經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的計算機(jī)輔助設(shè)計

鐘 君， 叢洪蓮， 張燕婷， 張愛軍

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

經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的計算機(jī)輔助設(shè)計

鐘 君， 叢洪蓮， 張燕婷， 張愛軍

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

為實現(xiàn)經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的高效設(shè)計，在探討雙賈卡提花鞋面織物結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，深入分析了雙賈卡提花鞋面織物的成形原理及賈卡提花原理，研究這類織物的計算機(jī)輔助設(shè)計模型，從理論上建立經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的墊紗運動設(shè)計、賈卡意匠設(shè)計、賈卡梳墊紗效應(yīng)設(shè)計以及穿經(jīng)設(shè)計數(shù)學(xué)模型，用于指導(dǎo)計算機(jī)軟件實現(xiàn)該類織物的工藝設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)。結(jié)合人體足部運動需求及生產(chǎn)實踐，介紹了鞋面功能分區(qū)設(shè)計、賈卡意匠圖設(shè)計及上機(jī)工藝設(shè)計方法，總結(jié)出該類織物的設(shè)計過程與生產(chǎn)方式，實現(xiàn)了經(jīng)編雙賈卡雙色鞋面織物的快速、準(zhǔn)確設(shè)計。

經(jīng)編； 雙賈卡； 鞋面織物； 成形原理； 計算機(jī)輔助設(shè)計

經(jīng)編雙賈卡提花織物是指在雙針床雙賈卡拉舍爾經(jīng)編機(jī)上生產(chǎn)的經(jīng)編雙色提花織物。該類織物依靠賈卡偏移呈現(xiàn)效應(yīng)豐富、層次分明的花型圖案，以2把賈卡的相互配合實現(xiàn)前后片連接及視覺上的雙色芝麻點提花效應(yīng)，在鞋類市場具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其是運動鞋面料。目前，國內(nèi)外對經(jīng)編鞋面織物的研究逐步深入，但主要集中在普通雙針床間隔鞋面的開發(fā)研究[1]，單賈卡提花鞋面的工藝結(jié)構(gòu)探討[2]及計算機(jī)輔助設(shè)計[3]等方面，而對雙賈卡鞋面織物的研發(fā)甚少，難以適應(yīng)市場需求，因此亟需提供有效的雙賈卡鞋面成形原理研究與計算機(jī)輔助設(shè)計方法。本文深入研究了經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的成形原理，建立了這類織物的墊紗數(shù)碼、賈卡意匠、賈卡墊紗效應(yīng)及穿經(jīng)設(shè)計數(shù)學(xué)模型，并提出了經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的設(shè)計方法，對企業(yè)開發(fā)經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物有一定指導(dǎo)意義。

1 經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物結(jié)構(gòu)特點

經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物層次分明，效應(yīng)豐富，顏色清晰，具有雙層結(jié)構(gòu)。通過在前后針床穿入不同顏色的紗線及2把成圈賈卡梳賈卡針的偏移形成厚薄不一、雙色效果明顯的鞋面織物。圖1(a)示出一款經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的整體效果圖,圖中區(qū)域A～D分別呈現(xiàn)了鞋面不同層次及顏色的提花效應(yīng)。圖1(b)為區(qū)域A的放大圖，其前片后片均為平紋組織；圖1(c)為區(qū)域B的放大圖，前片為網(wǎng)孔組織，后片為平紋組織；圖1(d)為區(qū)域C的放大圖，織物前片為平紋，后片紗線連接前片織物，形成雙色效果；圖1(e)為區(qū)域D的放大圖，前片具有雙色及網(wǎng)孔效應(yīng)。這類織物克服了單賈卡鞋面顏色單調(diào)的缺點，雙色效應(yīng)突出，花型過渡自然，織物前后片均能形成豐富的花型效應(yīng)。

2 經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物成形原理

2.1 成形原理

經(jīng)編雙賈卡提花織物由雙針床雙賈卡拉舍爾經(jīng)編機(jī)編織而成，這類機(jī)型前后針床各配置1把賈卡梳櫛，圖2示出RDPJ4/2 (Rachel Double Piezo Jacquard4/2 ) 雙賈卡經(jīng)編機(jī)梳櫛配置簡圖。經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物由前后2片織物組成，處于機(jī)前位置的1把滿機(jī)號賈卡梳櫛和1把或2把地梳在前針床墊紗成圈編織前片織物；處于機(jī)后位置的1把滿機(jī)號賈卡梳櫛和1把或2把地梳在后針床墊紗成圈形成后片織物；2把滿機(jī)號賈卡梳處于機(jī)器中間位置，其中的1把或2把通過賈卡針的偏移選擇性地在前后針床輪流墊紗成圈，實現(xiàn)前后片織物結(jié)構(gòu)上的連接，并通過2把賈卡梳選用不同顏色或不同染色性能的紗線實現(xiàn)雙色效果，形成花型豐富的雙色提花鞋面織物。

