缝纫机设计软件使用说明（平缝机第 39 轮；包缝机、绷缝机第 40 轮；接入问渠 CAE 第 41 轮；电子花样机、多头刺绣机第 42 轮；AI 助手、本单位零件库、互动帮助第 49 轮；电脑横机第 54 轮）
给用户看的网页互动帮助：网页版 learn.wenquestrobotics.com/static/help/sewing/（软件右上角“？帮助”）；FreeCAD 版随工作台安装包（工具栏“帮助”），在线一份在 /static/help/sewing-freecad/。有目录、动画、录屏、小计算器、“试一试”；第 52 轮加了“典型案例”四节（平缝机从零件到整机、包缝机空间四杆弯针、绷缝机五种线迹与用线计划、花样机口袋盖花样），第 54 轮加案例五（电脑横机一片前片要织多久），数字由
tools/run_cases.py真算，也当回归检查。源文件与生成程序在docs/帮助/缝纫机软件帮助/（改完运行python3 docs/帮助/缝纫机软件帮助/build.py）。本文件是给管理员和维护者的要点。
问渠“缝纫机设计与制造”软件有两种用法，计算核心是同一份，同一组参数结果完全一样：
- 网页版（在线使用）：官网首页 → 解决方案 → 企业 → 行业专用软件 → 缝纫机设计与制造 → “在线使用”；或直接打开 learn.wenquestrobotics.com/pages/sewing/sewing。
- FreeCAD 工作台“问渠缝纫机”：开通企业账号后，在网页版“导出”页下载安装包，装进 FreeCAD 1.0。
现在有六种机型：平缝机（教材第 3–8、23 讲）、包缝机（504 三线、514 四线，第 9 讲）、绷缝机（401、406、407、602、605，第 10 讲）、电子花样机（第 15 讲）、多头刺绣机（第 16 讲）、电脑横机（第 17 讲）。页面上方点机型切换；链接后面加 ?machine=overlock、cover、pattern、embroid、flatknit 可直接打开对应机型。
| 机型 | 校核什么 | 样机页签 | 另外能出 |
|---|---|---|---|
| 平缝机 | 21 项：针杆惯性力、钩线、挑线、送布、张力、整机惯性力、共振、尺寸链；30 针虚拟试缝 | 三维虚拟样机（调机参数同步，能看故障） | STEP、FreeCAD 宏、DXF |
| 包缝机 | 11 项：送布窗口余量、下弯针摆角 / 传动角 / 卡死临界 / 针尖速度、上弯针传动角、差动送布平整度、切刀时机与重叠量 | 教材的包缝机三维结构模型（只看结构转动，不随参数变） | STEP、FreeCAD 宏、DXF |
| 电子花样机 | 14 项：转速上限（针在布中模板不能动）、机头转速、伺服整定余量、X / Y 轴电机峰值与发热（有效转矩）、电机转速、两轴同步带共振与伸长、工作台行程、前瞻调速后的平均速度 | 教材的花样机三维结构模型（不随参数变） | 每针转速与用时表、X / Y 轴电机表；花样可选教材的口袋盖、圆、五角星、矩形框、套结、大之字，或上传针位表（CSV） |
| 多头刺绣机 | 5 项：最长针的绷架加速度够不够、机头转速、DST 记录上限、回退针数、全机效率 | 教材虚拟实验 16-1（头数、驱动力、针长、转速同步） | 针长与转速表、头数与效率表；绷架伺服转矩 |
| 绷缝机 | 7 项：钩线回升、弯针尖高度、间隙、针下行让弯针、针在弯针平面下不相碰、定时离窗口边缘、窗口时间 | 教材的弯针动画（参数同步） | 耗线量与线团计划（订单件数、缝长、损耗、线团长度 → 每根线用多少米、几个线团） |
