异形币滚边设备、 滚边工艺及其滚边模具的制造方法 技术领域 本发明涉及一种异形币滚边设备， 尤其是涉及一种用于异形币坯饼滚边工艺的异 形币滚边设备及工艺， 以及其滚边模具的制造方法。
背景技术 在目前的硬币生产工艺中， 为了在图纹压印工艺之后， 形成均匀饱满的清边， 需要 在压印工艺前进行滚边加工工艺， 使坯饼边缘的金属向坯饼正反两面流动， 而形成一圈均 匀隆起的边形。
当今市面上流通的硬币多为圆形， 然而对于具有新型防伪能力的异形币， 目前还 很少见到能实现滚边加工工艺的相关设备。
专利号 200510095466.5 的发明专利公开了一种对正多边形硬币及其类似物的坯 饼边缘进行滚边的装置， 虽然该装置能实现对正多边形硬币的滚边加工， 但是该装置仅仅 依靠电磁振荡漏斗来调整坯饼的相位， 而在推动过程、 下降至滚边初始位置的过程中无法 确保坯饼的正确相位， 无法实现精确的坯饼定位。 该滚边装置的制造方法是， 先制作外廓形
状与正多边形坯饼一致的成型滚边规， 然后用该滚边规对滚边模具进行滚压， 以形成相应 的模具曲线 ； 其问题在于， 成型滚边规的外廓形状与坯饼滚边后的实际形状有着不小的差 异， 由其滚压形成的模具曲线的精确度很难达到预期的要求。
此外， 现有的异形币滚边装置的驱动推饼部件的驱动装置为由电机带传动的凸 轮， 其问题在于， 在长时间高速运行后凸轮会有较大磨损， 而且带传动本身存在较大的误 差， 这些均会导致推饼部件运行精度下降， 使整个装置无法正常运转。 发明内容 为了解决上述的技术问题， 本发明的目的在于提供一种可成功实现异形币坯饼边 缘滚边、 解决加工具有隆边形状硬币及其类似物的工艺难题的滚边设备及其滚边模具的制 造方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现 ：
一种异形币滚边设备， 包括一输饼定位装置和一滚边装置，
所述输饼定位装置包括 ：
一驱动装置，
由所述驱动装置驱动并与所述驱动装置的转轴同轴转动的转盘，
可相对移动地套设于所述转盘内、 并设有缺口的连接盘， 所述连接盘的顶面突出 于所述转盘，
设置于所述连接盘顶面、 用于坯饼投入的入料口，
连接于所述转盘的输饼滑导，
与输饼滑导相通设置的落料桶，
以及设于所述落料桶底部的推饼舌，
和驱动所述推饼舌往复移动的伺服驱动装置 ；
所述滚边装置包括 ：
滚边模具固定块， 设置于所述滚边模具固定块相对另一侧、 并可由驱动装置驱动 旋转的滚边模具转动块， 所述滚边模具固定块和转动块一起构成滚边模具， 所述滚边模具 固定块和转动块分别具有的模具曲线处于同一平面并组成一滚边槽，
可相对所述滚边模具固定块上下移动的托饼盘，
驱动所述托饼盘上下移动的第一同步驱动装置，
用于夹紧位于所述托饼盘上的坯饼的第二同步驱动装置。
进一步地， 所述输饼滑导设有一滑轨， 所述滑轨对应设置于所述连接盘的缺口侧， 所述输饼滑导开口一端的导向块。
进一步地， 所述转盘和连接盘之间设有可调节两者相对高度的螺钉。
进一步地， 所述推饼舌的推饼端开设有形状与所述坯饼形状相对应的开口通孔。
进一步地， 所述落料桶外设有与其连接的电磁振荡器。
进一步地， 所述落料桶内壁形状与所述坯饼形状相对应。
进一步地， 所述滚边模具固定块上开设有一通孔， 所述托饼盘可移动地设置于所 述通孔内。
进一步地， 所述滚边模具转动块， 推饼舌， 第一同步驱动装置、 第二同步驱动装置 均设有各自独立的动力源， 并且其相互动作关系由电气程序控制。
进一步地， 所述推饼舌的伺服驱动装置为直线伺服电机。
