李欣欣， 蔣高明， 張愛(ài)軍， 沙 莎

(江南大學(xué) 教育部針織技術(shù)工程研究中心， 江蘇 無(wú)錫 214122)

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剪線賈卡經(jīng)編織物的提花設(shè)計(jì)模型

李欣欣， 蔣高明， 張愛(ài)軍， 沙 莎

(江南大學(xué) 教育部針織技術(shù)工程研究中心， 江蘇 無(wú)錫 214122)

為增強(qiáng)剪線賈卡經(jīng)編工藝的提花能力，實(shí)現(xiàn)剪線賈卡經(jīng)編織物的計(jì)算機(jī)輔助快速設(shè)計(jì)，在深入分析滿機(jī)號(hào)襯緯型賈卡和半機(jī)號(hào)壓紗型賈卡提花原理以及單紗選擇裝置工作原理的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)矩陣的方法，建立剪線賈卡經(jīng)編織物的意匠格模型和提花設(shè)計(jì)模型；通過(guò)探討半機(jī)號(hào)壓紗賈卡導(dǎo)紗針紗線退出編織、進(jìn)入編織和形成缺墊浮線等特殊工藝，建立花型意匠和剪線意匠2種設(shè)計(jì)模式，方便自由切換；以具體的工藝設(shè)計(jì)為例，介紹基于所建模型的剪線賈卡經(jīng)編織物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，通過(guò)樣布試織驗(yàn)證模型的正確性，實(shí)現(xiàn)剪線賈卡提花織物快速、高效的設(shè)計(jì)。

經(jīng)編； 剪線； 單紗選擇； 賈卡提花模型

剪線賈卡經(jīng)編織物，又名Cliptronic[1]經(jīng)編織物，因其在編織過(guò)程中能利用機(jī)器自帶的EFS單紗選擇裝置將花型之間的連接浮線自動(dòng)剪斷而得名。剪線賈卡經(jīng)編織物形成的獨(dú)立花紋有浮雕般的立體效果，且底網(wǎng)通透、輕薄，被廣泛用于高檔女士?jī)?nèi)衣、婚紗、網(wǎng)眼窗簾和裝飾性花邊等，具有很好的織物裝飾性和極廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景[2]。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上具有剪線效果的提花織物主要有2種生產(chǎn)方式：1)在上機(jī)編織完成后進(jìn)行人工手動(dòng)剪線，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，不利于產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣；2)在剪線賈卡經(jīng)編機(jī)上利用剪刀裝置自動(dòng)完成剪線，無(wú)需手工剪線，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)成本低，有利于企業(yè)進(jìn)行新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)剪線賈卡經(jīng)編織物的研究較少，主要集中在剪線賈卡織物的提花原理[3]、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[4]和計(jì)算機(jī)仿真[5]等方面。本文重點(diǎn)研究剪線賈卡經(jīng)編織物的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，在分析其特殊的賈卡提花原理和EFS(single-end selection)單紗選擇原理的基礎(chǔ)上，建立剪線賈卡提花設(shè)計(jì)模型，并通過(guò)Visual C++編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)剪線賈卡經(jīng)編織物快速、高效地輔助設(shè)計(jì)。

1 剪線賈卡經(jīng)編織物的提花原理

剪線賈卡經(jīng)編機(jī)運(yùn)用壓電陶瓷賈卡元件進(jìn)行提花，賈卡針在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)(一個(gè)橫列)可以同時(shí)控制針前和針背偏移[6]。根據(jù)賈卡梳墊紗運(yùn)動(dòng)的不同可將賈卡提花分成襯緯型、成圈型、壓紗型3類(lèi)[7]，剪線賈卡經(jīng)編織物采用襯緯型賈卡和壓紗型賈卡復(fù)合的提花技術(shù)[5]。襯緯型賈卡由2把分離式賈卡梳櫛配置成滿機(jī)號(hào)放置在后梳，與至少1把地梳形成花式地網(wǎng)；壓紗型賈卡由1把分離式賈卡梳配置成半機(jī)號(hào)放置在前梳，與控制紗線縱向進(jìn)入或退出編織的EFS單紗選擇系統(tǒng)形成獨(dú)立的主體花型。

1.1 襯緯型賈卡提花原理

襯緯型賈卡的基本組織為0-0/2-2//，由于沒(méi)有針前墊紗，賈卡針只在針背橫移時(shí)接收控制信號(hào)向左偏移(偏移信息為T(mén))或不偏(偏移信息為H)，形成薄組織、厚組織、網(wǎng)孔等織物效應(yīng)。襯緯型賈卡的提花原理如表1所示。