| 电脑横机 | 10 项：每枚针的选针时间（多段选针）、选针位置误差（三种提前量补偿）、织物放得下针床、摇床在换向停顿里走完、急停距离、度目分辨率、测长精度、机头电机峰值 / 发热 / 转速 | 教材三维模型 17-1（不随参数变） | 改进方案对照表（实时补偿、加系统、提速，按当前参数重算）、织衣片 + 套口 / 全成型对比（示例值）；一趟的速度曲线、选针误差曲线、速度与一片用时 |
说明：包缝机上弯针最小传动角 39° 会显示“注意”——教材算例机就是这样，第 9 讲解释了为什么先保留。绷缝机、电子花样机、多头刺绣机、电脑横机不出机构零件（后三种的价值在运动与电控）。横机的机头质量、传动、电机、摇床伺服、全成型对比用的是示例值（教材没给），界面和计算书里都标了。
花样机上传针位表：花样选“上传的针位表”，点“上传针位表（CSV）”。文件每行一针 x, y（mm，相对花样原点），第一行可以是表头，最多 3000 针、200 KB 以内。制版软件导出坐标、或在表格软件里两列另存为 CSV 都行。针位表随项目一起保存。常见刺绣机文件格式的读入以后再做。
谁能用什么
| 账号 | 能做的事 |
|---|---|
| 来宾（不登录）、未开通的账号 | 改参数，看三维样机、校核、时序与曲线、零件与制造，全部能看；不能保存、不能导出 |
| 已开通的企业账号 | 以上全部，加上：保存机型项目（同一单位的人共享），导出 7 种文件，下载 FreeCAD 工作台 |
| 管理员 | 在网页版最下面“开通企业账号”里开通或收回（价格未定，目前手动开通） |
管理员怎么开通一个企业账号
- 让对方先在学习平台注册一个账号。
- 管理员登录，打开“缝纫机设计”页面，拉到最下面“开通企业账号（管理员）”。
- 填对方的登录名或邮箱、单位名称（同一单位填同一个名字，项目才能共享），点“开通”。
- 对方刷新页面，左栏出现“缝纫机设计”，页面上方显示“已开通 · 单位名”。
- 要收回，在同一列表里点“收回”。
网页版怎么用
- 左边改参数：分七组（基本参数、刺布机构、挑线机构、钩线机构、送布机构、线张力、平衡与机壳）。拖滑块或直接输数字，右边马上重算。“恢复教材算例参数”回到教材第 3–8 讲的算例。
- 右上方结论条：绿色 = 全部合格；黄色 = 有需注意的；红色 = 有不合格的。
- 六个页签：
- 三维样机：教材的平缝机虚拟样机，调机参数（定时、间隙、张力、送布、转速、平衡）跟你的设计同步，可以试缝、看故障标红。下面是主要结果（连杆比、惯性力、钩线角、供线量、整机惯性力、共振转速等）。
- 校核：21 项，每项有数值、判据、出自第几讲，不合格的给出怎么改；上面是 30 针虚拟试缝的结果。
- 时序与曲线：全机运动时序图，针尖位移、挑线供线与耗线、送布牙轨迹、整机惯性力四张曲线。
- 零件与制造：各机构零件的关键尺寸、梭尖间隙尺寸链与合格率、装配调机顺序。
- CAE 分析（已开通）：见下一节。
- 导出：见下。
- 保存项目（已开通）：上方项目条里填名字点“保存”；“另存为”复制一份；下拉选项目打开。
CAE 分析（已开通的企业）
用当前这组参数，把零件和机构交给问渠数字工厂的计算服务算；算完的结果会自动写进同一组参数导出的设计计算书（“CAE 分析结果”一节）。每个单位每天最多提交 20 个计算任务（有限元、模态、动力学、零件减重，页签右上角显示今天用了几个）、100 个数控程序；电机选型和设计优化不占次数。
| 分析 | 怎么用 | 判据 / 结果 |
|---|---|---|