本发明还揭示了一种异形币滚边设备的滚边工艺， 包括以下步骤 ：
第一， 通过所述转盘的旋转， 将杂乱堆砌的坯饼连续地从连接盘的缺口中离心分 离出 ；
第二， 所述坯饼逐个地通过所述输饼滑导传输到所述落料桶内 ；
第三， 所述落料桶通过电磁振荡器的振荡， 使落料桶内壁的正多边形形状与正多 边形坯饼对应， 实现坯饼的周向定位 ；
第四， 所述第一同步驱动装置驱动托饼盘上升至所述滚边模具固定块通孔的正上 方， 然后所述推饼舌将由落料桶内落入推饼舌开口通孔的坯饼推至所述托饼盘上 ；
第五， 所述第二同步驱动装置下移， 与所述第一同步驱动装置一起夹持坯饼下移 至滚边初始位置 ；
第六， 由所述滚边模具固定块配合所述滚边模具转动块带动坯饼在滚边槽中纯滚 动， 实现滚边。
进一步地， 所述滚边模具固定块为一月牙块， 所述滚边模具转动块为由滚边盘驱 动旋转的设置于所述滚边盘外周边上的光边块。
本发明还揭示了一种异形币滚边设备的滚边模具制造方法， 包括以下步骤 ：
第一， 解析计算模具曲线 ；
第二， 建模获得三维图以及曲线 ；
第三， 由所述曲线数据设计相应的铜电极 ；
第四， 雕刻机加工铜电极 ；
第五， 通过电火花加工滚边模具的曲线。进一步地， 在所述雕刻机加工铜电极后， 将滚边模具进行淬火处理达到所需的硬 度后， 再通过电火花加工滚边模具的曲线。
进一步地， 所述解析计算模具曲线是 ：
先通过在滚边模具固定块和滚边模具转动块上形成的滚边曲线， 将正多边形一周 等分为若干各点 ；
再依次计算各点在坯饼沿固定半径圆弧滚压时在滚边模具固定块和滚边模具转 动块的坐标值， 最终得到模具曲线。
与现有技术相比， 本发明的有益效果是 ：
(1) 本发明不仅采用带有电磁振荡器的落料桶以实现坯饼的周向定位， 还在推饼 舌的推饼端开设有形状与坯饼形状相对应的开口通孔， 使坯饼在推动传送过程中仍然保持 正确的相位 ； 此外， 采用第一同步驱动装置驱动托饼盘承接坯饼、 并与第二同步驱动装置配 合夹持坯饼下降至滚边初始位置， 防止坯饼发生相位偏移， 进一步确保坯饼的正确相位。
(2) 本发明采用直线伺服电机驱动推饼舌往复运动， 确保在长时间高速运行的条 件下， 推饼舌依然能够精确运行。
(3) 本发明的滚边模具转动块、 推饼舌、 第一同步驱动装置以及第二同步驱动装置 在电气程序的控制下实现精确、 紧密地节拍衔接配合， 使整个装置能在更长时间内保证正 常的高速运转。 (4) 本发明所采用的滚边模具制造方法可以使滚边模具的曲线达到更高的精确 度， 能更好地满足预期的要求。
(5) 坯饼定位更加准确， 模具曲线精确度更高， 整个装置能在更长时间内保证正常 的高速运转， 能方便快捷地实现异形币坯饼边缘滚边的单机大批量制造， 而且生产工艺简 单， 全机械化操作。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明 ：
图 1 是本发明最佳实施方式异形币滚边设备的输饼定位装置立体图。
图 2 是本发明最佳实施方式异形币滚边设备的输饼定位装置的局部剖视图。
图 3 是本发明最佳实施方式异形币滚边设备的滚边装置原理图。
图 4 是本发明最佳实施方式异形币滚边设备的局部剖视图， 其中包括滚边装置和 部分输饼定位装置。
图 5 是本发明最佳实施方式异形币滚边设备的推饼舌立体示意图。
图 6 是本发明滚边模具制造的流程图。
图 7 是本发明滚边模具制造的解析建模计算模具曲线原理图。