表1 襯緯型賈卡提花原理Tab.1 Jacquard principle of inlay

1.2 壓紗型賈卡提花原理

剪線賈卡經(jīng)編機(jī)的壓紗賈卡梳櫛放置在壓紗板前面，以半機(jī)號(hào)配置在偶數(shù)縱行進(jìn)行墊紗，采用壓紗賈卡的四針新工藝，基本墊紗組織為0-1/3-2//[8]。普通壓紗賈卡四針新工藝在1個(gè)橫列可以同時(shí)控制針前和針背偏移(偏移信號(hào)為T(mén))或不偏(偏移信號(hào)為H)，即1個(gè)賈卡意匠格(2個(gè)橫列)包含4個(gè)控制信號(hào)，可以形成24=16種墊紗組織[8]，如圖1(a)所示。圖中，a為奇數(shù)橫列針背信號(hào)，b為奇數(shù)橫列針前信號(hào)，c為偶數(shù)橫列針背信號(hào)，d為偶數(shù)橫列針前信號(hào)。

圖1 壓紗賈卡四針新工藝Fig.1 Jacquard signals. (a) Common fall-plate jacquard; (b) Yarn-cutting fall-plate jacquard

剪線型壓紗賈卡四針新工藝在1個(gè)編織橫列中除了針前和針背信號(hào)外，賈卡梳櫛在結(jié)束針前墊紗擺向機(jī)前的過(guò)程中還會(huì)接收1個(gè)復(fù)位信號(hào)，即1個(gè)橫列包含3個(gè)控制信息，但復(fù)位信號(hào)不改變墊紗組織，如圖1(b)所示。圖中，a為奇數(shù)橫列針背信號(hào)，b為奇數(shù)橫列針前信號(hào)，c為奇數(shù)橫列復(fù)位信號(hào)，d為偶數(shù)橫列針背信號(hào)，e為偶數(shù)橫列針前信號(hào)，f為偶數(shù)橫列復(fù)位信號(hào)。圖2示出墊紗組織為1-2/3-3//，普通壓紗賈卡和剪線壓紗賈卡四針新工藝的賈卡導(dǎo)紗針走紗軌跡。

圖2 壓紗四針新工藝墊紗Fig.2 Lapping movements. (a) Common fall-plate jacquard; (b) Yarn-cutting fall-plate jacquard

1.3 EFS單紗選擇原理

EFS單紗選擇系統(tǒng)包括選針裝置、剪線裝置和吸風(fēng)裝置[9]，EFS單紗選擇裝置不能獨(dú)立工作，必須與前賈卡壓紗梳櫛進(jìn)行精準(zhǔn)的配合才能使紗線準(zhǔn)確退出編織，EFS單紗選擇裝置與剪線賈卡梳櫛的配置關(guān)系如圖3所示。選針裝置是最核心的組成部分，由賈卡選針器和鉤針組成[10]。賈卡選針器采用半機(jī)號(hào)配置的壓電陶瓷賈卡，通過(guò)接收控制信號(hào)使賈卡推針片向右偏移(控制信息為T(mén))或不偏(控制信息為H)。賈卡推針片向右偏移時(shí)會(huì)選擇對(duì)應(yīng)的鉤針，并帶動(dòng)鉤針做升降運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鉤針運(yùn)動(dòng)至機(jī)前時(shí)鉤取壓紗賈卡導(dǎo)紗梳櫛的紗線使其退出編織，如圖4所示。浮紋紗線退出編織時(shí)壓紗賈卡的偏移信息為T(mén)TH-HTH，墊紗組織為1-2/3-3//[2]。

圖3 針位圖Fig.3 Placement of jacquard bars and needles

圖4 EFS選針裝置Fig.4 Single-yarn selection mechanism

2 剪線賈卡提花設(shè)計(jì)模型

賈卡經(jīng)編織物的提花工藝設(shè)計(jì)一般指賈卡意匠圖的設(shè)計(jì)，即根據(jù)花型結(jié)合織物組織將花型放大并點(diǎn)繪在格子圖中[11]，每一格為1個(gè)賈卡意匠格，意匠格填充的色號(hào)表示其墊紗組織。因此，需要先對(duì)1個(gè)賈卡意匠格進(jìn)行分析，建立賈卡意匠格的基本數(shù)學(xué)模型，然后以賈卡意匠格模型為基礎(chǔ)建立剪線賈卡經(jīng)編織物的提花設(shè)計(jì)模型，用于指導(dǎo)計(jì)算機(jī)進(jìn)行剪線賈卡經(jīng)編織物的輔助設(shè)計(jì)。

