关键词：变形；仿真；纸板盒；纸板盒制造；折叠；包装；折纸手工品

1。介绍

纸箱代表了一种流行的包装方式，可以用来包装多种消费品包括食品，电子设备和常用物资等[1]。他们是通用的,他们可能会变得更加受欢迎,因为他们具有关于回收和降解的良好的环境属性。

纸板箱由经过剪裁和印刷的纸板的表面网格来制造和成形。此外，折痕的预成形通常通过将薄金属按规则按压到平面板上。特别的，制造过程是由专门的包装机械通过沿着先前的折痕折叠来执行[2]。纸箱是通常在其竖立状态通过粘合或收起和锁定箱翼来固定。文献综述

对于某些范围的产品，有一个愿望即通过改变纸箱使其适应不同大小和数量的产品[3]。纸箱的创新设计也充满乐趣[4-6]，也为客户提供更大的吸引力。这些想法可以通过设计新的专用机器或引入可重构过程来得到调解[7]。重构性可由机器人的使用来获得并且这些都已经被以不同的方式来折叠纸箱[8-10]。此外，在折纸行业和使用机器人用纸来制作折纸手工品之间已有相关的同行[15]。

当设计一个包装系统时，自然是有需要来模拟机械及其与包装材料的交互。当材料是纸板而其属性是非线性是就会产生一些困难[16-17]并且会因为随过程发生的环境属性而发生变化[18]。常数值有限元分析技术作为一个合适的表征材料属性的方式，是必要的[19]。

当处理可重构系统时，模拟纸箱本身的制作过程也是重要的。这是为了确保这一过程是可行的且在纸箱的不同部分之间不会出现不必要的干扰。它还有助于检查部分被其他部分“捕获”的网格搬到适当的位置。仿真还提供了机器设置[22]和控制参数方面的数据。

本文着眼于提供纸箱在制造过程中的运动的模拟。通过基于纸箱原来的表面网格数据来达到这一目标。折叠发生在沿着折痕的地方并且将网格分开成平面。下一环节讨论了表面图，这些表面图显示了平面之间的衔接[23]。当这里没有循环时（简单纸箱也可以发生[9-11,24]），假设各个平面之间没有相互干扰，制作过程是将所有的折痕折叠至所需的角度。干扰当然一个问题。对于简单的纸箱折叠，干扰通常是可以直观的看出如何来避免，但是这并不能代表更一般的折叠操作[25]。

当循环出现，角板存在于因相邻面板的运动而移动的平板中。第三节讨论了如何才能使变形应用于纸箱的面的运动的模拟，它显示了如何使用一个基于约束的方法来创建命令使角板折叠的角度被探测到。第一个托盘纸箱的例子在前面章节中进行了讨论。第二个关于锅子包装箱的例子在第四节给出。第五节调查了此方法是否可以扩展到更复杂的折叠情况并且列举了一个取自折纸手工品的例子。特别的，这里突出了角板可能因为相邻角板的微小位置改变而产生大角度变化。这意味着需要引起注意来确保约束解析发现适当的角位置。

2。图形

考虑图1所示的托盘纸箱[4]。图示给出了在折叠过程中的各个阶段。图2表示纸板最初的网格。它总共有十五面板。这些编号以编号为0的面板为基础进行编号。这可以被认为是这些编号在与其相连的平面移动过程中与其相连的平面是相对固定的。很可能的是一个机械装置或者机器在主侧面主要利用竖立托盘来折叠纸箱。所以面板1、4、7和10转过90度而面板13和14都相对于面板4和10转过了180度。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

在托盘的角落里是四个“角”的方案安排。一个包括面板2和3的例子。这两个面需要向内移动，如图1所示，他们最终被折叠保存在短双层面板中并且以面板13的折叠覆盖为结束。角板不需要很明显地推到位；它们随着它们连接的主要面板而自然地移动。然而，他们可能需要在最初的运动阶段被引导来确保他们向内移动而不是向外移动。