剪線賈卡經編織物的提花設計模型

李欣欣， 蔣高明， 張愛軍， 沙 莎

(江南大學 教育部針織技術工程研究中心， 江蘇 無錫 214122)

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剪線賈卡經編織物的提花設計模型

李欣欣， 蔣高明， 張愛軍， 沙 莎

(江南大學 教育部針織技術工程研究中心， 江蘇 無錫 214122)

為增強剪線賈卡經編工藝的提花能力，實現剪線賈卡經編織物的計算機輔助快速設計，在深入分析滿機號襯緯型賈卡和半機號壓紗型賈卡提花原理以及單紗選擇裝置工作原理的基礎上，利用數學矩陣的方法，建立剪線賈卡經編織物的意匠格模型和提花設計模型；通過探討半機號壓紗賈卡導紗針紗線退出編織、進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種設計模式，方便自由切換；以具體的工藝設計為例，介紹基于所建模型的剪線賈卡經編織物計算機輔助設計方法，通過樣布試織驗證模型的正確性，實現剪線賈卡提花織物快速、高效的設計。

經編； 剪線； 單紗選擇； 賈卡提花模型

剪線賈卡經編織物，又名Cliptronic[1]經編織物，因其在編織過程中能利用機器自帶的EFS單紗選擇裝置將花型之間的連接浮線自動剪斷而得名。剪線賈卡經編織物形成的獨立花紋有浮雕般的立體效果，且底網通透、輕薄，被廣泛用于高檔女士內衣、婚紗、網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發(fā)展前景[2]。目前國內市場上具有剪線效果的提花織物主要有2種生產方式：1)在上機編織完成后進行人工手動剪線，勞動強度大，生產效率低，生產成本高，不利于產品的市場推廣；2)在剪線賈卡經編機上利用剪刀裝置自動完成剪線，無需手工剪線，生產效率高，勞動成本低，有利于企業(yè)進行新產品的設計和開發(fā)。目前國內對剪線賈卡經編織物的研究較少，主要集中在剪線賈卡織物的提花原理[3]、結構設計[4]和計算機仿真[5]等方面。本文重點研究剪線賈卡經編織物的計算機輔助設計方法，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上，建立剪線賈卡提花設計模型，并通過Visual C++編程語言實現計算機對剪線賈卡經編織物快速、高效地輔助設計。

1 剪線賈卡經編織物的提花原理

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

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//，由于沒有針前墊紗，賈卡針只在針背橫移時接收控制信號向左偏移(偏移信息為T)或不偏(偏移信息為H)，形成薄組織、厚組織、網孔等織物效應。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

剪線賈卡經編機的壓紗賈卡梳櫛放置在壓紗板前面，以半機號配置在偶數縱行進行墊紗，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個橫列可以同時控制針前和針背偏移(偏移信號為T)或不偏(偏移信號為H)，即1個賈卡意匠格(2個橫列)包含4個控制信號，可以形成24=16種墊紗組織[8]，如圖1(a)所示。圖中，a為奇數橫列針背信號，b為奇數橫列針前信號，c為偶數橫列針背信號，d為偶數橫列針前信號。

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個編織橫列中除了針前和針背信號外，賈卡梳櫛在結束針前墊紗擺向機前的過程中還會接收1個復位信號，即1個橫列包含3個控制信息，但復位信號不改變墊紗組織，如圖1(b)所示。圖中，a為奇數橫列針背信號，b為奇數橫列針前信號，c為奇數橫列復位信號，d為偶數橫列針背信號，e為偶數橫列針前信號，f為偶數橫列復位信號。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、剪線裝置和吸風裝置[9]，EFS單紗選擇裝置不能獨立工作，必須與前賈卡壓紗梳櫛進行精準的配合才能使紗線準確退出編織，EFS單紗選擇裝置與剪線賈卡梳櫛的配置關系如圖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號配置的壓電陶瓷賈卡，通過接收控制信號使賈卡推針片向右偏移(控制信息為T)或不偏(控制信息為H)。賈卡推針片向右偏移時會選擇對應的鉤針，并帶動鉤針做升降運動，當鉤針運動至機前時鉤取壓紗賈卡導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壓紗賈卡的偏移信息為TTH-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 剪線賈卡提花設計模型

賈卡經編織物的提花工藝設計一般指賈卡意匠圖的設計，即根據花型結合織物組織將花型放大并點繪在格子圖中[11]，每一格為1個賈卡意匠格，意匠格填充的色號表示其墊紗組織。因此，需要先對1個賈卡意匠格進行分析，建立賈卡意匠格的基本數學模型，然后以賈卡意匠格模型為基礎建立剪線賈卡經編織物的提花設計模型，用于指導計算機進行剪線賈卡經編織物的輔助設計。

