【正文】 基于 Pro/E 的繡花機(jī)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 摘要 ： 繡花機(jī)廣泛 應(yīng)用于紡織行業(yè)中， 隨著我國(guó)紡織行業(yè)的快速發(fā)展，繡花機(jī)市場(chǎng)將 面臨著巨大的機(jī)遇 ， 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 已 不 能滿足 市場(chǎng)的需要 。 為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，本文對(duì)繡花機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 原理 進(jìn)行 了分析 ， 在 Pro/E 零件設(shè)計(jì)模塊下建立萬(wàn)向鏈?zhǔn)娇p紉機(jī)的所有零件，然后在其 Mechanism 模塊下建立各零件間的連接及裝配自由度 ，對(duì)輸入軸添加相應(yīng)馬達(dá)來(lái)產(chǎn)生與實(shí)際情況相同的運(yùn)動(dòng)，再對(duì) 樣機(jī) 做運(yùn)動(dòng)分析，觀察和記錄分析過(guò)程中的一些測(cè)量 值 ， 以便對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化。 該設(shè)計(jì) 可以有效降低成本，縮減產(chǎn)品 的研發(fā)周期， 提高了設(shè)計(jì)效率，為新產(chǎn)品的開發(fā)奠定了基礎(chǔ) 。 關(guān)鍵詞 ：繡花機(jī)； 設(shè)計(jì)方法 ； Pro/E； 虛擬裝配 ；運(yùn)動(dòng) 仿真 Design and Motion Simulation of the Embroider Machine Based on Pro/E Abstract: Embroidery machine is widely used in textile industry,with the rapid development of China39。s textile industry,embroidery machine market will be faced with great opportunities, the traditional design methods can not meet the needs of the market. To meet the social development, this paper will analyze the embroidery machine structural characteristics and principle ， design all universal chain sewing machine parts by part design module in Pro/E, and then add connections between the various parts and assembly flexibility under the Mechanism module , add the corresponding input shaft motor to produce the same movement with the actual situation, and then do motion analysis to the prototype, observed and record some of the testing process ,what are to improve and optimize its structure. The design can effectively reduce costs, shorten the production development cycles, improve efficiency and the new Foundation for the development of products. Key word: Embroider Machine； Design Methods； Pro/E； Virtual Assembling； Motion Simulation 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 ............................................ 1 ............................................ 3 本課題研究的主要內(nèi)容 ........................................ 3 本章小結(jié) .................................................... 3 2 繡花機(jī)總體設(shè)計(jì)及三維零件建模 ..................................... 4 PRO/E在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 ..................................... 4 ............................................ 5 ........................................ 5 機(jī)頭架組件的三維設(shè)計(jì) ................................... 6 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組件的三維設(shè)計(jì) ................................ 15 彎針操作 曲柄組件的三維設(shè)計(jì) ............................ 18 機(jī)架的三維設(shè)計(jì) ........................................ 