郭嶺嶺，林洪芹，王淑莉，李國強(qiáng)，劉瑩瑩，冒海燕

(1.鹽城工學(xué)院，江蘇 鹽城 224001；2.吳忠恒和織造科技有限公司，寧夏 吳忠 751199；3.江蘇悅達(dá)家紡有限公司，江蘇 鹽城 224000)

隨著我國致力于從紡織大國到紡織強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變進(jìn)程，提花織造業(yè)扮演著越來越重要的角色，電子提花機(jī)及紋織CAD技術(shù)的發(fā)展改變了紋織物的設(shè)計與生產(chǎn)現(xiàn)狀[1]。電子提花機(jī)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，但對裝造的要求高，裝造周期長、成本高，織機(jī)應(yīng)用相對固定，故紋織物在花幅、經(jīng)密上受到限制。當(dāng)企業(yè)基于市場需要開發(fā)一個與現(xiàn)有裝造類型或經(jīng)密不同的織物時，企業(yè)必須重新更換通絲裝造，需要投入一定的時間和經(jīng)濟(jì)成本[2-4]。為此，企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計人員在構(gòu)思設(shè)計新機(jī)織提花織物時，要盡可能地利用原有裝造來織制新品種，以達(dá)到省時、省力、省材料的目的，提高機(jī)織提花織物新產(chǎn)品的上機(jī)效率，降低機(jī)織提花織物的成本[5]，提高其競爭能力。

本文從產(chǎn)品設(shè)計人員面臨的實際問題出發(fā)，結(jié)合市場動態(tài)和企業(yè)現(xiàn)有織機(jī)裝造情況，利用CAD軟件完成機(jī)織提花織物的創(chuàng)新設(shè)計，并將新的意匠處理方法轉(zhuǎn)變?yōu)榭棛C(jī)運(yùn)動的語言，輔助擋車工快速完成生產(chǎn)織造。本文以吳忠恒和織造科技有限公司的翻改品種為研究對象，對其裝造創(chuàng)新設(shè)計所獲得的高附加值產(chǎn)品為例進(jìn)行分析，以期為提花織物生產(chǎn)和創(chuàng)新提供參考。

1 提花裝造類型

吳忠恒和織造科技有限公司的一萬紋針提花裝造如圖1所示，由紋針數(shù)為16 450一吊一和紋針數(shù)為991一吊二2部分構(gòu)成，總紋針數(shù)為18 432針，可織經(jīng)紗數(shù)最高為20 414根，其經(jīng)密是681根/(10 cm)。此裝造專一性強(qiáng)，能織造的花型品種單一，同時，紋針數(shù)16 450能被整除的基礎(chǔ)組織循環(huán)數(shù)太少，組織的鋪設(shè)受到限制，致使紋針一吊一和一吊二的花型交界處不能銜接，要經(jīng)特殊設(shè)計才可織造帶殘花的餐桌布，生產(chǎn)的面料花幅大、花型美觀大方、附加值高，但市場對該類花型面料的需求量有限，織機(jī)長年處于待機(jī)狀態(tài)，運(yùn)轉(zhuǎn)率低，因此，開發(fā)“多用途”織機(jī)裝造是當(dāng)前的首要任務(wù)。產(chǎn)品設(shè)計人員要解決的主要問題有：如何將織機(jī)裝造通過抽針拼接的方式拓展其生產(chǎn)品種；如何通過CAD軟件將設(shè)計構(gòu)思與生產(chǎn)織造有機(jī)結(jié)合，以達(dá)到靈活自由地設(shè)計紋樣，并獲得完整連續(xù)的花型面料。

圖1 一萬紋針裝造類型Fig.1 Types of 10 000-pattern needles

產(chǎn)品設(shè)計人員熟知提花機(jī)的裝造類型、工作原理、紋針數(shù)以及紋針與綜絲之間的對應(yīng)關(guān)系[6]是開展設(shè)計工作的前提條件。設(shè)計工作涉及因素多、難度大，因此，設(shè)計人員一般借助CAD軟件，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化成紋針的運(yùn)動語言，制作多個紋板，供擋車工對成千上萬的紋針完成抽(穿)經(jīng)紗、分絞、插筘、檢查布面以及織造面料。

