定综片数小提花多臂组织设计方法与CAD实现_章斐燕李启正祝成炎

综框位置 2 Dh Dy
组织点相差个数 m （ k， h） m （ r， y）
穿入同一片综框内， 即： Dk = Dh
Hale Waihona Puke Baidu
（ 7）
D h 穿入的 经 纱 为 若综框 D k 穿入的经纱为 k， h， 则：
图1 Fig． 1 优化综片数的流程示意 Optimized harness model
W（ i， k） = W（ i， h） ， i = 1， 2， …， Ｒw
（ 8）
h 为 经 纱 位 置； Ｒ w 为 织 物 组 织 的 纬 纱 循 式中： k、 环数。 为了确保上机织造顺利进行， 每次的提综数应 相对均衡， 这就需要一定的约束条件： a = Ｒ J modN （ 9） 式中： a 为所设计的最大提综数； Ｒ J 为织物组织的经 纱循环数； N 为用户指定综框数。 当某综框内穿入的经纱根数大于所限定的提综 数 a 时， 则自动将该片综框内穿入的经纱分为由多 个综框穿入， 直到其提综数符合织造要求， 然后由 式（ 7 ） ～ （ 8 ） 实现该上机图所需综框数符合用户自 定义的综框数。 （ 6）
2
小提花多臂织物组织的 CAD 原理
采用 Visual Basic 6. 0 程序语言实现小提花多 臂织物组织的 CAD 设计。在操作界面中， 系统将对 用户自行加载的图片进行图像处理， 根据用户指定 的经纬循环数自动生成组织图， 若该组织图织造所 需的综片数超过多臂机的实际综片数 （ 现有多臂机 综片数一般为 16 ～ 28 片） 时，则用户输入所希望的 综框数 N， 计算机将根据优化综片数的模型及算法 优化上机图， 使其符合多臂机的织造要求。
第 35 卷 第 7 期 2014 年 7 月 DOI： 10． 13475 / j． fzxb． 201407014005
纺 织 学 报 Journal of Textile Ｒesearch
Vol． 35 ，No． 7 2014 Jul． ，
定综片数小提花多臂组织设计方法与 CAD 实现
章斐燕，李启正，祝成炎
由上述数学描述及给定的参数可获得规则组织 的矩阵 W， 从而 根 据 矩 阵 元 素 的 赋 值 自 动 描 绘 组 织图。 而非规则组织是指经、 纬向交叉规律均不定的 组织。部分非规则组织可调用规则组织矩阵或寻找 规律建立特有的数学模型， 当然也有部分非规则组 ， 织的数学描述很难实现 只能对矩阵元素的逐点赋 值， 从而生成组织矩阵。 在本文的多臂织物组织设计中， 组织矩阵是采 用规则组织和非规则组织结合的方式来形成的 。在 生成组织矩阵之前， 用户根据系统操作流程加载图 ［10 ］ 片 ， 输入用户所希望 对图片进行二值化处理后， Ｒw ， 的经纬循环数 Ｒ J 、 计算机自动处理后生成组织 图， 也就是一个 Ｒ w × Ｒ J 的二维布尔矩阵。 w Ｒ w1 W = w i1 w11 … … … w Ｒ wj w ij w1j … … … w Ｒ wＲ J w iＲ J w1Ｒ J
{
∑ Li
i = 1， 2， …， Nf
（ 1） （ 2）
Ｒw ， 若 Ｒ w mod S J ≠ 0 Ｒw ， 若 Ｒ w mod S J = 0 SJ
2， …， N f ） 为首列 式中： N f 为经向交叉数； L i （ i = 1 ， Ｒ J 分别 第 i 次交叉的浮长序列； S J 为经向飞数； Ｒ w 、 为织物组织的纬纱、 经纱循环数。 通过首列经纱的运动规律， 可对矩阵元素进行 2， …， Ｒ w ） 元素， 其 赋值。对于首列的第 i 行 （ i = 1 ， 赋值为
收稿日期： 2013 － 07 － 22 修回日期： 2014 － 03 － 31
［1 ］
力的有效手段。 虽然现有的纺织 CAD 系统功能较 ［5 － 6 ］ ， 完善 但鲜有复杂图像直接转换为小提花多臂 织物组织设计方面的文献， 可以说在某种程度上影 响了小提花多臂织物的发展。 纺织 CAD 系统能使
组织铺设
由于图像不同或设置的经纬循环数不同， 生成 的组织图具有不同的经、 纬浮长数， 为了避免上机时 织造困难， 将对组织图中的花纹和地组织进行组织 的铺设。当铺设的几种组织在结构上相差太大时， 会导致织缩不一和紧度差异， 从而增加了织造难度， 严重时会影响织物外观， 因此， 在组织铺设时选择合 适的组织是至关重要的。 组织的铺设是通过软件界面上的操作， 用户自 行决定铺设的组织 （ 如平纹、 斜纹、 缎纹等 ） 。 在组 织选择时要尽量散点排列， 布局均匀， 尽可能使经纬 。 、 交织次数相同 如一般选用斜纹 缎纹、 平纹为地组 织， 这是由于它们较短的经纬浮长能使织物的布面 细腻， 与花纹形成明显对比， 突出花纹。 该功能的实现是通过计算机根据所铺设的组织 规律， 采用规则组织的方式 （ 式 （ 1 ） ～ （ 4 ） ） 自动对
Abstract In order to simplify the design for smallpattern dobby fabric weaves，an intelligent design method for determined harness numbers and different warp and weft repeats based on image processing was proposed ，in which the complex images can directly apply to the design of dobby weaves． By analyzing the principle of dobby weaves， the drafting plan， chain plan and weave diagram can be converted to the corresponding weave matrix． Then according to the mathematical model of optimized harness numbers，the looming