20 錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì) .................................... 21 其他零件的三維設(shè)計(jì) .................................... 26 2． 5 本章小結(jié) .................................................. 30 3 繡花機(jī)的總體裝配 ................................................ 31 ................................................... 31 ........................................... 33 機(jī)頭組件裝配 .......................................... 33 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)裝配 .......................................... 34 彎針操作組件裝配 ...................................... 35 ..................................................... 36 ................................................... 36 4 繡花機(jī)的運(yùn) 動(dòng)仿真 ................................................ 37 ............................................. 37 ....................................... 38 ......................................... 39 ............................................. 39 ......................................... 39 ................................................... 41 ................................................... 43 矩形針跡仿真 .......................................... 43 圓形針跡仿真 .......................................... 44 ................................................... 45 5 本文總結(jié) ........................................................ 46 致 謝 ............................................................ 47 【參考文獻(xiàn)】 ...................................................... 48 附 錄 ............................................................ 49 1 緒論 本課題研究的背景 繡花機(jī)從無(wú)到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程，而 國(guó)內(nèi)繡花機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀是 ： 中國(guó)既是世界縫制設(shè)備最大消費(fèi)國(guó)，也是最大生產(chǎn)國(guó)。目前，中國(guó)工業(yè)縫紉機(jī)產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的 40%，出口量占世界銷售量的 20%。其中，高速平縫機(jī)、高速包縫機(jī)、圓頭平縫機(jī)、電動(dòng)裁剪機(jī)、電腦刺繡機(jī)等產(chǎn)品已完全可替代進(jìn)口。如 “ 上工 ” 、“ 標(biāo)準(zhǔn) ” 、 “ 華南 ” 、 “ 飛躍 ” 、 “ 達(dá)美 ” 等品牌。在內(nèi)外已具有很高的聲望。另外，合資企業(yè)的產(chǎn)品，也已大量返銷世界各國(guó)，使我國(guó)有望發(fā)展成為世界縫制設(shè)備制造、銷售中心。 在繡花機(jī)領(lǐng)域，目前世界上著名的電腦繡花機(jī)品牌有日本田島（ TAJIMA）公司 TMEFH620型、日本百靈達(dá) (BARUDAN)公司 BEMRHYS20型 、日本兄弟 (BROTHER)公司 BAS423 型、德國(guó)蔡斯克 (ZSK)公司 17412 型、德國(guó)百福 (PFAFF)公司的KSM221\12/260 型等。與這些大型國(guó)際公司相比，我國(guó)目前電腦刺繡機(jī)與他們還存 在較大的差距，尤其是在機(jī)械加工方面，在結(jié)構(gòu)、精度、壽命以及噪音等方面亟待提高和改進(jìn)。目前國(guó)內(nèi)繡花機(jī)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是生產(chǎn)廠家多、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、生產(chǎn)混亂、競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序。這些主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 國(guó)內(nèi)電腦繡花機(jī)生產(chǎn)企業(yè)約八十多家，主要分布在北京、上海、山東、江蘇、浙江、廣東和福建一帶，年產(chǎn)多頭電腦刺繡機(jī)總量約 10000 臺(tái)。