2.1 賈卡意匠格設(shè)計(jì)模型

剪線賈卡經(jīng)編織物的意匠格模型與普通賈卡織物[12]不同，共有4把半機(jī)號(hào)賈卡，2把襯緯型賈卡形成地網(wǎng)組織，1把壓紗型賈卡形成表層剪線花紋組織，1把EFS選針賈卡控制紗線的進(jìn)入和退出。因此，在1個(gè)賈卡意匠格中需要對(duì)2層墊紗組織進(jìn)行復(fù)合，再結(jié)合EFS選針信息形成帶剪線效應(yīng)的立體提花織物。圖5示出設(shè)計(jì)花型圖和轉(zhuǎn)換的墊紗效應(yīng)圖。

圖5 花型設(shè)計(jì)圖和對(duì)應(yīng)的墊紗效應(yīng)圖Fig.5 Pattern design (a) and lapping movements for inlay jacquard (b) and fall-plate jacquard (c)

1個(gè)賈卡意匠格包含4種信號(hào)分別控制4把半機(jī)號(hào)賈卡針的偏移。1個(gè)賈卡意匠格包含2個(gè)編織橫列，即針床主軸旋轉(zhuǎn)720°，此過(guò)程中壓紗賈卡針需進(jìn)行6次偏移，襯緯型賈卡針需進(jìn)行2次偏移，EFS選針賈卡針最多進(jìn)行1次偏移，因此賈卡意匠格模型的數(shù)組高度應(yīng)定為6，以使4把半機(jī)號(hào)賈卡在同一意匠格中接收相同數(shù)量的控制信號(hào)。對(duì)于襯緯型賈卡，2把半機(jī)號(hào)的賈卡梳櫛信號(hào)完全相同，前3個(gè)信號(hào)代表奇數(shù)橫列的針背偏移，后3個(gè)信號(hào)代表偶數(shù)橫列的針背偏移。

賈卡意匠格的數(shù)學(xué)模型可用二維矩陣J=(jab)6×4表示，其中a∈{1，2，3，4，5，6}表示1把半機(jī)號(hào)賈卡梳櫛在2個(gè)橫列接收的控制信息，b∈(1，2，3，4)表示賈卡梳櫛序號(hào)，ja1代表EFS賈卡，ja2代表壓紗賈卡，ja3=ja4代表2把半機(jī)號(hào)的襯緯型賈卡。賈卡意匠格完整的數(shù)學(xué)模型如式(1)所示。

(1)

2.2 賈卡提花設(shè)計(jì)模型

剪線賈卡經(jīng)編織物的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于賈卡意匠圖設(shè)計(jì)[11]，不同的賈卡意匠格顏色代表不同的壓紗賈卡組織和襯緯賈卡組織組合，在織物上體現(xiàn)為不同厚薄的剪線花紋和地網(wǎng)效應(yīng)。在建立剪線賈卡意匠格的數(shù)學(xué)模型后，可用二維矩陣TCN=t(c，n)來(lái)表示剪線賈卡提花設(shè)計(jì)模型，其中C表示花寬，N表示花高的一半(1個(gè)賈卡意匠格代表2個(gè)橫列)，n∈{1，2，3，4，5……N}表示縱向意匠格編號(hào)；c∈{1，2，3，4，5……C}表示橫向意匠格編號(hào)，以機(jī)頭方向?yàn)槠鹗嘉恢谩＠?，t(c，n)表示4把半機(jī)號(hào)賈卡梳在第c個(gè)縱行的第n個(gè)賈卡意匠格的控制信號(hào)組合，即矩陣J=(jab)6×4的數(shù)據(jù)信息，剪線賈卡梳櫛完整的意匠圖設(shè)計(jì)模型如式(2)所示。

(2)

式中，tcn∈{1,2,3,4，……，64}，表示賈卡意匠格所屬的顏色號(hào)。

3 剪線賈卡提花設(shè)計(jì)模型的探討

根據(jù)剪線賈卡經(jīng)編織物的提花原理建立的賈卡提花設(shè)計(jì)模型可以直接根據(jù)織物進(jìn)行花式地網(wǎng)和剪線花紋設(shè)計(jì)，花紋之間多余的連接紗線被鉤針鉤取后退出編織并被剪線裝置自動(dòng)剪斷。為了在設(shè)計(jì)花型意匠的同時(shí)查看壓紗賈卡梳紗線退出和進(jìn)入的特殊編織狀態(tài)，采用花型意匠設(shè)計(jì)和剪線意匠設(shè)計(jì)2種模式[13]?；ㄐ鸵饨吃O(shè)計(jì)模式顯示壓紗前賈卡和襯緯后賈卡的復(fù)合信息，剪線意匠設(shè)計(jì)模式顯示壓紗前賈卡和EFS單紗選針賈卡的信息，而襯緯賈卡信息可統(tǒng)一簡(jiǎn)化為一種意匠顏色。

