摘要：提高縫紉機設計水平是使我國縫紉機生產從大國走向強國的關鍵所在。文中提出了要加強縫紉機的需求分析和發展趨勢研究，提高新產品開發的自覺性；提出加強縫紉機機理研究，深入掌握縫紉機設計規律，提高縫紉機設計水平；提出了開展縫紉機創新設計基礎研究，提高縫紉機設計的創新性；提出掌握機構分析和綜合理論，實現縫紉機機構參數優化設計；提出加強機電一體化設計方法研究，實現縫紉機的自動化、柔性化和智能化，使縫紉機產品更加現代化；提出加強機構動力學研究，提高縫紉機的動態性能；提出建立有效的產、學、研合作機構，聯合攻克縫紉機技術難關。

我國縫紉機行業的現狀分析

經過20 多年的努力，我國已成為世界縫紉機生產大國，這是值得慶賀的。但我們離世界縫紉機生產強國還相差甚遠，需要認真對待，繼續努力。 我國與縫紉機強國的差距主要表現在：管理理念比較落后，設計方法比較陳舊，制造技術不夠先進，因此要成為縫紉機生產強國還需做艱苦的努力。

我國縫紉機設計還處在較低的水平，離獨立自主設計還有很大差距。具體來說主要表現在：一是缺乏創新意識，開發新產品時還是沿用模仿和照抄；二是所有新產品不作理論計算和性能實驗研究，新產品結構參數不作優化計算而是進行試湊；三是不作縫紉機工作機理的研究，無法掌握縫紉機創新設計的可靠依據；四是科技人員數量缺乏，忙于應付當前生產，較少掌握和應用現代設計思想和設計方法。

為了解決我國縫紉機行業設計水平低下的問題，真正做到自主獨立的縫紉機設計，應切實、認真地做好以下幾方面的工作。

一、加強需求分析和縫紉機技術發展趨勢研究，明確縫紉機新產品開發的目標；

二、加強縫紉機機理和縫料、縫線性能研究，掌握縫紉機設計的依據；

三、開展縫紉機創新設計有關基礎研究，解決縫紉機方案創新問題，提高產品開發的創新能力；

四、掌握機構分析和綜合理論，研究縫紉機機構類型和參數優化；

五、加強機電一體化系統設計方法研究，使縫紉機逐步向自動化、柔性化和智能化方向發展；

六、順應縫紉機高速化發展需要，加強縫紉機關鍵機構動態性能研究；

七、建立切實有效的產、學、研合作機制，聯合攻克縫紉機技術難關。現在分別將以上各點評述如下。

加強需求分析和縫紉機技術發展趨勢研究

需求的發現與滿足是產品設計的起點和歸宿，設計任務來源于客觀需求，而以滿足這種需求作為歸宿。縫紉機產品開發的起點要進行市場調查和分析。需求的測量與預測需要通過一系列的市場調查和分析才能得到，那種想當然和人云亦云的辦法來決定產品開發計劃是不可取的，往往會造成決策失誤。需求分為顯需要和隱需求兩種。顯需要是人們都知道的需求，一般通過調查易于掌握的；隱需求是人們還沒有意識到的，但客觀存在的需求。隱需求的發現和滿足往往為企業開辟一個廣闊的新市場，帶來高額的獨占性利潤。例如在現有產品增加某些功能，或滿足一些特殊領域內的需求都是屬于顯需求，往往需要人們下功夫，并善于捕捉機遇。對產品開發千萬不能一哄而上，低水平重復。只要我們注意在市場需求分析上下功夫，企業會生產出有特色、別人無法替代的產品來。這些產品也就會具有自主知識產權，也就向企業做強邁出了堅定的一步。目前，不少縫紉機企業并不在這方面下功夫，是十分可惜的。要加強需求分析，應抽調精兵強將去做市場調研，市場調研人員應既懂得技術又懂得營銷。

為了開發新產品，在弄清市場需求后，還應對國內外縫紉機技術的發展趨勢進行深入研究。例如，現代縫制設備日益向多功能、自動化、高速化、機電一體化、智能化、無油少油潤滑等方向發展，只有真正了解了這些新技術的特點和內涵，我們才能在產品開發中立意高、有特色，擺脫低水平重復。當然在開發新產品時也不能一味追求新，還應根據市場需求、企業特點、技術力量、設備條件等因素來決定產品開發的具體目標，找新與實的平衡點。我們需要實干精神，一步一步進行跨越。一個有競爭力的企業應該有“技術儲備”，要有超前意識，否則，最終還是會在劇烈的市場競爭中被擊敗。

加強縫紉機機理研究，掌握縫紉機設計規律和依據

要設計縫紉機首先要掌握縫紉機理，縫紉機最根本的目的是如何更好實現縫紉機理。所謂縫紉機理就是如何最佳實現各種線跡型式的縫料和縫線的縫合。它應包括如何最佳實現線跡的形成、如何實現動作配合、刺布力如何變化、面線張力如何變化、需線量和供線量的計算等，不掌握這些內容是很難設計出性能優良的縫紉機來。另外還必須指出的是，縫紉機的工作對象是面料和縫線，面料的材質性能、組織結構、厚薄、縫線的材質結構和材料機械化學性能等都是不能忽視的。某一加拿大汽車內飾縫制公司（縫制設備廠的客戶）曾提出并組織過一項有關縫紉機縫紉機理的研究工作。由于發現刺布力過大，機針發熱，面線張力過大等問題，該廠提出了此課題。研究內容主要包括刺布力仿真計算及測試、機針發熱計算和測試、面線張力計算等。此類縫紉機理研究課題居然由縫制公司出資尋求解決辦法，這在我國縫紉機企業實屬罕見，的確發人深省。

