多經多緯紋織CAD簡潔設計模式的實現與應用

余曉紅， 劉洋飛， 鄭小飛

(1. 杭州職業技術學院 達利女裝學院， 浙江 杭州 310018；2. 杭州浙大經緯計算機系統工程有限公司， 浙江 杭州 310012)

隨著紡織面料市場的競爭日趨激烈，越來越多的生產廠家開始重視新產品的研究與開發[1-2]。各廠商嘗試通過更復雜的組織結構、更豐富的色彩變化、更特殊的手感肌理來提高面料的美感，織物經緯紗排列、比例的變化也更加多樣；因此，隨著面料紋織工藝處理的復雜程度不斷提高，對其處理軟件的要求也越來越高[3-5]。一般的工藝處理方法和工藝處理軟件，已很難適應當前愈加復雜的工藝處理要求，尤其是對多經多緯復雜組織結構的提花織物[6]的處理。

1 多經多緯織物的紋織工藝

多經多緯織物是由多組經紗和緯紗交織形成的雙層或多層織物[7]。根據多經多緯織物上下層的相對位置關系，分為表層和里層。表層的經紗和緯紗稱為表經和表緯，里層的經紗和緯紗稱為里經和里緯[8]。常規紋織工藝處理多經多緯工藝設計時，分為“展開”和“重疊”2種紋織工藝處理方式[9-10]。

“展開”紋織工藝處理方式，先按照織物表經表緯密度設計意匠圖，然后按該織物組織的經重緯重數擴展為展開意匠圖，再根據展開意匠圖設計每個色塊對應的組織，并按展開意匠圖在投梭區設計選緯。展開意匠圖設計的是合成組織。合成組織是由多個簡單組織按一定規律合并形成新的簡單或復雜組織[6]。合成組織對于雙層或多層織物，更容易保證組織設計的正確性[6]。常規的多經多緯織物工藝通常選用“展開”紋織工藝處理方式。對于帶拋花的多經多緯織物，由于拋花是根據織物圖案形態來設計，其在織物中的位置不固定，因此在投梭展開意匠圖時會造成每段意匠圖紋格展開的緯數不同，從而造成組織設計異常復雜。

“重疊”紋織工藝處理方式處理多經多緯織物工藝設計時，按照織物表經表緯密度設計意匠圖，按重疊意匠圖設計組織和投梭。由于意匠圖為重疊意匠圖，所以設計選用的組織是單緯組織，并且大部分為簡單組織。雖然單緯組織的每個組織比較簡單，但由于對應每緯的組織并不同，會使組織表較為復雜，特別是在多緯且有換道工藝時，組織表會更復雜。如六色經六色緯織物，意匠圖上有30種顏色塊，需要在組織表中填寫6×6×30=1 080個組織。尤其當織物各組織經緯紗比例不同時，很難用簡單組織進行表達，在這種情況下，用“重疊”紋織工藝處理會更加復雜，只能先合成組織，然后按照經緯線比例拆分組織，再將此組織填到組織表中。

綜上所述，常規的“展開”和“重疊”紋織工藝，在處理多經多緯復雜組織結構織物時，都存在一些較難克服的弊端，只有對紋織工藝進一步優化設計，才可能更好地處理較復雜組織織物。

2 簡潔模式

為更好地設計復雜組織織物的紋織工藝，特別是多經多緯織物的工藝，研發并實現了紋織工藝處理的簡潔設計模式，簡稱簡潔模式。

2.1 組織設計

簡潔模式中使用的組織，是按常規合成組織設計方法設計的合成組織。在當前的紋織CAD系統中，已具有較完善的制作合成組織的組織合成與分解功能，如圖1所示。

由圖1可看出，“經線排列”和“緯線排列”欄目框中，輸入組織經緯紗的排列規律。接著在下方分解組織表中，輸入簡單組織或相應分解組織，即可實時自動生成對應的合成組織。組織的合成如圖2所示。經線排列為1、2，緯紗排列為1、2、3。下方的分解組織表中，2表示平紋組織，1表示全經組織，0表示全緯組織，3為平紋、全經和全緯3種組織。合成組織由上述3種6個簡單組織合成。

“展開”紋織工藝由于整體工藝的限制，很難處理拋花等復雜工藝，而簡潔模式在整體設計方式與設計原理上進行了優化，克服了“展開”工藝處理方式存在的不足，更適合處理拋花換道等復雜的多經多緯紋織工藝。

2.2 設計原理

常規紋織CAD工藝設計中意匠圖顏色、組織、投梭、紋板間的相互對應關系，是通過紋針組織表進行關聯的。意匠圖顏色號和梭號共同決定了組織與紋板信號的一一對應關系[11-12]。此時紋針組織表是一個二維關系表。為了簡化紋織意匠圖顏色與組織的對應關系，設計研發了簡潔模式。在簡潔模式中，意匠圖顏色號直接對應組織。

簡潔模式充分利用投梭區作為映射的緩沖區，利用投梭區，將意匠圖顏色和梭號對應組織的二維關系，簡化為“意匠圖顏色對應組織—組織行對應投梭區中的梭位—梭位對應選緯的一維線性關系”，對應關系如圖3所示。從二維空間到一維空間的簡化，使復雜的工藝設計變得簡單明了。

2.3 梭位概念

梭位是簡潔模式中特別定義的概念，指各組緯紗在投梭區內1橫行中所在位置的序號。例如：在一種意匠圖顏色中第1緯對應梭位1，第2緯對應梭位2。即梭位是簡潔模式紋織CAD狀態欄中的緯線排列序號，是投梭區中的1個位置，對應傳統紋織工藝“1格幾張”中的第幾張。當意匠圖顏色不同時，同一緯號亦隨之對應不同的梭號。例如：在另一種意匠圖顏色中可能出現第1緯對應梭位2，第2緯對應梭位1。