3.1 退出編織

3.2 進(jìn)入編織

3.3 單格浮線

4 剪線賈卡提花織物的工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)建立的剪線賈卡織物提花模型，利用Visual C++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以實(shí)現(xiàn)CAD軟件對(duì)剪線賈卡經(jīng)編織物的輔助設(shè)計(jì)。本文以圖6所示的花型為例，介紹剪線賈卡經(jīng)編織物的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法。

圖6 花型圖Fig.6 Pattern design

4.1 設(shè)定工藝數(shù)據(jù)

機(jī)型為RJWB4/2F，機(jī)寬為386 cm，機(jī)號(hào)為E24/12，車(chē)速為200 r/min，成品橫密為10縱行/cm，成品縱密為20橫列/cm，產(chǎn)量為6 m/h，面密度為193 g/m2。

4.2 梳櫛排列

JB1.1：0-1/3-2//滿穿，222 dtex半光錦綸DTY；GB2：1-0/0-1// 滿穿，44 dtex消光錦綸FDY；JB3.1：0-0/2-2//滿穿，44 dtex消光錦綸FDY；JB3.2：0-0/2-2// 滿穿，44 dtex消光錦綸FDY。

4.3 賈卡意匠設(shè)計(jì)

將花型設(shè)計(jì)圖導(dǎo)入CAD軟件，進(jìn)行賈卡意匠設(shè)計(jì)，如圖7所示。

圖7 花型意匠圖Fig.7 Jacquard pattern design

4.4 剪線意匠設(shè)計(jì)

圖8 剪線意匠圖Fig.8 Yarn-cutting jacquard design

工藝設(shè)計(jì)完成后，將工藝數(shù)據(jù)導(dǎo)入RJWB4/2F型經(jīng)編機(jī)，上機(jī)試織，最終的剪線賈卡提花織物如圖9所示，證明了所建模型的正確性。

圖9 織物圖Fig.9 Yarn-cutting jacquard fabric

5 結(jié) 語(yǔ)

1)深入分析了剪線賈卡經(jīng)編織物的提花原理和EFS單紗選擇原理，并確定了4把半機(jī)號(hào)賈卡、鉤針和槽針的對(duì)位關(guān)系。建立了剪線賈卡經(jīng)編織物賈卡意匠格和賈卡提花設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，利用二維矩陣將4把半機(jī)號(hào)賈卡的控制信息綜合起來(lái)，進(jìn)一步完善了經(jīng)編針織物設(shè)計(jì)軟件對(duì)剪線賈卡經(jīng)編織物的設(shè)計(jì)功能，并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了模型的正確性。

3)探討了剪線賈卡經(jīng)編織物壓紗賈卡梳紗線退出編織和進(jìn)入編織的特殊工藝，并分析其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，建立了CAD軟件中花型賈卡意匠設(shè)計(jì)和剪線意匠設(shè)計(jì)2種查看模式，實(shí)現(xiàn)剪線賈卡經(jīng)編織物方便、快速地設(shè)計(jì)。

FZXB

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Jacquard design model of warp-knitted yarn-cutting jacquard fabric

LI Xinxin, JIANG Gaoming, ZHANG Aijun, SHA Sha

(EngineeringResearchCenterofKnittingTechnology,MinistryofEducation,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China)

To strengthen warp-knitted yarn-cutting jacquard pattern design and make its computer-aided design more efficient,this paper presents a mathematical model for jacquard design by matrix method after studying working principles of inlay jacquard bar and half-gauge fall-plate jacquard bar as well as single-end selection mechanism. As the yarn-cutting jacquard fabric technique has some specific aspects which distinguish this technique from others, two design modes, both pattern design and yarn-cutting design, are created based on the mathematical model to see information of pattern, needle selection and jacquard at the same time. Taking one yarn-cutting jacquard fabric design as an example, the paper shows it is easy to design pattern with computer software. By means of the example, computer-aided design of warp-knitted yarn-cutting jacquard fabric according to the mathematical model has been proved more efficient and simplified.

warp knitting; yarn-cutting; single-end selection; jacquard design model

10.13475/j.fzxb.20141101506

2014-11-13

2015-05-27

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目(JUSRP51404A)；江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新資金-前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目(BY2013015-05,BY2013015-14)

李欣欣(1989—)，女，博士生。主要研究方向?yàn)閿?shù)字紡織技術(shù)。蔣高明，通信作者，E-mail:jiang@526.cn。

TS 941.26

A