2 抽針拼花設(shè)計

吳忠恒和織造科技有限公司的裝造類型是“AB+C+AB”型(見圖1)。其中C是一吊一，1個紋針只控制1根經(jīng)紗[7]，因此，可單獨(dú)生產(chǎn)獨(dú)幅花型的機(jī)上最大幅寬是270 cm。而裝造兩端的AB是一吊二，1個紋針控制2根經(jīng)紗，且裝造左端紋針AB與右端紋針AB的紋樣未構(gòu)成中心軸對稱，因此，織造品種受限，A、B紋針只能設(shè)計成相同的殘花紋樣或設(shè)計專屬的留白，以達(dá)到客戶要求的幅寬。此外，B、C、A紋針數(shù)分別是991、16 450、991，很難除盡基礎(chǔ)組織循環(huán)的最小公倍數(shù)，紋針BCA的紋樣之間很難完美銜接。為攻克裝造的固有缺點和實現(xiàn)獨(dú)幅花位的設(shè)計，產(chǎn)品設(shè)計人員對裝造“一吊二”的紋針進(jìn)行設(shè)計構(gòu)思，并作為設(shè)計的著手點，想方設(shè)法將“一吊二”的紋針紋樣擴(kuò)大一倍且與“一吊一”的紋針紋樣完美拼接，設(shè)計后裝造類型是“A/2B/2+C/2+A/2B/2”，且左端紋針A/2B/2運(yùn)用的紋針不同于右端A/2B/2運(yùn)用的紋針。經(jīng)抽針拼花工藝，裝造最大經(jīng)密可達(dá)340根/(10 cm)，獨(dú)幅花型的機(jī)上幅寬可達(dá)271～300 cm。

3 產(chǎn)品設(shè)計

工藝以產(chǎn)品為依托，具體的產(chǎn)品更有利于對復(fù)雜工藝的闡述與理解。本文以設(shè)計開發(fā)夏季涼爽宜人的獨(dú)幅竹漿纖維毯為例，介紹其創(chuàng)新設(shè)計方法。根據(jù)企業(yè)裝造特點，先利用CAD軟件進(jìn)行花型紋樣、組織結(jié)構(gòu)和經(jīng)向密度的設(shè)計。所開發(fā)產(chǎn)品的機(jī)上規(guī)格為：經(jīng)緯紗均為線密度為28 tex×2的竹漿纖維，經(jīng)、緯密分別為340、236根/(10 cm)，幅寬294.6 cm，采用獨(dú)幅拼花歐式紋樣。

紋織物CAD和CAM(計算機(jī)輔助制造)的良好結(jié)合，促進(jìn)了電腦意匠系統(tǒng)與電子提花機(jī)聯(lián)合使用，從而可控制經(jīng)紗的起落[8]，樣卡在CAD和CAM的結(jié)合中，起到中間紐帶橋梁的作用。利用CAD將樣卡進(jìn)行改造，實現(xiàn)抽針，并設(shè)計一系列操作紋板，各紋板指令傳輸給電子提花機(jī)，通過控制電子紋針的升降，進(jìn)而控制經(jīng)紗的起落，完成紋織物織造所需要的運(yùn)動。

4 生產(chǎn)操作

在織造機(jī)織抽針大提花織物時，從經(jīng)紗的穿引、分絞、插筘，到經(jīng)紗的提升運(yùn)動以及布面織疵的檢查，都要賦予電子提花機(jī)特殊指令以輔助擋車工完成操作。引紗操作有2種方法：一種2人配合操作，一根一根地穿過綜眼；一種利用結(jié)經(jīng)機(jī)操作慢慢開過綜眼；后者較為省時省力。2種操作均先將成千上萬的綜絲進(jìn)行分類，穿引經(jīng)紗的綜絲為一類，作抽針處理的綜絲為一類，此類不參與花型織造。為保證結(jié)經(jīng)質(zhì)量，機(jī)上經(jīng)紗要進(jìn)行分絞操作；為提高插筘效率，相鄰筘入數(shù)的經(jīng)紗分成上下2層；為保障布面質(zhì)量，設(shè)計簡單組織便于擋車工辨識織造的織疵。從抽針操作到完成整個織造，需賦予電子提花機(jī)的指令紋板有：抽掉裝造左端紋針A的偶數(shù)樣卡、抽掉裝造右端紋針B的奇數(shù)樣卡、分絞紋板、插筘紋板、檢查布面紋板以及獨(dú)幅花型織造紋板。