2.2 賈卡提花原理

經(jīng)編雙賈卡雙色提花工藝采用了成圈型賈卡三針技術(shù)，四把半機(jī)號配置的賈卡梳紗線滿穿進(jìn)行墊紗。前針床賈卡梳櫛橫移信息為1-0-1-1/1-2-1-1//,后針床賈卡橫移信息為1-1-1-2/1-1-1-0//。雙針床賈卡針在針前和針背墊紗時都能發(fā)生偏移，在機(jī)前位置觀察，前針床賈卡針接收到偏移控制信號時，賈卡針向左偏移；后針床賈卡針接收到偏移信號時，賈卡針向右偏移[4]。

在經(jīng)編CAD中，雙針床賈卡織物1個意匠格代表織針在前后針床分別編織2個完整橫列，因賈卡針在針前墊紗和針背墊紗時均能發(fā)生偏移，每把賈卡梳的偏移方式共有64種，2把賈卡梳的墊紗運動組合方式共有：64種×64種。根據(jù)雙賈卡芝麻點提花布面成型原則，前賈卡梳編織情況主要分為以下2種狀態(tài)：1)賈卡梳僅在前針床墊紗成圈，通過偏移形成薄厚不一的網(wǎng)孔組織；2)賈卡梳在前后針床均墊紗成圈，連接前后片織物并形成雙色效果。目前經(jīng)編CAD中，常用的雙賈卡雙色織物前賈卡梳墊紗效應(yīng)如表1所示。

表1 常用賈卡墊紗效應(yīng)Tab.1 Common jacquard lapping diagram

3 經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物設(shè)計模型

經(jīng)編雙賈卡雙色提花織物的工藝設(shè)計取決于各地梳櫛的墊紗運動、賈卡梳墊紗效應(yīng)及穿經(jīng)循環(huán)，而賈卡梳墊紗效應(yīng)由賈卡梳基本墊紗數(shù)碼及賈卡意匠信息決定，為實現(xiàn)計算機(jī)語言對該類織物輔助設(shè)計，需建立相關(guān)要素的數(shù)學(xué)模型。

3.1 墊紗運動的設(shè)計模型

經(jīng)編雙針床雙賈卡拉舍爾機(jī)型的梳櫛橫移機(jī)構(gòu)通常一般配置在機(jī)器右邊，為了表示梳櫛的墊紗運動情況，采用整數(shù)0，1，2，3，4,…,從右向左順序標(biāo)注在針間位置，數(shù)字代表織針墊紗位置，并沿織物成圈方向由下至上順序記錄各橫列導(dǎo)紗針的針前墊紗情況[5]。

經(jīng)編雙針床雙賈卡提花織物形成1個完整橫列是指導(dǎo)紗針分別在前針床、后針床編織1個橫列，因此該類織物1個橫列的墊紗數(shù)碼由4個自然數(shù)組成[6]。1塊織物通常不止1把梳櫛編織而成，因此所有梳櫛墊紗數(shù)碼的數(shù)學(xué)模型采用三維矩陣HMN4(a,b,4)表示，則第a把梳櫛的墊紗數(shù)碼用1個二維矩陣表示，如下所示：

式中：a∈{1,2,3，…，M},M梳櫛數(shù)；b∈{1,2,3，…，N},N表示1個完整花型循環(huán)的線圈橫列數(shù)；h(a，b,1)表示第a把梳櫛編織第b橫列時，導(dǎo)紗針在前針床針前墊紗起點處的針間編號，依次類推，h(a，b,4)表示第a把梳櫛編織第b橫列時，導(dǎo)紗針在后針床針前墊紗終點處的針間編號。

3.2 賈卡意匠圖設(shè)計模型

賈卡花型設(shè)計一般通過意匠圖表示，意匠圖中不同的賈卡顏色代表織物不同的花紋信息，即賈卡針不同的偏移狀態(tài)[7]。經(jīng)編雙賈卡雙色織物由2把賈卡梳編織形成，所以賈卡意匠圖采用三維矩陣SIJK(l，m，n)表示,則第l把賈卡梳櫛的意匠信息可表示為