| 零件强度与疲劳（有限元） | 选零件（平缝机：针杆连杆、针杆曲柄；包缝机：引针连杆、引针曲柄、下弯针摆杆），点“提交计算”。材料在左边“主轴电机（CAE 选型用）”一组里选。约束、载荷自动加：轴孔支承，销孔加一转里最大的力；疲劳按一转的受力曲线算，每针一个循环 | 安全系数 ≥ 2；寿命 ≥ 5 年（每天 16 小时、每年 300 天）。可看应力云图、下载 Word 报告 |
| 机壳固有频率（模态） | 点“选择 STEP 文件”上传机壳模型（30 MB 以内），选材料，提交。最低的水平面当底面固定 | 二阶激振频率 / 一阶固有频率 ≤ 0.90。平缝机算出的一阶频率在参数范围内时，点“采用”回填“机壳一阶固有频率”，共振校核随之更新 |
| 机构动力学 | 点“算动力学”：按你的曲柄半径、连杆长、针杆组件质量建多体模型，算刺布（引针）机构所需的主轴转矩 | 与本软件公式对照，相差 ≤ 5% |
| 主轴电机选型 | 点“电机选型”：整机各机构的惯性转矩加缝纫阻力矩，峰值和均方根各留 1.2 倍余量，从电机表里挑最小的够用的主轴伺服 | 推荐型号、对照表、一转的转矩曲线 |
| 设计优化 | 选目标（平缝机：挑线机构、平衡率、最高转速；包缝机：下弯针、上弯针、差动比；绷缝机：弯针定时；横机：一片用时最短——补偿方式 × 系统数逐个试），几秒给出最好的三组，每组标出红灯、黄灯数；点“采用”回填 | 结果可复现（每次一样） |
| 零件减重（拓扑优化） | 在“减重与加工”里选零件（同强度分析的零件）和要留下的材料（40%、50%、60%，不含孔周围的毂和平衡块），提交。按一转里受力最大的那个力，在现在的外形里找材料该留在哪。算完看减重后的形状和质量比，可下载轮廓 DXF、三维 STEP | 一定要点“送有限元复核”：同一组受力、同一材料，判据仍是安全系数 ≥ 2、寿命 ≥ 5 年。包缝机下弯针摆杆受的力有一部分垂直于板面，减重计算管不到这部分，留 50% 以上并以复核结果为准（例：留 50% 安全系数 2.9、寿命约 32 年，合格；留 40% 不合格） |
| 伺服电机选型（花样机、刺绣机、横机） | 点“电机选型”：花样机分 X、Y 两轴，刺绣机算绷架（较重的 Y 轴）。按每针的加减速算电机要出的峰值和有效转矩（最坏情况：每针都走最长的那一针），每台电机用它自己的转子惯量重算，峰值、有效值各留 1.2 倍余量，转速不超过电机最高转速；刺绣机的带轮半径、减速比、传动效率在左边“绷架伺服传动”一组里填；横机按机头走一趟的加速、匀速、减速算，传动在“机头驱动”一组 | 推荐型号和对照表；花样机还给出现在设计里电机的用量和“转矩最小的带轮半径”。两轴直线运动用公式就算得准，不送多体动力学 |
| 绷架 / 横梁固有频率（花样机、刺绣机）；针床 / 机架固有频率（横机） | 同机壳：上传绷架、X–Y 横梁的 STEP（最低的水平面当底面固定，按实际安装面建模），选材料（默认 6061-T6），提交 | 一阶固有频率 × 移动一针的时间 ≥ 1.5（同教材第 15 讲同步带判据；横机用机头加速时间 v/a，材料默认 HT200）；同步带不是实体，共振看“校核”里的公式结果 |
| 花样模板数控编程（花样机） | 在“减重与加工”里选“花样模板（槽板）”，选槽宽（压脚外径 + 1–2 mm，默认 5 mm）和板厚，点“出铣削程序”。按当前花样的针迹轨迹在板上开通槽，四周留 20 mm 边，左右各一个 Ø6 定位销孔 | 同下面的铣削编程与试切检查，按铝板编程；可下载 G 代码和模板 STEP。封闭花样（圆、矩形、五角星）会在轨迹上留 2 处 3 mm 连接桥把内岛连住，结果里黄灯提示——桥处的针要跳过或第二次装夹补缝 |