4.1 抽針操作

在設(shè)計獨(dú)幅花型時，抽針的原則是先用1～18 432針的偶數(shù)紋針設(shè)計一個紋樣紋板圖，再用1～991針和17 442～18 432針的奇數(shù)紋針設(shè)計一個紋樣紋板圖，兩紋樣紋板拼接成一個獨(dú)立的紋板圖案。因此，抽針裝造紋針“A/2B/2+C/2+A/2B/2”的具體用針是“奇偶數(shù)針+偶數(shù)針+偶奇數(shù)針”，即原裝造紋針“AB+C+AB”最左端的A(1～991)紋針用奇數(shù)針，抽掉(2,4,6,8,10，…，990針)偶數(shù)紋針，而裝造最右端的B(17 442～18 432針)紋針亦用奇數(shù)針，抽掉(17 442，17 444,17 446，…，18 432針)偶數(shù)紋針，中間B+C+A紋針用偶數(shù)針，抽掉奇數(shù)紋針。抽針?biāo)悸访鞔_之后，繪制抽針紋板圖，繪制方法是奇偶紋針控制經(jīng)紗分層，用1上1下的平紋組織鋪設(shè)，讀取原裝造樣卡，完成抽針紋板的繪制。擋車工操作抽針紋板，織機(jī)開口一次，奇偶數(shù)經(jīng)紗分成上下2層，觀察通絲在目板中的位置，辨識AB紋針?biāo)刂平?jīng)紗之間的交界處，剪掉中間B+C+A紋針對應(yīng)的奇數(shù)經(jīng)紗，再開口一次，剪掉最左端A紋針和最右端B紋針對應(yīng)的偶數(shù)經(jīng)紗。這樣，保留的經(jīng)紗結(jié)經(jīng)竹漿紗，并慢慢開過織口待后續(xù)操作。

4.2 設(shè)計抽針樣卡

抽針操作之后，由于1/2的經(jīng)紗在織口處被剪斷并向后抽出綜絲眼，不參與織造，因此，織機(jī)裝造的原樣卡(D-18432.yk)(如圖2所示)與實際生產(chǎn)不匹配，需重新繪制樣卡，方法有3種，均能實現(xiàn)抽針拼花工藝，本文僅介紹其中1種。抽針樣卡的繪制根據(jù)抽針操作反推設(shè)計，已知抽掉1～18432針(B+C+A)的奇數(shù)紋針對應(yīng)的經(jīng)紗，且保留兩端A、B奇數(shù)紋針對應(yīng)的經(jīng)紗，即僅抽掉紋針C的偶數(shù)針，因此，原“A+C+B” 樣卡應(yīng)設(shè)計為“A+C/2+B”樣卡，AB紋針是全部參與織造的，抽針后的紋針AB不再是一吊二，而是改造成一吊一，僅控制1根經(jīng)紗。而且紋針A、B的奇偶數(shù)針是分別、分段地控制經(jīng)紗的起落，所以，對樣卡進(jìn)行拆分，分為奇偶2個樣卡，奇數(shù)抽針樣卡(D-18432-J)如圖3所示，偶數(shù)抽針樣卡(D-18432-O)與奇數(shù)抽針樣卡相反，奇偶數(shù)抽針樣卡后續(xù)待用。

圖2 原樣卡D-18432.ykFig.2 Original card D-18432.yk

圖3 奇數(shù)針抽針樣卡Fig.3 Odd-numbered needle drawing sample card

4.3 分絞紋板

結(jié)經(jīng)是一種省時省力的操作。為將竹漿紗的經(jīng)軸結(jié)經(jīng)至了機(jī)織軸的保留經(jīng)紗上，首先對了機(jī)經(jīng)紗進(jìn)行分絞，以防紗與紗之間扭絞，降低生產(chǎn)效率。一般分絞組織是1上1下平紋，而對抽針拼花花型而言，如果采用此組織，在奇偶數(shù)紋針切換處(ABC紋針交界處)會存在并針或空針的現(xiàn)象，所以需將相鄰的奇偶兩紋針視為一個整體，相鄰的奇偶2根經(jīng)紗僅有1根經(jīng)紗是保留經(jīng)紗，而另1根經(jīng)紗已抽掉。為此，采用1上1下平紋的變化組織2上2下緯重平組織，對奇偶數(shù)紋針而言，要保證織機(jī)每次開口總有1根經(jīng)紗被提升，同時此根紗與相鄰的經(jīng)紗形成上下分層。繪制分絞紋板的方法：鋪2上2下緯重平組織，讀取原樣卡，繪制的分絞紋板如圖4所示。

圖4 分絞紋板Fig.4 Split twist pattern card

4.4 插筘紋板

插筘是經(jīng)紗通過鋼筘的重要操作，為提高插筘的速度及質(zhì)量，插筘紋板是必不可少的。在理解了分絞紋版的基礎(chǔ)上，再繪制插筘紋板顯得簡單易行。若所織造織物的筘入數(shù)是3入(4入)，將相鄰奇偶數(shù)紋針視為一個整體，因此需鋪6上6下緯重平(8上8下緯重平)組織，讀取原樣卡，繪制的插筘紋板如圖5所示。