2.4 空梭概念

在傳統工藝處理中，每次投梭均對應1次選緯，即對應1張紋板。為更方便地處理復雜工藝，在簡潔模式中引入空梭的概念。空梭的處理方式是先按空梭位假定生成一張空梭紋板，然后再在總的紋板中，自動將空梭紋板刪掉。空梭的設置，實現了組織行與梭位的完全一一對應，使梭位與選緯的對應關系更加簡潔明晰，見圖3。

2.5 組織分行

為使組織的位置與梭位準確對應，在簡潔模式中，采用了組織分行的方法。組織分行是將組織中的連續幾行歸為1組，對應意匠的1格。由于意匠的1格與投梭區的1橫行梭位相對應，所以這1組中的連續幾行組織也就與投梭區這一橫行中的幾個梭位相對應，見圖3。

2.6 簡潔模式處理多經多緯紋織工藝的優勢

簡潔模式將紋針組織表由原來的二維關系轉化為一維線性關系，簡化了紋織意匠圖顏色與組織的對應關系。在具體的意匠圖工藝設計階段，采用合成組織，由1色對應多個組織簡化為1色對1個合成組織，優化了組織設計過程和檢查糾錯環節。在投梭設計上，通過設置梭位和空梭，使選緯和組織設計都更為簡單，整體紋織工藝設計更清晰明確。

3 實例比較

現以一款較常見的多經多緯沙發布紋織工藝設計為例，進行常規紋織工藝與簡潔模式工藝處理過程的比較。織物實例如圖4所示。

此織物的組織結構為二重經二重緯加拋花。二重經中白色經紗為甲經，黑色經紗為乙經，緯紗為5種。織物表層由1組緯紗和1組經紗交織，形成五枚緯面組織，織物里層由另外1組緯線和另外1組經紗交織，形成平紋組織。圖案中淺色部分表層是第1緯與甲經交織的五枚緯面組織，形成織物的第一重組織結構；圖案中的菱形塊分為黃色、綠色、橙色3種，黃色菱形塊表層為第2緯與甲經交織的五枚緯面組織，綠色菱形塊表層為第3緯與甲經交織的五枚緯面組織，橙色菱形塊表層為第5緯與乙經交織五枚緯面組織。圖案中的深綠和深咖部分為拋花部分，深綠表層為第3緯與乙經交織五枚緯面組織；深咖部分為第4緯與乙經交織五枚緯面組織。

3.1 常規紋織工藝設計

此例織物是帶拋花的多經多緯織物，如用“展開”紋織工藝處理方式，每段意匠圖擴展的紋格數會因合成組織段和拋花段對應的緯紗數不同而不同，使后續的組織設計異常復雜。“展開”紋織工藝處理方式不適合處理帶拋花的多經多緯織物，故選擇用“重疊”紋織工藝處理方式進行工藝處理。

意匠圖按表經表緯進行設計，紋針數為2 320，紋格數為160。投梭按“重疊”紋織工藝處理方式進行設計，二重緯換道加拋花按梭號依次進行投梭。緯紗順序依次為淺米黃、黃、綠、咖、橙5色。

按每組經與每組緯的交織規律分別對應每個意匠顏色進行組織設計。其中，甲經(白色經紗)與每組緯紗交織的組織為甲經組織，乙經(黑色經紗)與每組緯紗交織的組織為乙經組織。意匠圖顏色如圖5所示，甲經組織設計如圖6所示，乙經組織設計如圖7所示。

3.2 簡潔模式工藝設計

基于簡潔模式工藝處理方式，意匠按表經表緯進行設計，紋針數為2 320，紋格數為160。

投梭按梭位方式進行設計，二重緯換道加拋花都投到相應梭位上。緯紗順序依次為淺米黃、黃、綠、咖、橙5色。

組織設計，分別對每個顏色塊設計合成組織。因織物組織結構為二重緯加一梭拋花，故組織結構按二重經三重緯進行設計。簡潔模式中的組織行與梭位一一對應，對于梭位上是空梭的情況，簡潔模式處理紋板時，該位置會自動跳過。意匠顏色的簡潔模式組織設計如圖8所示。

3.3 簡潔模式與常規工藝比較

通過實例可看出，簡潔模式在紋織工藝處理過程中，合理地將復雜組織的紋織工藝設計進行簡化。實例中的織物是二重經二重緯加拋花的復雜組織結構，但其紋織工藝設計中每個意匠圖色塊的合成組織并不復雜，且通過分解方式可非常明確地顯示每個色塊的組織結構。簡潔模式的紋織處理工藝，只需要設計6個結構簡單的合成組織，明顯優于需要設計60個組織的常規“重疊”紋織工藝。尤其當織物經重數、緯重數和意匠圖顏色數增加時，“重疊”紋織工藝需要設計的組織也會成倍的增加，從而使組織工藝設計非常復雜。織物越復雜，簡潔模式優勢越明顯，設計思路、設計流程會更加清晰簡單，也相應地減少了工藝設計過程中的錯誤率，大大提高了整體工藝設計水平。

4 結 論

簡潔模式優化了多經多緯織物的紋織工藝設計過程。簡潔模式中組織只與梭位相關聯，簡化了紋織意匠圖顏色與組織的對應關系，優化了組織設計過程。在具體意匠圖工藝設計階段，采用合成組織，由1色對多個組織簡化為1色對1個合成組織，使檢查組織結構的搭配更容易并大幅減少出錯率；在投梭區按梭位進行投梭，使設計更清晰，且使后期的工藝檢查更方便直觀。總之，簡潔模式加強了紋織工藝設計的科學性、準確性，特別是為多經多緯復雜提花織物的設計提供了更合理有效的工藝處理方式。