剪线贾卡经编织物的提花设计模型

李欣欣， 蒋高明， 张爱军， 沙 莎

(江南大学 教育部针织技术工程研究中心， 江苏 无锡 214122)



剪线贾卡经编织物的提花设计模型

李欣欣， 蒋高明， 张爱军， 沙 莎

(江南大学 教育部针织技术工程研究中心， 江苏 无锡 214122)

为增强剪线贾卡经编工艺的提花能力，实现剪线贾卡经编织物的计算机辅助快速设计，在深入分析满机号衬纬型贾卡和半机号压纱型贾卡提花原理以及单纱选择装置工作原理的基础上，利用数学矩阵的方法，建立剪线贾卡经编织物的意匠格模型和提花设计模型；通过探讨半机号压纱贾卡导纱针纱线退出编织、进入编织和形成缺垫浮线等特殊工艺，建立花型意匠和剪线意匠2种设计模式，方便自由切换；以具体的工艺设计为例，介绍基于所建模型的剪线贾卡经编织物计算机辅助设计方法，通过样布试织验证模型的正确性，实现剪线贾卡提花织物快速、高效的设计。

经编； 剪线； 单纱选择； 贾卡提花模型

剪线贾卡经编织物，又名Cliptronic[1]经编织物，因其在编织过程中能利用机器自带的EFS单纱选择装置将花型之间的连接浮线自动剪断而得名。剪线贾卡经编织物形成的独立花纹有浮雕般的立体效果，且底网通透、轻薄，被广泛用于高档女士内衣、婚纱、网眼窗帘和装饰性花边等，具有很好的织物装饰性和极广阔的市场发展前景[2]。目前国内市场上具有剪线效果的提花织物主要有2种生产方式：1)在上机编织完成后进行人工手动剪线，劳动强度大，生产效率低，生产成本高，不利于产品的市场推广；2)在剪线贾卡经编机上利用剪刀装置自动完成剪线，无需手工剪线，生产效率高，劳动成本低，有利于企业进行新产品的设计和开发。目前国内对剪线贾卡经编织物的研究较少，主要集中在剪线贾卡织物的提花原理[3]、结构设计[4]和计算机仿真[5]等方面。本文重点研究剪线贾卡经编织物的计算机辅助设计方法，在分析其特殊的贾卡提花原理和EFS(single-end selection)单纱选择原理的基础上，建立剪线贾卡提花设计模型，并通过Visual C++编程语言实现计算机对剪线贾卡经编织物快速、高效地辅助设计。

1 剪线贾卡经编织物的提花原理

剪线贾卡经编机运用压电陶瓷贾卡元件进行提花，贾卡针在一个工作循环内(一个横列)可以同时控制针前和针背偏移[6]。根据贾卡梳垫纱运动的不同可将贾卡提花分成衬纬型、成圈型、压纱型3类[7]，剪线贾卡经编织物采用衬纬型贾卡和压纱型贾卡复合的提花技术[5]。衬纬型贾卡由2把分离式贾卡梳栉配置成满机号放置在后梳，与至少1把地梳形成花式地网；压纱型贾卡由1把分离式贾卡梳配置成半机号放置在前梳，与控制纱线纵向进入或退出编织的EFS单纱选择系统形成独立的主体花型。

1.1 衬纬型贾卡提花原理

衬纬型贾卡的基本组织为0-0/2-2//，由于没有针前垫纱，贾卡针只在针背横移时接收控制信号向左偏移(偏移信息为T)或不偏(偏移信息为H)，形成薄组织、厚组织、网孔等织物效应。衬纬型贾卡的提花原理如表1所示。

表1 衬纬型贾卡提花原理Tab.1 Jacquard principle of inlay

1.2 压纱型贾卡提花原理

剪线贾卡经编机的压纱贾卡梳栉放置在压纱板前面，以半机号配置在偶数纵行进行垫纱，采用压纱贾卡的四针新工艺，基本垫纱组织为0-1/3-2//[8]。普通压纱贾卡四针新工艺在1个横列可以同时控制针前和针背偏移(偏移信号为T)或不偏(偏移信号为H)，即1个贾卡意匠格(2个横列)包含4个控制信号，可以形成24=16种垫纱组织[8]，如图1(a)所示。图中，a为奇数横列针背信号，b为奇数横列针前信号，c为偶数横列针背信号，d为偶数横列针前信号。