2.1 賈卡意匠格設計模型

剪線賈卡經編織物的意匠格模型與普通賈卡織物[12]不同，共有4把半機號賈卡，2把襯緯型賈卡形成地網組織，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入和退出。因此，在1個賈卡意匠格中需要對2層墊紗組織進行復合，再結合EFS選針信息形成帶剪線效應的立體提花織物。圖5示出設計花型圖和轉換的墊紗效應圖。

圖5 花型設計圖和對應的墊紗效應圖Fig.5 Pattern design (a) and lapping movements for inlay jacquard (b) and fall-plate jacquard (c)

1個賈卡意匠格包含4種信號分別控制4把半機號賈卡針的偏移。1個賈卡意匠格包含2個編織橫列，即針床主軸旋轉720°，此過程中壓紗賈卡針需進行6次偏移，襯緯型賈卡針需進行2次偏移，EFS選針賈卡針最多進行1次偏移，因此賈卡意匠格模型的數組高度應定為6，以使4把半機號賈卡在同一意匠格中接收相同數量的控制信號。對于襯緯型賈卡，2把半機號的賈卡梳櫛信號完全相同，前3個信號代表奇數橫列的針背偏移，后3個信號代表偶數橫列的針背偏移。

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

(1)

2.2 賈卡提花設計模型

剪線賈卡經編織物的設計關鍵在于賈卡意匠圖設計[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，在織物上體現為不同厚薄的剪線花紋和地網效應。在建立剪線賈卡意匠格的數學模型后，可用二維矩陣TCN=t(c，n)來表示剪線賈卡提花設計模型，其中C表示花寬，N表示花高的一半(1個賈卡意匠格代表2個橫列)，n∈{1，2，3，4，5……N}表示縱向意匠格編號；c∈{1，2，3，4，5……C}表示橫向意匠格編號，以機頭方向為起始位置。例如，t(c，n)表示4把半機號賈卡梳在第c個縱行的第n個賈卡意匠格的控制信號組合，即矩陣J=(jab)6×4的數據信息，剪線賈卡梳櫛完整的意匠圖設計模型如式(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。

3 剪線賈卡提花設計模型的探討

根據剪線賈卡經編織物的提花原理建立的賈卡提花設計模型可以直接根據織物進行花式地網和剪線花紋設計，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剪斷。為了在設計花型意匠的同時查看壓紗賈卡梳紗線退出和進入的特殊編織狀態(tài)，采用花型意匠設計和剪線意匠設計2種模式[13]?；ㄐ鸵饨吃O計模式顯示壓紗前賈卡和襯緯后賈卡的復合信息，剪線意匠設計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)一簡化為一種意匠顏色。

3.1 退出編織

3.2 進入編織

3.3 單格浮線

4 剪線賈卡提花織物的工藝設計

根據建立的剪線賈卡織物提花模型，利用Visual C++程序設計語言可以實現CAD軟件對剪線賈卡經編織物的輔助設計。本文以圖6所示的花型為例，介紹剪線賈卡經編織物的計算機輔助設計方法。

圖6 花型圖Fig.6 Pattern design

4.1 設定工藝數據

機型為RJWB4/2F，機寬為386 cm，機號為E24/12，車速為200 r/min，成品橫密為10縱行/cm，成品縱密為20橫列/cm，產量為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 賈卡意匠設計

將花型設計圖導入CAD軟件，進行賈卡意匠設計，如圖7所示。

圖7 花型意匠圖Fig.7 Jacquard pattern design

4.4 剪線意匠設計

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

工藝設計完成后，將工藝數據導入RJWB4/2F型經編機，上機試織，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 語

1)深入分析了剪線賈卡經編織物的提花原理和EFS單紗選擇原理，并確定了4把半機號賈卡、鉤針和槽針的對位關系。建立了剪線賈卡經編織物賈卡意匠格和賈卡提花設計的數學模型，利用二維矩陣將4把半機號賈卡的控制信息綜合起來，進一步完善了經編針織物設計軟件對剪線賈卡經編織物的設計功能，并通過實例驗證了模型的正確性。

3)探討了剪線賈卡經編織物壓紗賈卡梳紗線退出編織和進入編織的特殊工藝，并分析其對應的數學模型，建立了CAD軟件中花型賈卡意匠設計和剪線意匠設計2種查看模式，實現剪線賈卡經編織物方便、快速地設計。

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)務費專項資金項目(JUSRP51404A)；江蘇省產學研聯合創(chuàng)新資金-前瞻性聯合研究項目(BY2013015-05,BY2013015-14)

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

TS 941.26

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