多经多纬纹织CAD简洁设计模式的实现与应用

余晓红， 刘洋飞， 郑小飞

(1. 杭州职业技术学院 达利女装学院， 浙江 杭州 310018；2. 杭州浙大经纬计算机系统工程有限公司， 浙江 杭州 310012)

随着纺织面料市场的竞争日趋激烈，越来越多的生产厂家开始重视新产品的研究与开发[1-2]。各厂商尝试通过更复杂的组织结构、更丰富的色彩变化、更特殊的手感肌理来提高面料的美感，织物经纬纱排列、比例的变化也更加多样；因此，随着面料纹织工艺处理的复杂程度不断提高，对其处理软件的要求也越来越高[3-5]。一般的工艺处理方法和工艺处理软件，已很难适应当前愈加复杂的工艺处理要求，尤其是对多经多纬复杂组织结构的提花织物[6]的处理。

1 多经多纬织物的纹织工艺

多经多纬织物是由多组经纱和纬纱交织形成的双层或多层织物[7]。根据多经多纬织物上下层的相对位置关系，分为表层和里层。表层的经纱和纬纱称为表经和表纬，里层的经纱和纬纱称为里经和里纬[8]。常规纹织工艺处理多经多纬工艺设计时，分为“展开”和“重叠”2种纹织工艺处理方式[9-10]。

“展开”纹织工艺处理方式，先按照织物表经表纬密度设计意匠图，然后按该织物组织的经重纬重数扩展为展开意匠图，再根据展开意匠图设计每个色块对应的组织，并按展开意匠图在投梭区设计选纬。展开意匠图设计的是合成组织。合成组织是由多个简单组织按一定规律合并形成新的简单或复杂组织[6]。合成组织对于双层或多层织物，更容易保证组织设计的正确性[6]。常规的多经多纬织物工艺通常选用“展开”纹织工艺处理方式。对于带抛花的多经多纬织物，由于抛花是根据织物图案形态来设计，其在织物中的位置不固定，因此在投梭展开意匠图时会造成每段意匠图纹格展开的纬数不同，从而造成组织设计异常复杂。

“重叠”纹织工艺处理方式处理多经多纬织物工艺设计时，按照织物表经表纬密度设计意匠图，按重叠意匠图设计组织和投梭。由于意匠图为重叠意匠图，所以设计选用的组织是单纬组织，并且大部分为简单组织。虽然单纬组织的每个组织比较简单，但由于对应每纬的组织并不同，会使组织表较为复杂，特别是在多纬且有换道工艺时，组织表会更复杂。如六色经六色纬织物，意匠图上有30种颜色块，需要在组织表中填写6×6×30=1 080个组织。尤其当织物各组织经纬纱比例不同时，很难用简单组织进行表达，在这种情况下，用“重叠”纹织工艺处理会更加复杂，只能先合成组织，然后按照经纬线比例拆分组织，再将此组织填到组织表中。

综上所述，常规的“展开”和“重叠”纹织工艺，在处理多经多纬复杂组织结构织物时，都存在一些较难克服的弊端，只有对纹织工艺进一步优化设计，才可能更好地处理较复杂组织织物。

2 简洁模式

为更好地设计复杂组织织物的纹织工艺，特别是多经多纬织物的工艺，研发并实现了纹织工艺处理的简洁设计模式，简称简洁模式。

2.1 组织设计

简洁模式中使用的组织，是按常规合成组织设计方法设计的合成组织。在当前的纹织CAD系统中，已具有较完善的制作合成组织的组织合成与分解功能，如图1所示。

由图1可看出，“经线排列”和“纬线排列”栏目框中，输入组织经纬纱的排列规律。接着在下方分解组织表中，输入简单组织或相应分解组织，即可实时自动生成对应的合成组织。组织的合成如图2所示。经线排列为1、2，纬纱排列为1、2、3。下方的分解组织表中，2表示平纹组织，1表示全经组织，0表示全纬组织，3为平纹、全经和全纬3种组织。合成组织由上述3种6个简单组织合成。

“展开”纹织工艺由于整体工艺的限制，很难处理抛花等复杂工艺，而简洁模式在整体设计方式与设计原理上进行了优化，克服了“展开”工艺处理方式存在的不足，更适合处理抛花换道等复杂的多经多纬纹织工艺。

2.2 设计原理

常规纹织CAD工艺设计中意匠图颜色、组织、投梭、纹板间的相互对应关系，是通过纹针组织表进行关联的。意匠图颜色号和梭号共同决定了组织与纹板信号的一一对应关系[11-12]。此时纹针组织表是一个二维关系表。为了简化纹织意匠图颜色与组织的对应关系，设计研发了简洁模式。在简洁模式中，意匠图颜色号直接对应组织。

简洁模式充分利用投梭区作为映射的缓冲区，利用投梭区，将意匠图颜色和梭号对应组织的二维关系，简化为“意匠图颜色对应组织—组织行对应投梭区中的梭位—梭位对应选纬的一维线性关系”，对应关系如图3所示。从二维空间到一维空间的简化，使复杂的工艺设计变得简单明了。

2.3 梭位概念

梭位是简洁模式中特别定义的概念，指各组纬纱在投梭区内1横行中所在位置的序号。例如：在一种意匠图颜色中第1纬对应梭位1，第2纬对应梭位2。即梭位是简洁模式纹织CAD状态栏中的纬线排列序号，是投梭区中的1个位置，对应传统纹织工艺“1格几张”中的第几张。当意匠图颜色不同时，同一纬号亦随之对应不同的梭号。例如：在另一种意匠图颜色中可能出现第1纬对应梭位2，第2纬对应梭位1。