draft would be generated which was suitable for dobby weaving within determined harness numbers． Comparing the weaves before and after optmization of harness numbers，it can be seen that the images are substantially the same with no significant change． Finally ，use of VB programming language in CAD is also achieved． Key words smallpattern dobby fabric； weave design； optimization of harness number； looming draft； mathematical model 随着当前纺织产品品种更新的速度越来越快 ， 需要多臂 织 物 具 有 花 纹 美 观、 新颖多样的外观特 ， 而织机综片数的限制使传统多臂织物组织的 ［2 ］ ［3 － 4 ］ ， 经纬循环数较小 ， 花纹较简单 因此， 对已有 征 的复杂图案进行图像处理， 直接转换成组织， 无疑是 满足这样需求的一条有效途径。 纺织 CAD 成为加速新产品开发， 提高市场竞争
（ 浙江理工大学 现代纺织加工技术国家工程技术研究中心，浙江 杭州 310018 ） 摘 要 为简化复杂小提花多臂织物组织设计， 提出一种基于图像处理的， 适用于确定综片数和不同经纬循环数
的计算机智能化设计方法， 可将复杂图像直接应用于多臂织物组织的设计中 。通过深入分析多臂织物组织的形成 原理， 将多臂织物组织的穿综图 、 纹板图以及组织图转化为对应的组织矩阵， 根据提出的优化综片数的数学模型， 在指定综片数内生成适合多臂织机织造的上机图 。 对优化综片数前后的织物组织进行比较可知， 图像基本一致， 没有发生明显的变化 。并用 VB 语言编程实现了 CAD 设计。 关键词 小提花多臂织物； 组织设计； 优化综片数； 上机图； 数学模型 文献标志码： A 中图分类号： TS 105
综框位置 1 Dk Ds Dt
综框位置 2 Dh Dk Dy
组织点相差个数 m （ k， h） m （ s， k） m （ r， y）
表2 Tab． 2
组织点相差个数最终排序 organizational point
Final sequence difference number of
综框位置 1 Dk Dt
2. 1
组织图的生成 2. 2
根据构成织物组织的交织规律、 交叉数和飞数， 单层组织包括规则组织、 准规则组织和非规则组织 3 种［9］。其中， 规则组织的共同特点是： 在一个完全 的组织循环内可以用固定的交叉数、 飞数以及连续 的经纬浮长序列进行描述。以经向飞数为例说明规 则组织矩阵的建立： Ｒw = ＲJ =
［7 ］ 企业缩短产品研发、 加工周期 ， 从而以高质量、 低 成本完成对市场的快速占领。本文基于多臂织物组
织的形成原理， 建立了优化综片数的数学模型， 提出
基金项目： 国家科技部国际科技合作专项项目( 2011DFB51570 ) ; 浙江理工大学研究生创新研究项目( YCX13009 ) Email: cyzhu@ zstu． edu． cn。 作者简介: 章斐燕( 1990 —) ， 女， 硕士生。主要研究方向为纺织 CAD 技术。祝成炎， 通信作者，
第7 期
章斐燕 等： 定综片数小提花多臂组织设计方法与 CAD 实现
· 141·
了一种适用于确定综片数、 不同经纬循环数的多臂 织物设计方法， 并在 Visual Basic 6. 0 的开发环境下 进行了编程。该模型为设计适用于多臂机织造的复 杂图案提供了有效的途径。
w i1 = 1 ； 当 i ≤ L1 时， 当 L1 + L2 + … + L （ k － 1） ＜ i ≤ L1 + L2 + … + 3， …， N f ） 时， Lk （ k = 2， 1， 当 k 为奇数时 w i1 = 0， 当 k 为偶数时 3， …， Ｒ J ） 元素的赋值为 第 j 列（ j = 2 ，
CAD design method for smallpattern dobby fabric weaves with determined harness numbers
ZHANG Feiyan，LI Qizheng，ZHU Chengyan
（ Modern Textile Processing Technology National Engineering Ｒesearch Center，Zhejiang SciTech University， Hangzhou，Zhejiang 310018 ，China）
· 142· 组织矩阵中相应的点进行赋值。
纺织学报
表1 Tab． 1 组织点相差个数排序
第 35 卷
2. 3
定综片数条件下的穿综优化方法
Sequence difference number of organizational point
当组织图所需综片数大于设定综片数或超过用 户指定综片数 N 时， 超过部分经纱将根据穿综优化 方法进行处理， 如图 1 所示。
{
（ 3）
1
多臂织物组织的数学表示
织物中经纱和纬纱相互浮、 沉交织的规律称为
{
w （ i +1） ， j = w i， （ j －1）
（ i + SJ ） ≤ Ｒw
w （ i +S J －Ｒ w） ， j = wi ， （ j －1） （ i + S J ） ＞ Ｒ w
（ 4）
， “1 ” 一般用组织图表示。 在本文中 表示 织物组织， ［8 ］ ， “ 0” 那 多臂织物组织的经组织点 表示纬组织点 ， 么在一个组织循环内， 组织图便对应一个二维的布 W （ i， j） 表 尔矩阵， 称为组织矩阵。 在组织矩阵中， 示第 i 根纬纱和第 j 根经纱相交处组织点的状态。 同理， 在织物上机图中， 穿综图和纹板图也可以用二 维的布尔矩阵来表示。