图 8 是本发明滚边模具制造的解析建模计算模具曲线原理图。 具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明 ：
在本发明最佳实施方式中， 所述异形币滚边设备包括输饼定位装置和滚边装置。
结合图 1 至图 4 所示， 所述输饼定位装置包括一设置于所述输饼定位装置顶部用于坯饼投入的入料口 11、 一驱动电机 13、 设置于所述电机 13 上， 并和所述电机 13 转轴同轴 的转盘 15， 以及套设于所述转盘 15 内并设有缺口的连接盘 17， 优选地， 所述连接盘 17 外壁 抵靠所述转盘 15 内壁设置， 所述转盘 15 和连接盘 17 之间设有可调节两者相对高度的螺 钉， 这样可以适合不同高度的坯饼。
所述输饼定位装置还包括一连接所述转盘 15 的输饼滑导 19， 所述输饼滑导 19 设 有一滑轨， 所述滑轨对应设置于所述连接盘 17 缺口侧， 所述输饼滑导 19 开口一端的导向 块 20。坯饼从入料口 11 进入输饼定位装置， 电机 13 带动转盘 15 转动， 使杂乱堆砌的坯饼 在离心力的作用下向输饼定位装置边缘分离， 并在连接盘 17 的缺口处甩出， 进入输饼滑导 19， 形成逐个的、 连续的坯饼， 然后逐一经过导向块 20 进入落料桶 21。
具体参照图 3、 图 4、 图 5， 本发明最佳实施方式的输饼定位装置还包括一带有电磁 振荡器的落料桶 21， 设于所述落料桶 21 底部的推饼舌 23、 驱动所述推饼舌 23 的直线伺服 电机 22， 推饼舌 23 的推饼端开设有形状与坯饼 10 形状相对应的开口通孔。
本发明最佳实施方式的滚边装置包括一支承所述推饼舌 23 和所述落料桶 21 的滚 边模具固定块， 优选地， 所述滚边模具固定块为一月牙块 25， 在所述月牙块 25 上还开设有 一通孔， 一第一同步汽缸 29 连接一托饼盘 31 设置于所述通孔内。当然， 为了工艺的考虑， 该通孔也可以是由一个带通孔的零件固定在滚边模具固定块上形成。 另外， 在所述通孔上方， 还设置有一配合所述第一同步汽缸 29 的第二同步汽缸 27， 通过所述第一同步气缸 29 和所述第二同步汽缸 27 以及托饼盘 31 的配合， 可夹持坯饼 10 下移到达滚边初始位置， 并确保坯饼相位不变。所述滚边装置还包括一设置于所述月牙 块 25 一侧并可由驱动装置驱动的滚边盘 41， 在所述滚边盘 41 外周边还设有光边块 43， 该 光边块 43 与月牙块 25 一起构成滚边模具， 光边块 43 和月牙块 25 分别具有的模具曲线位 于同一平面并组成滚边槽， 以便于加工所述坯饼 10。
在使用所述滚边装置对坯饼 10 进行加工时 ：
首先， 坯饼 10 进入带有电磁振荡器的落料桶 21， 所述落料桶 21 内壁的正多边形形 状与正多边形的坯饼 10 对应， 即可经过落料桶 21 多边形腔体实现周向定位， 并落入推饼舌 23 的开口通孔内 ；
其次， 第一同步汽缸 29 驱动托饼盘 31 上升至月牙块 25 通孔的正上方， 推饼舌 23 在快速的、 高精度的直线伺服电机 22 的驱动下， 将坯饼 10 传送至托饼盘 31 上 ；
再次， 第二同步汽缸 27 下移， 与第一同步汽缸 29 一起将坯饼 10 夹持在托饼盘 31 上， 然后两同步汽缸夹持坯饼 10 下移至滚边初始位置 MON， 此时第一同步汽缸 29 驱动托饼 盘 31 继续下降至所述通孔内、 第二同步汽缸 27 上升， 将坯饼 10 置于滚边初始位置 MON 处， 同时， 确保坯饼相位不变， 此时， 异形币坯饼 10 在起始位置与滚边模具固定块即月牙块 25 起始点 N 相切 ；