| 数控编程（铣削） | 选平板零件（平缝机：针杆曲柄、针杆连杆、挑线曲柄、挑线杆、挑线摇杆、两个偏心轮；包缝机：引针曲柄与连杆、弯针偏心轮与摆杆、下弯针、两个送布臂），点“出铣削程序”；减重后的零件在它的结果里点“出铣削程序” | 立式加工中心，外轮廓、型腔（含铣穿的减重孔）、钻孔，自动选刀和切削参数；“试切”检查撞刀、过切、超程、转速、主轴功率，0 错误为合格。工件零点在零件上表面、外形中心。可看刀路俯视图、下载 G 代码 |
“计算任务”里列出本单位这个机型的全部任务和排队位置，点一个看结果。数字工厂没接上时页签会提示，设计优化和电机选型照常可用。
导出的文件
| 文件 | 用途 |
|---|---|
| 设计计算书（Word） | 结论、参数、主要结果、全部校核、5 张图、零件参数、尺寸链与公差建议、调机顺序 |
| 调机卡（Word） | 装配车间用：7 步调机，每步给目标值，带确认格 |
| 参数表与运动曲线（Excel） | 参数、零件尺寸、校核、每 2° 的运动曲线数据 |
| 三维模型（STEP） | 16 个机构零件（上下轴、针杆曲柄、连杆、针杆、机针、挑线曲柄、挑线杆、摇杆、旋梭、两个送布偏心轮、针板、送布牙），任何 CAD 都能打开 |
| FreeCAD 宏 | 不装工作台也能用：FreeCAD → 宏 → 执行，生成可编辑的零件 |
| 平板零件轮廓（DXF） | 曲柄、连杆、挑线杆、摇杆、偏心轮、旋梭的外形与孔，圆弧加直线，可直接下料、线切割 |
| 参数文件（.wqsew.json） | 给 FreeCAD 工作台“导入参数”，或存档 |
“文件语言”可选中文或英文。
存为网页文档
“导出”页的 “网页文档（计算书、调机卡）”：点“存为网页文档：设计计算书”或“…：调机卡”，用当前这组参数生成一份网页文档并打开（和导出的 Word 是同一份计算，数字一致）。
- 灰底的块是计算出来的，不能改（标“计算生成”）：要改数字，回设计里改参数，再点文档上方的 “按新设计重新生成”。
- 可以在任意位置加自己的内容：段落（公式写在
$ $之间）、列表、表格、照片（如试缝样品）、提示框；自动保存。 - 文档关联了机型项目时，项目的参数改过以后，文档上方会提示“设计改过了”；重新生成时换掉计算的部分，您加的内容保留，仍在原来那一节。
- “导出 Word / 导出 PDF”是文档当前的样子（计算的部分 + 您加的内容），不用装 Office。
- 同一单位的人都能看、能改；列表就在“导出”页。存在本服务器上（国内、美国各一套）。
FreeCAD 工作台
安装（只做一次）：
- 在网页版“导出”页点“下载安装包”，得到“问渠缝纫机-FreeCAD工作台.zip”。
- 打开 FreeCAD，在 Python 控制台（菜单“视图 → 面板 → Python 控制台”）输入
App.getUserAppDataDir()回车，显示的就是用户数据文件夹。 - 在这个文件夹里找到（没有就新建）
Mod文件夹，把压缩包里的Mod\WenQuestSewing整个文件夹复制进去。 - 重启 FreeCAD，在工作台下拉列表里选“问渠缝纫机”。
工具栏 17 个按钮：新建平缝机设计、新建包缝机设计、新建绷缝机设计、新建花样机设计、新建刺绣机设计、新建横机设计、重新计算、校核结果、时序图、转动机构、导出 STEP、导入参数、导出参数、提交到问渠工厂、AI 助手、插入本单位零件、帮助（后三个第 49 轮加；AI 助手和插入零件要联网和“FreeCAD 钥匙”）。