图1 压纱贾卡四针新工艺Fig.1 Jacquard signals. (a) Common fall-plate jacquard; (b) Yarn-cutting fall-plate jacquard

剪线型压纱贾卡四针新工艺在1个编织横列中除了针前和针背信号外，贾卡梳栉在结束针前垫纱摆向机前的过程中还会接收1个复位信号，即1个横列包含3个控制信息，但复位信号不改变垫纱组织，如图1(b)所示。图中，a为奇数横列针背信号，b为奇数横列针前信号，c为奇数横列复位信号，d为偶数横列针背信号，e为偶数横列针前信号，f为偶数横列复位信号。图2示出垫纱组织为1-2/3-3//，普通压纱贾卡和剪线压纱贾卡四针新工艺的贾卡导纱针走纱轨迹。

图2 压纱四针新工艺垫纱Fig.2 Lapping movements. (a) Common fall-plate jacquard; (b) Yarn-cutting fall-plate jacquard

1.3 EFS单纱选择原理

EFS单纱选择系统包括选针装置、剪线装置和吸风装置[9]，EFS单纱选择装置不能独立工作，必须与前贾卡压纱梳栉进行精准的配合才能使纱线准确退出编织，EFS单纱选择装置与剪线贾卡梳栉的配置关系如图3所示。选针装置是最核心的组成部分，由贾卡选针器和钩针组成[10]。贾卡选针器采用半机号配置的压电陶瓷贾卡，通过接收控制信号使贾卡推针片向右偏移(控制信息为T)或不偏(控制信息为H)。贾卡推针片向右偏移时会选择对应的钩针，并带动钩针做升降运动，当钩针运动至机前时钩取压纱贾卡导纱梳栉的纱线使其退出编织，如图4所示。浮纹纱线退出编织时压纱贾卡的偏移信息为TTH-HTH，垫纱组织为1-2/3-3//[2]。

图3 针位图Fig.3 Placement of jacquard bars and needles

图4 EFS选针装置Fig.4 Single-yarn selection mechanism

2 剪线贾卡提花设计模型

贾卡经编织物的提花工艺设计一般指贾卡意匠图的设计，即根据花型结合织物组织将花型放大并点绘在格子图中[11]，每一格为1个贾卡意匠格，意匠格填充的色号表示其垫纱组织。因此，需要先对1个贾卡意匠格进行分析，建立贾卡意匠格的基本数学模型，然后以贾卡意匠格模型为基础建立剪线贾卡经编织物的提花设计模型，用于指导计算机进行剪线贾卡经编织物的辅助设计。

2.1 贾卡意匠格设计模型

剪线贾卡经编织物的意匠格模型与普通贾卡织物[12]不同，共有4把半机号贾卡，2把衬纬型贾卡形成地网组织，1把压纱型贾卡形成表层剪线花纹组织，1把EFS选针贾卡控制纱线的进入和退出。因此，在1个贾卡意匠格中需要对2层垫纱组织进行复合，再结合EFS选针信息形成带剪线效应的立体提花织物。图5示出设计花型图和转换的垫纱效应图。

图5 花型设计图和对应的垫纱效应图Fig.5 Pattern design (a) and lapping movements for inlay jacquard (b) and fall-plate jacquard (c)

1个贾卡意匠格包含4种信号分别控制4把半机号贾卡针的偏移。1个贾卡意匠格包含2个编织横列，即针床主轴旋转720°，此过程中压纱贾卡针需进行6次偏移，衬纬型贾卡针需进行2次偏移，EFS选针贾卡针最多进行1次偏移，因此贾卡意匠格模型的数组高度应定为6，以使4把半机号贾卡在同一意匠格中接收相同数量的控制信号。对于衬纬型贾卡，2把半机号的贾卡梳栉信号完全相同，前3个信号代表奇数横列的针背偏移，后3个信号代表偶数横列的针背偏移。

贾卡意匠格的数学模型可用二维矩阵J=(jab)6×4表示，其中a∈{1，2，3，4，5，6}表示1把半机号贾卡梳栉在2个横列接收的控制信息，b∈(1，2，3，4)表示贾卡梳栉序号，ja1代表EFS贾卡，ja2代表压纱贾卡，ja3=ja4代表2把半机号的衬纬型贾卡。贾卡意匠格完整的数学模型如式(1)所示。

(1)