最后， 当光边块 43 随滚边盘 41 转动， 到达坯饼 10 的另一切点 M 时， 坯饼 10 与两 模板同时相切并开始滚动， 在此过程中， 坯饼 10 在随着光边块 43 绕滚动盘 41 中心轴线公 转的同时， 还绕其几何中心轴线自转， 模具的曲线控制可使坯饼 10 的尺寸和形状到达预设 的值， 使金属向坯饼正反两面流动而形成一圈均匀的隆起， 并当坯饼 10 到达图示 M1O1N1 出 料位置时， 就完成了整个滚边加工过程。
值得一提的是 ： 该滚边装置不仅采用带有电磁振荡器的落料桶 21 以实现坯饼 10
的周向定位， 还在推饼舌 23 的推饼端开设有形状与坯饼 10 形状相对应的开口通孔， 使坯饼 在推动传送过程中仍然保持正确的相位 ； 此外， 采用第一同步汽缸 29 驱动托饼盘 31 承接坯 饼 10、 并与第二同步汽缸 27 配合夹持坯饼 10 下降至滚边初始位置 MON， 防止坯饼 10 发生 相位偏移， 进一步确保坯饼 10 的正确相位。
该滚边装置采用直线伺服电机 22 驱动推饼舌 23 往复运动， 确保在长时间高速运 行的条件下， 推饼舌 23 依然能够精确运行。
该滚边装置各个运动部件光边块 43， 推饼舌 23， 第一同步汽缸 29、 第二同步汽缸 27 均具有各自独立的动力源， 并且其相互动作关系由电气程序控制， 实现精确、 紧密地节拍 衔接配合。
总的来说， 本发明异形币滚边设备的概括实施步骤为 ： 先将杂乱堆砌的硬币坯饼 10 分离， 然后进行周向位置定位， 接着快速精准的传递至滚边初始位置， 最后由滚边模具完 成滚边加工。
在利用本发明的异形币滚边设备进行滚边加工时， 该设备的滚边盘 41 在电机驱 动下转动， 带动安装在滚边盘上的滚边模具转动块 ( 光边块 43)， 转动块 ( 光边块 43) 上的 模具曲线与滚边模具固定块 ( 月牙块 25) 上的模具曲线一起组成滚边槽， 对正多边形坯饼 10 进行对搓滚压， 使坯饼 10 周边微微凸起。而得到一圈均匀隆起的边形。在此过程中， 正 多边形坯饼 10 同时绕不同轴转动， 即公转又自转， 由于滚边模具曲线为正多边形绕固定半 径作纯滚动所形成的曲线， 因此正多边形坯饼 10 只作纯滚动， 不仅通过顺利， 而且周边各 点受力均匀， 使坯饼边缘的金属向坯饼正反两面流动， 而形成一圈均匀隆起的边形， 从而为 最终压印奠定良好的基础。 如图 6、 图 7、 图 8 所示， 滚边模具曲线的设计和加工包括 ： 滚边模具曲线是先通过 解析计算， 即为了获得此异形币坯饼沿固定半径圆弧为坯饼中心轨迹， 在月牙块 25 和光边 块 43 上形成的滚边曲线， 将正多边形一周等分为若干各点， 依次计算各点在坯饼 10 沿固定 半径圆弧滚压时在月牙块 25 和光边块 43 的坐标值， 再通过三维软件建模获得三维图以及 曲线 ； 滚边模具的加工包括 ： 首先由曲线数据设计相应的铜电极， 接着用雕刻机加工铜电 极， 然后对模具进行淬火处理达到所需的硬度， 最后通过将铜电极安装在加工中心上， 并用 电火花加工滚边模具的曲线。
本发明所采用的滚边模具制造方法可以使滚边模具的曲线达到更高的精确度， 能 更好地满足预期的要求。
尽管为示例目的， 已经公开了本发明的优选实施方式， 但是本领域的普通技术人 员将意识到， 在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下， 各种改 进、 增加以及取代是可能的。