第 94 轮起六种机型在 FreeCAD 里都有三维零件（和网页版样机、讲解片同一套，计算核心 sewcore/cad.py、cad_seq.py），花样机、刺绣机按针走、横机按趟走；红灯的部件涂红、黄灯涂橙，“校核结果”双击红黄灯那一行停到出问题的地方（对应表 sewcore/hotspot.py，网页版讲解片共用，停的地方一致）。工具栏加“出三维讲解片”：凭 FreeCAD 钥匙调 /api/v1/sewing/video（这个接口从第 94 轮起也认钥匙），片子记在钥匙主人名下，浏览器打开 /pages/video3d/edit?id=…。本机有限元：Python 控制台 import wqsew_fem; print(wqsew_fem.run())（FreeCAD 自带 Gmsh + CalculiX，工况同网页版）。
- 在模型树里选中“平缝机设计”，属性面板里就是全部设计参数（分组与网页版相同），改完按 Ctrl+R 或“重新计算”，零件和校核一起更新；双击“平缝机设计”打开校核结果。
- 花样机上传的针位表存在设计对象的“PatternPoints”属性里；从网页版导出的参数文件导入时一起带过来。
- “提交到问渠工厂”要先装数字工厂企业版的“问渠”工作台（宏包），整套零件进设计审批。
AI 助手
结论条上面“✦ AI 助手”：起草改法（一句话 → 改哪几个参数；计算核心重算，红灯变多就交回 AI 再改一次，还不行退回）、解释红黄灯（每条改法都试算）、写设计说明（每个数都要在参数、结果、校核里找得到，找不到的句子删掉；导出页勾“计算书带上设计说明”）。人点“采用”才回填。模型：国内 DeepSeek、美国 Claude，没配时规则版；每人每天 WQ_SEWING_AI_DAILY（默认 30）次；记录在 <data_dir>/sewing_ai.db。接口见 services/gateway/app/sewing_ai.py。
本单位零件库
“零件库”页签：9 类（电机、机针、针杆组件、针杆轴套、同步带、同步带轮、曲柄 / 连杆、机壳 / 绷架 / 横梁、其他）。手填；表格批量（下载模板，逐行检查，全对才入库，有造型程序的类别自动生成 STEP）；AI 整理样本（带文字的 PDF，每个数附出处、程序核对，全部进“待复核”，人确认才可用，每单位每天 20 份）。可用的零件：设计参数栏“从本单位零件库选”、CAE 电机选型一起比、机壳模态直接选；FreeCAD“插入本单位零件”；“导出 ERPNext 物料表”。FreeCAD 钥匙在这一页生成（每人一把、只显示一次、存哈希）。按单位隔离；每单位 5 000 件，STEP 30 MB。数据：sewing.db 的 parts、keys 表，文件在 <data_dir>/sewing_parts/；从第 49 轮起这些和项目一起进日常备份（deploy/backup.sh 的 gateway.tgz）。接口见 services/gateway/app/sewing_parts.py。
说明与限制
- 计算模型与判据出自教材《缝纫机设计与制造》第 3–10、15、16 讲和第 23 讲；线环、送布、张力、机壳振动是教材里的示意模型。结论用来比较方案和调机，不代替样机试验。
- 三维样机按教材的标准尺寸演示；改了曲柄半径、连杆长这类机构尺寸后，零件形状请看导出的三维模型或在 FreeCAD 里看。
- 三维模型是机构级的参数化零件，机壳、底板等请在此基础上自己建模。
- 来宾试算每个网络地址每分钟最多 120 次。
- 减重后的轮廓按计算网格取出、已经圆顺过，出图前仍可在 CAD 里再修；太窄（最小立铣刀 Ø3 放不进）的减重孔会自动填回。绷缝机没有三维零件，不能减重和编程。
- CAE 分析的零件模型是机构级的简化零件（平板加孔）；有限元结果用来比较方案、找薄弱处，定型前仍要按实际零件图复核。动力学按低速仿真再按转速平方换算（只有惯性载荷时这样换算是精确的），不含重力和摩擦。