在這些企業(yè)中，除了中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)縫紉機(jī)公司、中國(guó)長(zhǎng)城光學(xué)儀器廠、上海協(xié)昌縫紉機(jī)廠、青島電腦刺繡機(jī)總廠、武漢美佳服裝機(jī)械廠等部分廠家具有較大生產(chǎn)和開發(fā)規(guī)模外，其他很多都是簡(jiǎn)單的組裝生產(chǎn)，技術(shù)和 服務(wù)都很難得到保證，從而造成市場(chǎng)一定程度的混亂。 電腦繡花機(jī)屬于機(jī)電結(jié)合的高科技產(chǎn)物，其電路部分主要是對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行控制，從而產(chǎn)品精度很大程度上取決于機(jī)械生產(chǎn)及裝配的精度。由于當(dāng)前國(guó)內(nèi)大部分繡花機(jī)生產(chǎn)廠家并不直接生產(chǎn)全部零部件，而是采取外協(xié)的方式，在一些配件廠訂購(gòu)，這樣就很難對(duì)零部件的質(zhì)量進(jìn)行很好的控制。在裝配過(guò)程中，由于電腦繡花機(jī)在精度上的嚴(yán)格要求，很難實(shí)現(xiàn)裝配的自動(dòng)化，只能由熟練裝配師手工操作。這也就是說(shuō)，裝配的質(zhì)量完全取決于裝配師的技術(shù)水平，在這種情況之下裝配的精度也比較難于控制。 繡花機(jī)的電路部分相當(dāng)于人的大腦及神經(jīng)，繡花機(jī)的諸多功能很大程度上都是由電路部分決定。當(dāng)前國(guó)內(nèi)有能力開發(fā)電控部分的廠家寥寥無(wú)幾，這當(dāng)中以北京精大豪電腦控制設(shè)備有限公司的產(chǎn)品為最，其產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外已處于較為先進(jìn)的地位。大部分電腦繡花機(jī)廠家產(chǎn)品的電控部分均為精大豪的產(chǎn)品。 近年來(lái)，從國(guó)際大型的展覽會(huì)上可以看到，國(guó)內(nèi)外電腦刺繡機(jī)的品種和技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越快，質(zhì)量水平也越來(lái)越高，競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。隨著加入 WTO，日本、德國(guó)和韓國(guó)的電腦刺繡機(jī)將對(duì)我國(guó)電腦刺繡機(jī)發(fā)展構(gòu)成一定的威脅，作為中國(guó)電腦刺繡機(jī)行業(yè)如 何定位，如何抓住發(fā)展的機(jī)遇，縮短與國(guó)際水平的差距，都是我們當(dāng)前面臨的重大課題。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，如何規(guī)范國(guó)內(nèi)市場(chǎng)秩序，維護(hù)行業(yè)整體利益，也需要我們電腦刺繡機(jī)企業(yè)共同作出努力，通過(guò)有序競(jìng)爭(zhēng)，來(lái)促進(jìn)我國(guó)電腦刺繡機(jī)行業(yè)的健康發(fā)展。 總之， 繡花機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)就是高效、穩(wěn)定、多功能 。 本樣機(jī)取自于武漢美佳服裝機(jī)械股份有限公司制造的 GY10― 1 型萬(wàn)向上鏈?zhǔn)嚼C花機(jī) 。 采用鉤針鉤線，萬(wàn)向上送料機(jī)構(gòu)，形成單線上鏈?zhǔn)骄€跡。該機(jī)具有結(jié)構(gòu)合理，操作輕松靈活，維修方便，潤(rùn)滑系統(tǒng)完備等特點(diǎn)。適用于女用外衣和套裝、女帽、制服、窗簾和帳幃等裝飾 的制 造。 其圖像如 圖 。 圖 GY10― 1 型萬(wàn)向上鏈?zhǔn)嚼C花機(jī) 本課題將在 Pro/E 零件設(shè)計(jì)模塊下建立萬(wàn)向鏈?zhǔn)娇p紉機(jī)的所有零件，然后在其Mechanism 模塊下建立各零件間的連接及裝配自由度、對(duì)輸入軸添加相應(yīng)馬達(dá)來(lái)產(chǎn)生與實(shí)際情況相同的運(yùn)動(dòng)，再對(duì)機(jī)器的部件做運(yùn)動(dòng)分析， 最終對(duì)樣機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，觀察和記錄分析過(guò)程中的一些測(cè)量量，如位置、速度、加速度、力、測(cè)量圖標(biāo)，以及建立表示零部件運(yùn)動(dòng)行為的軌跡曲線，運(yùn)動(dòng)包絡(luò)線和運(yùn)動(dòng)干涉，以便研究機(jī)構(gòu)模型。 如此能方便地得到準(zhǔn)確的結(jié)果，且能靈活的改變運(yùn)動(dòng)方式，向最佳運(yùn)動(dòng)效果逼 近，以便對(duì)其 結(jié)構(gòu) 進(jìn)行改進(jìn) 及優(yōu)化 。 研究的目的及意義 隨著我國(guó)紡織行業(yè)的快速發(fā)展，繡花機(jī) 市場(chǎng)將面臨著巨大的機(jī)遇，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已不能滿足市場(chǎng)的需要。為 適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展， 該課題通過(guò)對(duì)繡花機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和原理進(jìn)行 分析， 應(yīng)用 Pro/E 三維軟件高級(jí)建模技術(shù)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真功能對(duì)繡花機(jī)進(jìn)行三維建模 、 虛擬裝配以及運(yùn)動(dòng)仿真 ， 再對(duì)樣機(jī) 進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)分析，觀察和記錄分析過(guò)