“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”项目通过天津市科委验收

由天津工业大学岳建锋副教授主持完成的天津市应用基础及前沿技术研究计划项目“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”于2013年8月16日通过市科委组织的专家验收.

为了在纺织复合材料加工领域实现对复杂异形件的缝合，该项目设计了一台单边缝合机.在一个引线针的基础上，增加一个钩线针，取代了传统缝纫机械安置在被缝件底部的钩线机构，由两针配合在被缝件的一个表面完成OSS线迹的单边缝合.采用复数矢量法结合分析软件，对钩线机构、刺料机构和挑线机构进行运动学分析和计算，研究了机构运动的位移、轨迹等特点，并对单面缝合机构进行了速度、加速度等分析，其结果表明各传动构件的运动变化规律能够满足工作要求.针对单边缝合机初始设计模型中的设备外形、传动路线及钩线机构进行结构优化，对引线及钩线机构进行可调节性设计，实现了缝合参数的连续调节.针对单边缝合机械手中各机构在时间上的动作配合关系进行了设计与规划，并利用仿真软件对各机构的位移进行了分析，为设备在工作中的调试并形成预期理想的线迹提供了理论依据.选取虚拟样机软件Pro/e研究各部分机构的建模方法，建立了单边缝合机总体三维模型，对单边缝合机进行了运动仿真分析，在仿真软件环境中验证了机构设计的合理性.对单边缝合机的驱动方案及主要的零部件进行了分析对比与选择，确定了齿轮、带轮及轴承等主要零部件的型号及参数.对单边缝合设备的整体样机进行加工制造，并将设备样机安装在六自由度工业机械手上进行了缝合实验，采用多股尼龙材料作为缝线，并分别以玻璃纤维及碳纤维复合材料做为缝料，得到了预期的单边缝合OSS线迹.