出钞连续分级原理，即表面第一张钞票被捻钞轮捻走，进入出钞部分，然后处于下面的钞票被阻力橡皮粘住，表面的钞票得以与下面钞票分开，在第一张钞票被捻走后，第二张钞票又占据第一张钞票的位置，如此循环往复，实现分张。钞票分张过程不断重复进行，直到捻完最后一张钞票。下面重点对卧式点钞机内部机械结构进行优化分析。
　　2.1 捻钞部件
　　捻钞部件包括进钞面板、五指钢片、阻力橡胶、捻钞轮组件、落钞板及调节螺丝等。送钞台与捻钞轮的作用是将钞票逐张分开，阻力橡皮、五指钢片等零件则直接影响钞票下顺速度和钞票分离效果。阻力橡皮和五指钢片贴合在一起，可以让钞票迅速通过传输挡板，且传感器对钞票上面值、防伪信号的识别也不会出现错误。五指钢片的光滑度可以避免点钞时的卡钞问题，阻力橡皮摩擦力较大则可以避免钞票的连张。
　　捻钞轮的设计与布置应根据钞票宽度的极限尺寸来确定，周长需大于钞票的宽度，材料取橡皮胶圈，具有一定的柔性。捻钞轮的磨损会影响点钞机的分钞性能，容易造成钞票歪斜。对此设计时可以加大外径，同时将捻钞轮轴向截面改为锯齿形，以此来提高捻钞轮的耐磨性，同时增大轮齿齿面与钞票接触面积，提高捻钞轮齿面对钞票的附着力。若某个捻钞轮发生磨损，只需利用备用捻钞轮替换即可，无需更换捻钞轮芯，避免不必要的浪费。
　　捻钞部分另一个重要的零件就是调节螺丝。当钞票在进钞面板下钞不顺造成钞票歪斜而发生误报或是计数不准确时，均可通过调节送钞台上的调节螺丝进行调整。不过在调节螺丝时，应注意调节有度。过紧会造成捻钞轮、阻力橡皮加速磨损；过松则容易出现钞票歪斜、分钞不顺的情况。
　　2.2 出钞部件
　　出钞部件由压钞轮、对转轮、多齿塑料轮及内部传输挡板组件等构成。传输挡板是每台点钞机的核心部位，主要包括磁钢、磁头、计数传感器、磁性传感器、红外识别、紫外识别等。每张钞票的面值、真伪、冠字号等所有信息采集都在钞票经过传输挡板时实现。
　　压钞轮的线速度是捻钞轮的两倍，当钞票连续送来后，压钞轮将先到的钞票快速有效地与后续钞票分开，然后将钞票送往计数传感器和检测传感器进行计数和辨伪，完成出钞工作。压钞轮和捻钞轮之间间距应小于钞票宽度，否则不能实现钞票的连续传输。钞票在压钞轮的压力作用下，沿着传输挡板的弧度向前运动，各传感器才能稳定感应纸币上的特征信息，有效完成计数和辨伪工作。磁性信息的采集与压钞轮和磁头的距离直接相关。二者既不能过紧也不能过松。如果过紧，压钞轮容易擦到磁头引起干扰误报，也容易损坏磁头；如果过松，磁头与送来的纸币间距过大，则磁头传感器感应纸币的磁性信号不太稳定，易出现报错现象。一般约2张纸币的距离传感器工作最为灵敏。在压钞轮轴两端增加一对过轮，目的是为了确保纸币可以从捻钞轮顺利运动至压钞轮，同时将磨损转移到两个过轮上，过轮采用耐磨材料，从捻钞轮转移过来的磨损对过轮的损害很小。过轮可以有效保护捻钞轮，延长捻钞轮使用寿命，保持点钞机长期稳定运行。
　　2.3 接钞部件
　　接钞部件由接钞爪轮、托钞板、挡钞板等组成。钞票经过传输挡板识别验伪后，行至最后一道部件接钞轮。接钞部分的有效稳定工作是点钞机准确快速计数的基础，如该部分出现问题，则可能导致撕钞。经过数目清点和真伪辨别后，钞票分别卡入接钞爪轮的不同爪，然后脱钞板将每张钞票取下并堆放整齐。点钞过程中，接钞部分常会发生飞钞现象。飞钞现象主要与接钞叶轮中心位置、接钞爪轮的叶爪形状和接钞轮的叶轮转速等三方面有关。（1）接钞叶轮中心位置的确定应尽量靠近出钞轴，纸币离开压钞轮时，钞票必须尽量卡入叶爪的深部，如果卡入过浅就会出现飞钞现象，所以接钞爪轮的设计应该受到重视。（2）对于叶爪的形状，当纸币插入叶轮后，纸币应该随着叶轮的曲线发生弯曲变形，而且纸币弯曲变形程度越大，越不容易从接钞叶轮飞出，即越不容易出现飞钞现象。（3）叶轮转速的快慢对飞钞也有影响。叶轮的转速越快越容易导致钞票飞出，但是转速太慢又会导致纸币撞击到叶爪底部，造成纸币损伤，所以叶轮的转速应控制在合理范围之内。
　　2.4 机架
　　机架整体包括左右侧板、底板及安放传感器的支架等。机架的成型采用冲?毫Ρ甙宸椒ǎ?该方法加工效果好。采用该设计方法主要具有两方面优点。首先，机架的左、右边板对应精度较高的部分可以采用同一模具一次加工完成，提高了机架的装配精度，同时降低了生产成本。其次，能够为传输系统中运动纸币的有效识别提供所需的定位精度。另外紫光灯支架也是机架内部支撑件之一，主要用来安放紫光灯等防伪识别传感器，放在传输挡板上方，当钞票经过时，它会自动启动开启工作。
　　2.5 齿形带传动
　　作为典型的机电产品，点钞机的动力装置主要依靠大电机和小电机。大电机驱动传送带和传送轮来输送动力，在各转动轴接到动力后开始工作，此时将纸币放入捻钞轮、压钞轮、接钞轮的转动中逐次通过，完成纸币的清点计数和验别真伪。纸币进入接钞部分时则靠小电机输出动力，带动接钞轴上的皮带轮使纸币经过托钞板进入挡钞板。文中所述点钞机采用双电机驱动装置，该装置容易实现预置数功能。电机类型应由设计者或生产厂家视实际情况而定，既可采用交流电机也可采用直流电机。但大电机和变压器的体积和重量相对较大，如果厂家需要减小点钞机重量，则可以选用直流电机配合开关电源的方法。
　　3 结束语
　　本文以卧式点钞机传输机构为对象，重点优化分析了捻钞、出钞、接钞、机架，齿形带传动等内部机械结构。通过对机械结构的充分解析，帮助认识钞票在点钞机中的运动状态，勾勒出走钞轨迹，让电子电动方面实现更多智能化检测。点钞机是一种自动清点钞票数目的机电一体化装置，它需要机械设计人员和电气技术人员协同合作，才能使其外形更加小巧、功能更加全面，更好地服务于社会。
　　参考文献：
　　[1]马红艳.浅谈点钞机机械结构的兼容性设计[J].金田，2003（303）：391.
　　[2]刘庆东.卧式辨伪点钞机小型化和改进[J].机械研究与应用，2015（3）：132-136.
　　[3]刘明，赵祚喜，可欣荣，等.点钞机中纸币高速运动状态及轨迹重构试验[J].现代电子技术，2015（38）：70-72.