掌握縫紉機理是縫紉機設計的關鍵。不懂得縫紉機理使設計工作缺乏依據，帶有很大盲目性。至今國內縫紉機企業幾乎沒有進行縫紉原理研究，這無疑是十分可惜的，要引起注意。

開展縫紉機創新設計有關的基礎研究

機械產品的創新設計一般可分為三種類型：開發設計、變異設計和反求設計。開發設計是針對新任務，提出新方案，這類設計創新層次最高、難度較大，一般在產品開發中占的比例較小，但十分重要；變異設計是在已有產品的基礎上，針對原有缺點或新的工作要求，從工作原理、功能結構、執行機構類型和尺度等方面進行一定的變異，設計出新產品以適應市場需求，增強市場競爭力，這類設計的創新程度不及開發設計，但在產品開發中占有較大比例；反求設計是針對已有的先進產品和設計，進行深入分析研究，探索掌握其關鍵技術，在消化、吸收的基礎上，開發出同類型、但能避開專利的新產品，此類設計在我國產品開發中占的比例相當大。縫紉機的創新設計也同樣分成開發設計、變異設計和反求設計三種。值得一提的是照抄照搬不能算反求設計，它根本沒有設計。

三種類型的創新設計核心是創新，即使是反求設計也不是照搬照抄，而是要知其然同時知其所以然后再來設計。照抄別人但不掌握關鍵技術與產品開發完全是兩回事，開展縫紉機創新設計關鍵要深入進行一些基礎研究。

一、進行縫紉機運動方案設計理論和方法的研究，掌握從功能出發，利用功能求解模型來得到多種可行方案，并通過評價決策確定綜合最優的方案。

二、建立起與各種類型縫紉機相關的執行機構的知識庫，融合已有的機構和拓展各種可行的機構，以開闊思路，提高產品創新性。

三、研究利用各種機構，采用計算機輔助組成設計方法，自動生成縫紉機的運動方案。

總之，要充分利用計算機技術進行縫紉機的創新設計，同時要強調產品的創新。

掌握機構分析和綜合理論，進行縫紉機機構參數優化設計

縫紉機關鍵部分是采用若干執行機構組成的機構系統，通過各個執行機構的動作配合完成縫紉過程，因此機構設計是縫紉機設計的關鍵。由于多年來大家注重照搬照抄，對于機構分析和綜合理論不甚了解。其實，刺料機構、挑線機構、勾線機構、送料機構、剪線機構和橫針機構的類型很多，分析起來也頗費功夫，有的機構分析還有一定難度。因此，學習機構學，掌握機構分析和綜合理論，對于縫紉機設計人員是十分重要的，否則只能依樣畫葫蘆。而且機構的結構不一樣，有的是ⅱ級機構，有的是ⅲ級機構，有的是齒輪－連桿機構，有的是凸輪－連桿機構，有的是混合驅動的多自由度機構，它們分析和綜合的方法各不相同。如果我們能掌握各種機構的分析和綜合理論，我們才有可能進行真正意義上的設計。一個縫紉機設計人員如果對機構學一竅不通，那很難成為一位優秀的縫紉機設計師。

在縫紉機機構設計中，由于各種不同的執行機構均有特殊的設計要求，例如挑線機構的挑線軌跡既要滿足供線量變化要求，又要求收線角盡量小，還要考慮結構尺度限制等，因此它應進行優化計算，用各種優化方法進行參數優化。又如，送料機構不僅要考慮送料軌跡的形狀要求，還要考慮送料時間符合縫紉機運動循環圖的要求，它的參數優化更加復雜。

縫紉機各執行機構通過動作配合來完成縫紉過程，因此縫紉機設計還應注意機構系統設計。因此，縫紉機運動循環圖的設計至關重要。縫紉性能的好壞與運動循環圖設計關系密切，否則將來即使采取臨時調試也會顯得力不從心。

加強機電一體化系統設計方法研究，提高縫紉機的綜合性能

機電一體化是縫紉機發展的方向，這已是業內人士的共識。但是什么是機電一體化產品現在還有不同認識，不少人認為自動剪線、自動倒順縫、自動停針等均是縫紉機機電一體化的主要標志，其實這種認識是不夠全面的。

機電一體化首先由日本提出，他們認為“機電一體化系統乃是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術，并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成的系統的總稱。” 其后，美國對機電一體化系統定義為：“由計算機信息網絡協調與控制的和用于完成包括機械力、運動和能量流等多動力學任務的機械和（或）機電部件相互聯系的現代機械系統。”簡而言之，機電一體化產品是將計算機技術融合于機械的信息處理和控制功能，實現設定的機械功能的現代機械系統。

對于縫紉機來說，機電一體化應擴展至各執行機構輸出動作的自動化、柔性化和智能化上面。例如刺料機構刺料行程的可控、挑線機構挑線行程和運動可控、送料機構的送料軌跡的可控、橫針機構實現可控的輸出運動等。如果將縫紉機中主要執行機構實現可控性輸出，這才能使縫紉機具有更高水平。要實現這一目標，現在看來，不但有需要

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