2.2 贾卡提花设计模型

剪线贾卡经编织物的设计关键在于贾卡意匠图设计[11]，不同的贾卡意匠格颜色代表不同的压纱贾卡组织和衬纬贾卡组织组合，在织物上体现为不同厚薄的剪线花纹和地网效应。在建立剪线贾卡意匠格的数学模型后，可用二维矩阵TCN=t(c，n)来表示剪线贾卡提花设计模型，其中C表示花宽，N表示花高的一半(1个贾卡意匠格代表2个横列)，n∈{1，2，3，4，5……N}表示纵向意匠格编号；c∈{1，2，3，4，5……C}表示横向意匠格编号，以机头方向为起始位置。例如，t(c，n)表示4把半机号贾卡梳在第c个纵行的第n个贾卡意匠格的控制信号组合，即矩阵J=(jab)6×4的数据信息，剪线贾卡梳栉完整的意匠图设计模型如式(2)所示。

(2)

式中，tcn∈{1,2,3,4，……，64}，表示贾卡意匠格所属的颜色号。

3 剪线贾卡提花设计模型的探讨

根据剪线贾卡经编织物的提花原理建立的贾卡提花设计模型可以直接根据织物进行花式地网和剪线花纹设计，花纹之间多余的连接纱线被钩针钩取后退出编织并被剪线装置自动剪断。为了在设计花型意匠的同时查看压纱贾卡梳纱线退出和进入的特殊编织状态，采用花型意匠设计和剪线意匠设计2种模式[13]。花型意匠设计模式显示压纱前贾卡和衬纬后贾卡的复合信息，剪线意匠设计模式显示压纱前贾卡和EFS单纱选针贾卡的信息，而衬纬贾卡信息可统一简化为一种意匠颜色。

3.1 退出编织

3.2 进入编织

3.3 单格浮线

4 剪线贾卡提花织物的工艺设计

根据建立的剪线贾卡织物提花模型，利用Visual C++程序设计语言可以实现CAD软件对剪线贾卡经编织物的辅助设计。本文以图6所示的花型为例，介绍剪线贾卡经编织物的计算机辅助设计方法。

图6 花型图Fig.6 Pattern design

4.1 设定工艺数据

机型为RJWB4/2F，机宽为386 cm，机号为E24/12，车速为200 r/min，成品横密为10纵行/cm，成品纵密为20横列/cm，产量为6 m/h，面密度为193 g/m2。

4.2 梳栉排列

JB1.1：0-1/3-2//满穿，222 dtex半光锦纶DTY；GB2：1-0/0-1// 满穿，44 dtex消光锦纶FDY；JB3.1：0-0/2-2//满穿，44 dtex消光锦纶FDY；JB3.2：0-0/2-2// 满穿，44 dtex消光锦纶FDY。

4.3 贾卡意匠设计

将花型设计图导入CAD软件，进行贾卡意匠设计，如图7所示。

图7 花型意匠图Fig.7 Jacquard pattern design

4.4 剪线意匠设计

图8 剪线意匠图Fig.8 Yarn-cutting jacquard design

工艺设计完成后，将工艺数据导入RJWB4/2F型经编机，上机试织，最终的剪线贾卡提花织物如图9所示，证明了所建模型的正确性。

图9 织物图Fig.9 Yarn-cutting jacquard fabric

5 结 语

1)深入分析了剪线贾卡经编织物的提花原理和EFS单纱选择原理，并确定了4把半机号贾卡、钩针和槽针的对位关系。建立了剪线贾卡经编织物贾卡意匠格和贾卡提花设计的数学模型，利用二维矩阵将4把半机号贾卡的控制信息综合起来，进一步完善了经编针织物设计软件对剪线贾卡经编织物的设计功能，并通过实例验证了模型的正确性。

3)探讨了剪线贾卡经编织物压纱贾卡梳纱线退出编织和进入编织的特殊工艺，并分析其对应的数学模型，建立了CAD软件中花型贾卡意匠设计和剪线意匠设计2种查看模式，实现剪线贾卡经编织物方便、快速地设计。

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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

中央高校基本科研业务费专项资金项目(JUSRP51404A)；江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目(BY2013015-05,BY2013015-14)

李欣欣(1989—)，女，博士生。主要研究方向为数字纺织技术。蒋高明，通信作者，E-mail:jiang@526.cn。

TS 941.26

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