式中:l∈{1,2,3,…,I},I表示賈卡梳櫛數(shù)；m∈{1,2,3，…，J}，n∈{1,2,3，…，K},因為1個賈卡意匠格代表2個縱向線圈，所以J表示花高的一半，K表示花寬；S(l，m，1)表示賈卡梳編織第1個縱行第2m-1及2m橫列前后針床賈卡偏移信息;S(l，m，K)表示賈卡梳編織第K個縱行第2m-1及2m橫列前后針床賈卡偏移信息。

3.3 賈卡梳墊紗效應(yīng)設(shè)計模型

每枚賈卡導(dǎo)紗針最終墊紗運動情況是由賈卡梳櫛的基本墊紗運動及賈卡導(dǎo)紗針的偏移情況結(jié)合而得到的[8]。經(jīng)編雙賈卡雙色織物一次成形，其前后片、連接、分離部位的賈卡意匠信息均不同。綜上，經(jīng)編雙賈卡雙色成形織物賈卡梳的墊紗效應(yīng)是由賈卡梳櫛的墊紗運動和賈卡梳櫛的意匠信息的疊加而得到，賈卡梳墊紗效應(yīng)Z可表示為

3.4 穿經(jīng)設(shè)計模型

穿經(jīng)循環(huán)反映導(dǎo)紗梳櫛中所穿紗線類型及紗線排列的情況，采用不同種類紗線或不同紗線排列方法會產(chǎn)生不一樣的布面效果[9]。每個縱行的穿經(jīng)情況采用字母A，B，C，D，…及*表示，其中A,B,C,D,…代表導(dǎo)紗梳中穿入不同種類、不同粗細(xì)或不同顏色的紗線，*表示空穿。對于具有M把梳櫛的織物而言，穿經(jīng)循環(huán)可用二維矩陣KML(i，j)表示，則第i把梳櫛的穿經(jīng)循環(huán)可用一維矩陣表示為

KiL=[ki1,ki2,ki3,kij, …,kiL]

所有梳櫛的穿經(jīng)循環(huán)可表示為

式中:i∈{1,2,3，…，M},M表示梳櫛數(shù)；j∈{1,2,3，…，L},L表示一個完整花型循環(huán)的縱行數(shù)；kij表示第i把梳櫛在第j縱行的穿經(jīng)情況。

4 經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物設(shè)計方法

經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的設(shè)計方法是指依據(jù)人體足部特征及運動需求對鞋面進(jìn)行功能分區(qū)設(shè)計，然后借助工藝軟件對鞋面進(jìn)行賈卡意匠圖等設(shè)計，選擇適用該類鞋面生產(chǎn)的原料、組織結(jié)構(gòu)等，用于上機(jī)織造。

4.1 鞋面功能分區(qū)設(shè)計

依據(jù)人體足部特征及運動鞋舒適性、美觀性的需求，鞋面樣板主要分為功能區(qū)和設(shè)計區(qū)[10]。功能區(qū)包括鞋面透氣區(qū)、耐磨區(qū)、logo區(qū)等。透氣區(qū)有助于運動過程中透氣排濕、消除異味，常采用網(wǎng)孔組織；耐磨區(qū)對防止外物摩擦損傷、保護(hù)腳部有很大作用，通常選用厚度不同的相間組織；鞋面logo區(qū)用于設(shè)計品牌logo。設(shè)計區(qū)注重設(shè)計不同的層次效應(yīng)、顏色的花型圖案，達(dá)到美化鞋面的作用。圖3示出一款鞋面的功能分區(qū)圖，其中：A區(qū)域為透氣區(qū)；B區(qū)域是鞋頭耐磨區(qū)；C區(qū)域是鞋面logo區(qū)；D區(qū)域為鞋面平紋區(qū)；E區(qū)域是花型設(shè)計區(qū)。雙賈卡鞋面可形成不同的層次效應(yīng)，還能在鞋面的透氣區(qū)、耐磨區(qū)、logo區(qū)、花型設(shè)計區(qū)等不同區(qū)域進(jìn)行雙色芝麻點提花，在提高鞋面美觀性、時尚性的同時，實現(xiàn)前后表層織物結(jié)構(gòu)的連接。

