目前,我国每年胶囊的需求量大约是1000亿粒,且该数字正以每年30%的速度逐渐递增,因此提高空心胶囊的生产效率成为胶囊制造企业不断追求的目标。在新型空心胶囊全自动生产线中,自动机模块是该生产线的核心部件,负责完成生产线中70%以上的动作,体现了该生产线的技术水平。自动机模块中各构成单元均由相应的凸轮驱动,形成具有协同关系的凸轮系统,因此,凸轮系统的设计及其协同工作时的时序优化结果将直接影响自动机功能的实现及生产线的工作效率和稳定性。论文工作以新型空心胶囊全自动生产线自动机为研究对象,以凸轮系统各执行机构的最大加速度和主轴惯性离心力为优化目标,采用遗传算法对其凸轮系统时序关系进行了优化,论文主要研究工作及相关结论如下:首先,通过分析新型空心胶囊全自动生产线自动机的功能需求,基于工艺动作过程的构思与分解得到了便于实现自动化生产的自动机工艺流程,并对关键执行机构进行了型式设计,拟定了新型空心胶囊全自动生产线自动机机构系统方案。其次,基于搭接网络的行为结构表达研究,将行为之间的时序关系运用搭接网络图进行表达,建立了机构系统的功能结构、行为结构和协调设计网络模型,并在此基础上构建自动机协调设计数学模型。通过分析从动件运动规律,以从动件最大加速度及主轴惯性离心力为优化目标,运用遗传算法对自动机凸轮系统进行了优化设计。再次,通过对自动机凸轮系统各凸轮廓线进行计算机辅助解析设计,建立了该系统的虚拟样机模型,并对其进行机械性能仿真分析,结果表明优化后的凸轮系统具有良好的运动学和动力学性能,满足自动机功能设计需求。最后,完成了物理样机的研制及实验验证,结果表明,优化后的自动机凸轮系统能实现预期的工作目标,在保证原有系统的成品合格率95%的基础上,其工作效率提高了25%。同时,该实验结果进一步验证了数值仿真分析结果的可靠性。本文的研究成果对于新型空心胶囊全自动生产线自动机的改进设计具有重要的参考价值。