2.4 空梭概念

在传统工艺处理中，每次投梭均对应1次选纬，即对应1张纹板。为更方便地处理复杂工艺，在简洁模式中引入空梭的概念。空梭的处理方式是先按空梭位假定生成一张空梭纹板，然后再在总的纹板中，自动将空梭纹板删掉。空梭的设置，实现了组织行与梭位的完全一一对应，使梭位与选纬的对应关系更加简洁明晰，见图3。

2.5 组织分行

为使组织的位置与梭位准确对应，在简洁模式中，采用了组织分行的方法。组织分行是将组织中的连续几行归为1组，对应意匠的1格。由于意匠的1格与投梭区的1横行梭位相对应，所以这1组中的连续几行组织也就与投梭区这一横行中的几个梭位相对应，见图3。

2.6 简洁模式处理多经多纬纹织工艺的优势

简洁模式将纹针组织表由原来的二维关系转化为一维线性关系，简化了纹织意匠图颜色与组织的对应关系。在具体的意匠图工艺设计阶段，采用合成组织，由1色对应多个组织简化为1色对1个合成组织，优化了组织设计过程和检查纠错环节。在投梭设计上，通过设置梭位和空梭，使选纬和组织设计都更为简单，整体纹织工艺设计更清晰明确。

3 实例比较

现以一款较常见的多经多纬沙发布纹织工艺设计为例，进行常规纹织工艺与简洁模式工艺处理过程的比较。织物实例如图4所示。

此织物的组织结构为二重经二重纬加抛花。二重经中白色经纱为甲经，黑色经纱为乙经，纬纱为5种。织物表层由1组纬纱和1组经纱交织，形成五枚纬面组织，织物里层由另外1组纬线和另外1组经纱交织，形成平纹组织。图案中浅色部分表层是第1纬与甲经交织的五枚纬面组织，形成织物的第一重组织结构；图案中的菱形块分为黄色、绿色、橙色3种，黄色菱形块表层为第2纬与甲经交织的五枚纬面组织，绿色菱形块表层为第3纬与甲经交织的五枚纬面组织，橙色菱形块表层为第5纬与乙经交织五枚纬面组织。图案中的深绿和深咖部分为抛花部分，深绿表层为第3纬与乙经交织五枚纬面组织；深咖部分为第4纬与乙经交织五枚纬面组织。

3.1 常规纹织工艺设计

此例织物是带抛花的多经多纬织物，如用“展开”纹织工艺处理方式，每段意匠图扩展的纹格数会因合成组织段和抛花段对应的纬纱数不同而不同，使后续的组织设计异常复杂。“展开”纹织工艺处理方式不适合处理带抛花的多经多纬织物，故选择用“重叠”纹织工艺处理方式进行工艺处理。

意匠图按表经表纬进行设计，纹针数为2 320，纹格数为160。投梭按“重叠”纹织工艺处理方式进行设计，二重纬换道加抛花按梭号依次进行投梭。纬纱顺序依次为浅米黄、黄、绿、咖、橙5色。

按每组经与每组纬的交织规律分别对应每个意匠颜色进行组织设计。其中，甲经(白色经纱)与每组纬纱交织的组织为甲经组织，乙经(黑色经纱)与每组纬纱交织的组织为乙经组织。意匠图颜色如图5所示，甲经组织设计如图6所示，乙经组织设计如图7所示。

3.2 简洁模式工艺设计

基于简洁模式工艺处理方式，意匠按表经表纬进行设计，纹针数为2 320，纹格数为160。

投梭按梭位方式进行设计，二重纬换道加抛花都投到相应梭位上。纬纱顺序依次为浅米黄、黄、绿、咖、橙5色。

组织设计，分别对每个颜色块设计合成组织。因织物组织结构为二重纬加一梭抛花，故组织结构按二重经三重纬进行设计。简洁模式中的组织行与梭位一一对应，对于梭位上是空梭的情况，简洁模式处理纹板时，该位置会自动跳过。意匠颜色的简洁模式组织设计如图8所示。

3.3 简洁模式与常规工艺比较

通过实例可看出，简洁模式在纹织工艺处理过程中，合理地将复杂组织的纹织工艺设计进行简化。实例中的织物是二重经二重纬加抛花的复杂组织结构，但其纹织工艺设计中每个意匠图色块的合成组织并不复杂，且通过分解方式可非常明确地显示每个色块的组织结构。简洁模式的纹织处理工艺，只需要设计6个结构简单的合成组织，明显优于需要设计60个组织的常规“重叠”纹织工艺。尤其当织物经重数、纬重数和意匠图颜色数增加时，“重叠”纹织工艺需要设计的组织也会成倍的增加，从而使组织工艺设计非常复杂。织物越复杂，简洁模式优势越明显，设计思路、设计流程会更加清晰简单，也相应地减少了工艺设计过程中的错误率，大大提高了整体工艺设计水平。

4 结 论

简洁模式优化了多经多纬织物的纹织工艺设计过程。简洁模式中组织只与梭位相关联，简化了纹织意匠图颜色与组织的对应关系，优化了组织设计过程。在具体意匠图工艺设计阶段，采用合成组织，由1色对多个组织简化为1色对1个合成组织，使检查组织结构的搭配更容易并大幅减少出错率；在投梭区按梭位进行投梭，使设计更清晰，且使后期的工艺检查更方便直观。总之，简洁模式加强了纹织工艺设计的科学性、准确性，特别是为多经多纬复杂提花织物的设计提供了更合理有效的工艺处理方式。