近年来我国纺织行业发展稳中向好,极大的推动了纺织机械行业的发展。簇绒机作为纺织机械的重要组成部分,目前国内存量市场已达相对饱和,需求暂趋稳定,随着国内人力成本的提高,以及外资入驻给本土簇绒机产业带来的压力,本土簇绒机设计制造水平亟待提高。W公司作为一家本土纺织机械公司,其簇绒机设备在机器性能、适应性、外观识别度以及人机交互等方面还落后于外资设备,为了能够在国内甚至国际市场上立足,需要进一步对产品进行重新规划设计,在提高用户满意度的同时加强企业竞争力。本研究是以W公司品牌旗下COLOR DOT簇绒机型为研究对象的改良设计项目,着重运用拓扑优化设计方法围绕簇绒机导纱系统进行改良创新,主要为解决厂房限高与设备重心过高导致的振动问题。在通过实地走访国内多家簇绒工厂与地毯厂商,完成对簇绒机的测绘,并根据不同作业特点将产业工人划分成女性为主的作业人员和男性为主的施工人员,根据其年龄分布状况借助对应人机工程百分位数表优化了导纱系统不合理的人机关系,下调了机械高度,调整了导纱单元面与楼梯角度使之更符合人员操作,确立了分离式导纱系统的解决方案。接着通过形态分析法对W公司现有簇绒机产品系列中的典型造型元素完成提炼,并采用形状文法对导纱装置遮罩件的区域完成推导以划定非设计区域,保证外观辨识度的同时实现轻量化。最后在总布置改良方案的基础上,借助Grasshopper平台的拓扑优化辅助设计插件AMEBA分别对导纱装置遮罩件与导纱系统的结构件进行拓扑优化计算,在该过程中提出了综合运用体素建模与细分建模的方法完成有限元网格模型向CAD模型转化的后处理思路,将优化结果输入Hyperworks平台完成仿真分析验证,得到了能够同时承载电机与导纱装置的横梁结构,通过拓扑优化到达的轻量化实现了分离式导纱系统解决方案。之后在专家小组与工程师的意见下进一步对簇绒机装配方案进行细化与完善,完成簇绒机配套方案的三维模型效果展示。