手机智能卡芯片刻录机的分析与改进

摘要

手机智能卡芯片刻录机是一种完成智能卡预个人化和个人化的机构，即将手机智能卡操作系统程序和移动运营商提供的应用程序固化到智能卡中。该机器不同于传统的芯片刻录设备，能同时刻录60张智能卡，具有快速高效的特点。对于该机器的研究为设计功能更为丰富的智能卡生产设备奠定了基础。
　　 本文根据原方案样机的运行结果，对原设计中取卡机构、收卡机构、传送机构、回转机构、夹卡机构的设计原理进行了分析总结，找出了导致原方案运动误差过大的设计缺陷，提出了各机构的改进方案，确定了误差的主要来源为回转机构。通过分析回转机构的运动形式和机构的功能要求，导出了其运动规律；结合伺服电机的工作原理，总结了机构的误差形式，并推导出卡片定位误差的数学计算公式。在运动分析的基础之上，建立了回转机构主要零部件的静态分析和动态时域分析的数学模型，求出了主要零部件受力随时间变化的规律。本研究在Pro/ENGINEER Wildfire3.0环境下对改进后的回转机构和夹卡机构进行了三维造型，通过集成模式的Pro/Mechanism模块对回转机构进行了虚拟运动仿真分析。通过集成模式Pro/MECHANICA的Structure模块对回转机构转盘行了模态分析和动态时域分析，并利用该模块下的有限元分析模式建立了转盘和主轴的有限元模型；在ANSYS10.0环境下，对转盘和主轴静态分析的有限元模型进行了求解。最后根据有限元分析的结果，校核了机构的强度、刚度以及运动误差，并提出了进一步的优化方案。
　　 本文从图纸分析、方案论证、运动仿真、有限元分析几个方面进行了研究。计算机仿真结果证实了改进方案达到设计要求。