4.2 鞋面賈卡意匠圖設(shè)計

鞋面賈卡意匠圖設(shè)計是利用經(jīng)編CAD對鞋面不同功能區(qū)進(jìn)行賈卡組織設(shè)計，圖4示出賈卡鞋面不同功能區(qū)的前后賈卡意匠組織。A區(qū)域前后賈卡均采用網(wǎng)孔組織，透氣效果良好；B區(qū)域前賈卡采用紅組織，后賈卡采用紅組織及連接組織，提點組織分布比較密集，即達(dá)到耐磨效果又有雙色提花效果；C區(qū)域前賈卡為紅白相間組織，后賈卡除采用紅白相間組織與前賈卡形成透孔外，同時進(jìn)行了雙色提花設(shè)計；D區(qū)域前賈卡采用紅組織，后賈卡采用紅組織及連接組織，連接組織分布比較稀疏；E區(qū)域前賈卡采用紅組織，后賈卡采用紅組織及可形成菱形小花紋的提花組織。每個區(qū)域?qū)?yīng)的前后賈卡意匠組織循環(huán)如圖5所示。

4.3 鞋面上機(jī)工藝設(shè)計實例

機(jī)型RDPJ4/2，機(jī)號E24，機(jī)速為300 r/min，柵狀脫圈板隔距為2.5 mm，牽拉密度為12橫列/cm。

GB1： 1-0-1-1/0-1-1-1//， 滿穿， 165 dtex/36 f 滌綸DTY；

JB2.1：1-0-1-1/1-2-1-1//，一空一穿，165 dtex/36 f滌綸DTY；

JB2.2：1-0-1-1/1-2-1-1//，一穿一空，165 dtex/36 f滌綸DTY；

JB3.1：1-1-1-2/1-1-1-0//，一空一穿，155 dtex/48 f錦綸DTY；

JB3.2：1-1-1-2/1-1-1-0//，一穿一空，155 dtex/48 f錦綸DTY；

GB4: 0-0-0-1/1-1-1-0//，滿穿， 155 dtex/48 f錦綸DTY。

在經(jīng)編CAD中，根據(jù)經(jīng)編機(jī)幅寬對鞋面進(jìn)行排版設(shè)計，完成相關(guān)參數(shù)設(shè)置，導(dǎo)出上機(jī)所需機(jī)器文件，用于上機(jī)織造，最后對坯布進(jìn)行水洗、預(yù)定型、染色、復(fù)定型、沖裁等后道工序，獲得最終的成品鞋面。

5 結(jié) 語

1)在研究經(jīng)編雙賈卡雙色提花鞋面結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上,深入分析了經(jīng)編雙賈卡鞋面的成形原理，系統(tǒng)地建立了經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的墊紗運動設(shè)計、賈卡意匠圖設(shè)計、賈卡梳墊紗效應(yīng)設(shè)計及穿經(jīng)循環(huán)設(shè)計的數(shù)學(xué)矩陣模型，為 CAD 軟件設(shè)計開發(fā)經(jīng)編雙賈卡雙色提花鞋面提供了理論參考。

2)結(jié)合人體足部特征，在滿足鞋面舒適性、美觀性的基礎(chǔ)上，利用CAD軟件進(jìn)行了鞋面功能分區(qū)設(shè)計、鞋面意匠圖設(shè)計及上機(jī)工藝設(shè)計，規(guī)范了經(jīng)編雙賈卡雙色提花成形鞋面的設(shè)計與工藝流程，為經(jīng)編雙賈卡提花鞋面織物的研發(fā)提供了有效的方法。

FZXB

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Computer-aided design of warp-knitted double jacquard shoe-upper

ZHONG Jun, CONG Honglian, ZHANG Yanting, ZHANG Aijun

(Engineering Research Center for Knitting Technology, Ministry of Educaiton, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China)

To realize high-efficiency design of warp-knitted double jacquard shoe-uppers, based on the analysis of double jacquard shoe-uppers′ structural features, this paper analyzed its forming and jacquard principles, and established the computer-aided design model of this fabric. A mathematic model was set up for describing chain notations，threading-in design，jacquard grid and jacquard chain effect to conduct computer software to design warp-knitted double jacquard shoe-upper. Combined with the sport requirements of human feet and production practices, the upper partition design and shoe jacquard pattern design and process design methods were introduced, and the design and process of this kind of fabric were summarized. The computer-aided design of double jacquard shoe-upper has been proved more rapid and accurate.

warp-knitted; double jacquard; shoe-upper; forming principle; computer-aided design

10.13475/j.fzxb.20151000606

2015-10-06

2016-07-01

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金重點項目(JUSRP51404A)

鐘君(1990—)，女，碩士生。主要研究方向為針織產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)。叢洪蓮，通信作者，E-mail:cong-wkrc@163.com。

TS 941.26

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