圖5 插筘紋板Fig.5 Reed pattern card

4.5 查布面紋板

上機(jī)生產(chǎn)大提花面料時，花型的織疵往往被千變?nèi)f化的花型紋樣或切浮長[9]等原因所遮蓋，導(dǎo)致?lián)踯嚬るy以及時發(fā)現(xiàn)。為此，在兩聯(lián)匹或三聯(lián)匹落布時，擋車工需更換檢查布面紋板并生產(chǎn)織造2～3 cm的簡單組織(如三原組織)織物，以便于檢查布面是否存在筘路、沉經(jīng)等織疵。

在完全理解抽針樣卡、分絞紋板和插筘紋板的繪制原理基礎(chǔ)上，可任意繪制一種檢查布面紋板，若采用平紋檢查布面，直接鋪2上2下緯重平組織，然后讀取原樣卡生成紋板，此紋板簡單易操作。若采用斜紋或緞紋，則鋪組織(2上1下右斜紋、5枚3飛經(jīng)面緞)后，分別讀取奇偶數(shù)抽針樣卡，然后將生成的2個紋板合并拼接成1個上機(jī)檢查布面紋板。

4.6 上機(jī)紋板

4.6.1 意匠設(shè)計

根據(jù)設(shè)計意圖，創(chuàng)作開發(fā)合適的紋樣圖案，并借助CAD軟件對其進(jìn)行等比例縮放[10-11]，否則織造的花型會變形?？椩斓募y樣如圖6所示。寬與高之比為270.27∶350.28?？s放時，獨(dú)幅抽針花型其經(jīng)密是原裝造經(jīng)密，花寬縮放至294.6 cm，隨之花型高放大至381.8 cm，根據(jù)緯密236根/(10 cm)，計算一個花型循環(huán)所需緯紗根數(shù)，并考慮緯紗數(shù)能否被鋪設(shè)組織循環(huán)的最小公倍數(shù)整除，然后修正緯紗根數(shù)。

圖6 獨(dú)幅紋樣Fig.6 Single pattern

4.6.2 組織表配置

獨(dú)幅花型有16個層次色塊，每個色塊鋪設(shè)合適的組織，鋪設(shè)原則是組織之間的層次分明、過渡平滑、立體感強(qiáng)，圖7為紋針組織表及其對應(yīng)的組織圖。

圖7 紋針組織表及組織圖Fig.7 Needle organization table and draft pattern.(a)Needle organization;(b)Draft pattern

4.6.3 讀樣卡拼紋板

在完成意匠圖的縮放、組織的鋪設(shè)之后，分別讀取奇數(shù)抽針樣卡和偶數(shù)抽針樣卡，并將正常生成的2個紋板，通過遮點、換色、移點、切除等合并拼接成1個上機(jī)紋板，其紋板圖片段如圖8所示。

圖8 上機(jī)紋板片段Fig.8 Fragment of pattern card for weaving

從圖8所示紋板可觀察到，原本規(guī)整漂亮的花型在紋板圖中顯得雜亂無章，呈現(xiàn)重疊的外觀。這是因為紋針A、B的奇偶數(shù)針獨(dú)立控制紋樣的不同區(qū)域，在樣卡中，紋樣的不同區(qū)域根據(jù)AB的數(shù)字順序進(jìn)行復(fù)位重排的結(jié)果。抽針拼花工藝形成的上機(jī)紋板不便于產(chǎn)品設(shè)計人員從紋板圖上檢查錯誤，所以一旦上機(jī)生產(chǎn)需立即機(jī)上檢查紋樣。

5 結(jié)束語

通過研究大提花的抽針工藝、拼花工藝，生產(chǎn)企業(yè)的裝造類型和固有缺陷，借助CAD設(shè)計軟件對現(xiàn)有裝造和樣卡進(jìn)行改造，設(shè)計奇偶抽針樣卡、分絞紋板、插筘紋板、檢查紋板和上機(jī)紋板，以輔助擋車工完成連續(xù)獨(dú)幅拼花紋樣的織造，設(shè)計織造的獨(dú)幅面料幅寬可達(dá)300 cm。此設(shè)計工藝是CAD與CAM的結(jié)合，可在較短的時間內(nèi)翻改出新的品種或其他傳統(tǒng)產(chǎn)品，實現(xiàn)織機(jī)的靈活運(yùn)用。吳忠恒和織造科技有限公司和江蘇悅達(dá)家紡有限公司的一吊四裝造均利用抽針拼花工藝織造氣勢磅礴的獨(dú)幅花型、大花位竹纖維毯子，大麻三件套等大花位花型面料，產(chǎn)品附加值高，可提高生產(chǎn)企業(yè)該類產(chǎn)品的市場競爭力。