試析精梳機主運動機構方案的計算機輔助設計

劉 敏

（重慶科技學院,400050）

試析精梳機主運動機構方案的計算機輔助設計

劉 敏

（重慶科技學院,400050）

隨著我國經濟的飛速發展，在市場條件下，競爭變得越來越激烈，各個行業，各個企業面臨著巨大機遇與挑戰。在企業發展的壓力下，不斷縮產品的開發周期，提高產品的科技含量和創新性成為企業發展的必要選擇。精梳機主運動機構方案創新設計是最具挑戰意義的，其設計目的就是發明新機械并優化已有機械，不斷滿足用戶的需求，在產品創新中占有重要位置，要想實現產品創新，必須設計出能夠吸引人眼球的原理方案。本文就精梳機主運動機構方案設計的研究意義、計算機輔助機構方案設計等加以分析。

精梳機；主運動機構方案；計算機輔助設計

如今，大部分機械產品都是由機構組成的，也就是機械產品的“骨骼”，那么機構產品的創新設計直接影響著機械產品的創新含量。產品的創新設計方案就是為了設計出新的機械產品，滿足用戶的要求，這個階段是之后制造和使用的關鍵階段。利用計算機來輔助創新設計方案是機構學者們樂于采用的工具，它對于設計方案的自動生成起著很大作用。

1 精梳機主運動機構方案設計的研究意義

伴隨著市場經濟發展與競爭的激烈，企業要想繼續發展就要不斷創新增強自己的實力，創新性和高效行成為工業設計的重要發展方向。為了達到精梳機運動方案設計的計算機化，就要根據精梳機的特點建立運動方案的輔助設計系統。機械設計創新中最有挑戰意義的便是機構方案創新設計，要求設計人員根據用戶使用出現的實際問題，找到最佳解決方案，并不是局部彌補，而是重大結構性調整。這對于之后的機械設計以及生產都有著先導作用，直接導致機械產品質量的好壞、產品性能的高低以及經濟效益的漲落。例如，根據科學統計，主運動機構方案設計在機械產品的綜合使用性能中占有70%的決定權，也就是說，在機械產品的概念設計階段就已經影響著產品的使用性能了，如果，一個機械產品在概念設計階段的總體性能高，那么在機械產品具體加工制作過程中只是使機械廠品有型化而已。在創新設計方案階段需要做的是：依據實際需要，構思產品的功能，結合科學技術設計產品運作原理和設計功能實現的載體。

2 計算機輔助機構方案設計

2.1 機械系統運動方案設計

2.1.1 機械系統運動方案設計基本內容

在通常情況下，機械系統是由四部分組成的，分別是原動機、傳動機構、執行機構和控制系統。創新方案設計是思路在機械系統運動領域的重新開辟，是一種創造性行為，在功能分析的基礎上，創新思路、不斷探索、篩選設計，得到理想的原理方案。精梳機機械系統運動的方案設計首先要確定工作原理，再進行機械運動方案設計，通過機械產品的工藝運動過程適當的選用執行機構，并按著合理的組合方式構成機構系統，以此來完善機械產品的功能。精梳機機械運動系統方案設計的流程為：確定設計宗旨，建立功能結構、分解工作原理、構思機械工作過程、機構選型、組合各個機構、方案評價一系列環節完成精梳機機械系統運動方案設計的過程。

2.1.2 動作行為載體的創新設計

動作行為載體，即表現為某種物理裝置，在機構學中指的是各種機構，在機構中具體來完成某個動作的構件，一般稱之為執行構件。目前，機構包括機、電、液、氣、磁等，這些都屬于實現機械運動的廣義機構，是在現代條件下傳統機構的擴展。執行機構的功能主要為：實現運動形式變換的機構、實現其他功能的機構。在運動方案中機構創新設計法有：機構變異法，為了優化所選擇機構的性能或者結構，便可以通過機構變異，也就是改變機構中某種結構的形狀、尺寸、變換機架、更換原動件、增加機構等方法來構成新的構件，得到構件新的特性；機構組合法，將一些零散的機構組合起來，來實現機械生產中某些要求，達到機構的創新組合，主要方式有：串聯式、并聯式、疊合式、復合式等；機構演繹法，亦稱之為再生運動鏈法。其運作步驟首先為找到已有設計方案，整理出機構的拓撲構造特性，其次是在所有機構中選擇一個已經存在的設計作為最初機構，改造成含有連桿和轉動副的運動鏈，最后，在數目綜合理論的指導下，得出需要構件以及運動副數目的運動鏈圖譜。

2.2 運動機構方案的自動生成

2.2.1 計算機輔助方案設計

經過長期的探索，上海交通大學的鄒慧君教授提出了“功能-行為-動作-結構”模型。計算機輔助方案設計的過程模型還存在許多問題沒有解決，利用計算機的特性以及人類的大腦進行設計是模型計算機化的最好辦法。例如，以精梳機的運動方案設計為例，通過三個階段來試析計算機輔助方案設計的過程。

首先，第一步需要設計操作人員和計算機共同完成，即為精梳機總共能的確定，第二步進行功能分析以及綜合來確定精梳機的工藝動作過程，進行分解、整合，確定工藝動作的原理和相對應的執行動作。第二步依賴于人，需要設計操作人員找到實現總功能的創新原理，那么計算機輔助就是為了提供大范圍的設計實例刺激設計人員，幫助設計人員產生靈感。

其次，這個時期最主要的工作就是根據執行規則來確定機構解的時期。在匹配規則下，讓多個執行機構與執行動作相對應。利用機構庫中存儲的機構特征信息以及運動特性描述，當設計操作員設計好輸入、輸出、約束關系、運動特性后計算機就會實現自動查找，將匹配條件找到符合條件的機構。計算機在篩選完機構條件后，以圖形以及文字、文件的形式將設計方案呈現在設計操作人員面前，由計算機獨立完成。

最后，這個階段的工作是方案組合與評價。多個機構方案經過排列組合就可以得到多個方案，確定設計方案是否滿足預期結果，滿足則保留，不滿足則再次進行機構方案匹配。

3 結束語

我們都知道，生產機械產品之前進行機械方案設計，目的就是提高產品創新，贏得市場，增強產品的競爭力。機械產品的創新設計是拓展機械產品的市場道路的途徑之一，機械產品的方案設計是機械產品創新的前提條件，同時也是最富有挑戰意義的環節，為了促進我國紡織業的快速發展，在傳統紡織方法基礎之上，結合高新技術，對精梳機進行改造，將成為未來最重要的產業政策。

[1] 任家智,馬宏慶.立達精梳機計算機輔助工藝設計與優化分析[J].棉紡織技術,2008,09:22-25.

[2] 張穎靚,王生澤.精梳機運動方案的計算機輔助設計[J].東華大學學報(自然科學版),2008,01:101-104.

劉敏，1981年生，機械工程，講師，碩士研究生

Explore innovative design agency programs and automation Creation

Liu Min
(Chongqing University Of Science & Technology,400050)

With the rapid development of China's economy, in the market,competition is becoming increasingly fierce, various industries,companies face enormous challenges and opportunities.Under the pressure of business development,and constantly shrinking product development cycles,improve the technological content and innovative products become necessary choice for enterprise development.Comber main movement mechanism of the program is the most challenging design innovation, and its purpose is to invent new mechanical design and optimize the existing machinery,and continuously meet the needs of users, occupies an important position in product innovation,to achieve product innovation, we must It can be eye-catching design principle scheme.Comber paper analyzed the main motion mechanism design research significance, computeraided design and other agency programs.

Comber;main sports agency programs;computer-aided design