基于TRIZ的往复式线切割机床贮丝筒创新设计

黄 兆 飞 ｒ，谢 三 山 ，王 凯 ，赵 武 英 （１．成都 工 业学 院材料 工程 学 院 ，四川成 都 ６１１７３０；２．四川 大学制 造科 学与 工程 学 院 ，
四川成 都 ６１００６５；３．成都 地铁 运 营有 限公 司，四川成 都 ６１００８１）
摘 要 ：介绍 了 ＴＲＩＺ基本理论及其在产 品创新设计 中的应用 ，针对往 复式线 切割机 床贮丝 简存在 的问题 提出 了一种基 于 ＴＲＩＺ的产 品冲突解决流程 ，应用该流程对贮丝筒设计 中存 在的问题进行 了求解 ，最终利用 冲突矩 阵和 ４０条发 明原理设 计 出了一种新 型的往复式线切割机床贮丝筒 。
ＨＵＡＮＧ Ｚｈａｏｆｅｉ ， ＸＩＥ Ｓａｎｓｈａｎ ． Ｗ ＡＮＧ Ｋａｉ ， ＺＨＡＯ Ｗ ｕｙｉｎｇ
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１１７３０，Ｃｈｉｎａ；
收 稿 日期 ：２０１６—１２—１１ 基金项 目：国家 自然科学基金重点资助项 目 （５１４３５０１１）；四川省教育厅一般项 目 （１５ＺＢ０３０１） 作者简介 ：黄兆 飞 （１９８３一 ），男 ，博 士 研 究 生 ，讲 师 ，主要 从 事 机 电设 备创 新 设 计 研 究 。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｚｈａｏｆｅｉ一１＠
２０１８年 ４月 第 ４６卷 第 ７期
机 床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ａｐｒ．２０１８ Ｖｏ１．４６ Ｎｏ．７
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１８．０７．０２２
基 于 ＴＲＩＺ的往 复 式 线切 割 机 床贮 丝 筒 创新 设 计
关 键词 ：ＴＲＩＺ；贮丝筒 ；冲突矩 阵 ；发 明原 理 中 图 分 类 号 ：ＴＨ１２２ 文 献标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００１－３８８１ （２０１８） ０７－０９７－５
Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｗ ｉｒｅ Ｗ ｉｎｄｉｎｇ Ｄｒｕｍ ｓ ｏｆ Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ Ｗ ｉｒｅ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｍ ａｃｈｉｎｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＲＩＺ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｒｏｂｌｅｍ Ｓｏｌｖｉｎｇ （ＴＲＩＺ）ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
Ａ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｃｏｎｆｌｉｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｒｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｄｒｕｍｓ ｏｆ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｗｉｒｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＲＩＺ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ， ｔｈｅｎ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｒｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｄｒｕｍｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｒｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｄｒ ｕｍｓ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｃｏｎ ｆ ｌ ｉｃｔ ｍａｔｒｉｘ ａｎｄ ４０ ｉｎｖｅｎｔｉｖｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．
文 中研究 的往 复走 丝贮 丝 筒设 计是 一 个 面 向问 题 ＿１ 的产 品创 新 设 计 ，因此 采取 ＴＲＩＺ理论 作 为 工 具 ，从功能结构 、资源分析 以及理想解等方面人手对 问题进行分析和重构 ，提取 问题 中存在 的冲突 。根据 冲突类型选取技术 冲突或物理冲突解决方案获取一般 解 ，将一般解具体化得到特殊解 ，经过可行性评价最 终获得基于 ＴＲＩＺ的新型贮丝筒 结构。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＲＩＺ；Ｗ ｉｒｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｄｒｕｍｓ；Ｃｏｎｆｌ ｉｃｔ ｍａｔｒｉｘ；Ｉｎｖｅｎｔｉｖｅ ｐｒ ｉｎｃｉｐ走丝 线 切割 机床 的关键 系统 之
一 其 中贮丝筒又是运丝 系统 中的重要组成 部分。贮 ，
丝筒设计不 良会 导致机床运行 出现冲击 、断丝和断轴 等 问题 ［Ｊ ］。因此贮 丝筒 设计 是往复 式线切 割机床 运 丝系统设计 的重要 内容 。为 了迅速得 到理想 的设计 方 案 ，可 以利用创新设计方 面的相关理 论来完 成。传 统 创新设计 方 法如 头脑 风 暴法 ［３］，六 帽思 维 法 ［４ 等 在 应用时能产生数量可观 的解但很难 给出高质量的方案 解 ｊ。基 于 ＴＲＩＺ （Ｔｈｅｏｒｙ Ｏｆ Ｉｎｖｅｎｔｉｖｅ Ｐｒｏｂｌｅｍ Ｓｏ１． ｖｉｎｇ） 的创新 技术 ［６ 是近 年来快 速发 展 的一种 产 品 创新理论 ，其在产 品设计领域 的有效性 已经 得到众 多 研究人 员 的证 实。如 夏 文 涵 等 通 过定 义 ＴＲＩＺ问 题 ．采用 ＴＲＩＺ标 准解 以及 分离原 理和发 明原 理解决 了管道检测机器人 系统 “ＰｉｐｅＧｕａｒｄ” 检测模块 在检
２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６ １００６５，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｍｅｔｒｏ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００８１，Ｃｈｉｎａ）
测过程 中无法 自适应检测不 同直径管道 的问题 ．成功 地设计 出了满足要 求 的产 品 ：李平 平等 运用 ＴＲＩＺ 中的冲突矩 阵和发 明原理 ，对注塑机 的注射机构 、液 压系统及模具加热工艺等 问题进行 了研究并获得 了新 的设计方案 ；洪思敏等 １。“应用 ＴＲＩＺ理论及 Ｐｒｏ／Ｉｎｎｏ． ｖａｔｏｒ软件对 轨检 小车 手推换 向装 置进 行 了 系统功 能 分析和 因果分析 ，基 于 ４Ｏ条发 明原 理和分 离原理 提 出了新 的改进方案 。