第八章橫編針織物CAD系統(tǒng)

1、第八章 橫編針織物CAD系統(tǒng),8.1 橫編針織物CAD的應(yīng)用 與發(fā)展 8.1.1 橫編針織物CAD的應(yīng)用現(xiàn)狀 8.1.2 橫編針織物CAD發(fā)展趨勢 8.2 橫編針織物CAD系統(tǒng)的組成與功能 8.2.1 款式設(shè)計模塊 8.2.2 工藝設(shè)計模塊 8.2.3 花型設(shè)計模塊 8.2.4 效果圖顯示（仿真）模塊 8.2.5 產(chǎn)品用料與耗時統(tǒng)計模塊,8.2.6 系統(tǒng)的其它模塊 8.3 橫編花型設(shè)計CAD系統(tǒng) 8.3.1 橫編針織物CAD系統(tǒng) 的花型設(shè)計 8.3.2電腦橫機(jī)花型準(zhǔn)備系統(tǒng)舉例 8.4.1 橫編工藝設(shè)計CAD原理 8.4.2橫編工藝設(shè)計CAD的使用 8.4 橫編工藝設(shè)計CAD及原理,8.1 橫編

2、針織物CAD的應(yīng)用與發(fā)展,橫編針織物是一種成形產(chǎn)品，在編織過程中通過工藝控制，就形成了其款式和規(guī)格所要求的花型結(jié)構(gòu)和成型尺寸的衣片。傳統(tǒng)的針織花型結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟： 按照一定的要求在意匠紙上畫出某種圖案； 按照生產(chǎn)的工藝要求，依照圖樣，經(jīng)手工描繪成組織意匠圖； 生產(chǎn)織成帶有圖案的織物。 在產(chǎn)品工藝設(shè)計過程中，一般都是利用經(jīng)驗公式通過繁瑣的計算，制訂出某一特定款式和規(guī)格品種的生產(chǎn)工藝單。其中包括規(guī)格尺寸的查找和各部分?jǐn)?shù)據(jù)(如針數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)以及收放針數(shù)等)的計算。,8.1.1 橫編針織物CAD的應(yīng)用現(xiàn)狀 目前較為成熟的橫編針織物CAD系統(tǒng)主要有德國Stoll公司為其CMS系列電腦橫機(jī)開發(fā)的S1花型準(zhǔn)備系統(tǒng)

3、、日本島精（SHIMA SEIKI）公司為其SES系列電腦橫機(jī)開發(fā)的Super Micro SDS花型準(zhǔn)備系統(tǒng)等，這二套花型準(zhǔn)備系統(tǒng)生成的程序只適用于其配套的機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)。 一些靈活的CAD系統(tǒng)可設(shè)計花型、模擬織物效果，并產(chǎn)生適合多種類型的機(jī)器的控制程序，如Minima System、Easy Tex和Mode Vision等。 此外，還有一些純設(shè)計類CAD系統(tǒng)，其中較為著名的是香港澎馬電腦的Prima Vision設(shè)計軟件。,國內(nèi)外主要的橫編針織物CAD的特點是： 速度快、效率高、準(zhǔn)確性好 改善了存儲、查詢條件 系統(tǒng)靈活 具有良好的人機(jī)界面 逼真的模擬顯示； 提高了花型處理速度 縮短了生產(chǎn)周

4、期 節(jié)省了勞動力，減輕了勞動強(qiáng)度,8.1.2 橫編針織物CAD發(fā)展趨勢 (1)設(shè)計智能化：汲取優(yōu)秀設(shè)計師的經(jīng)驗和智慧，使整個設(shè)計過程變得更智能化，賦予CAD系統(tǒng)更多的思維與判斷能力，如花型圖案、款式圖案的智能設(shè)計、自動檢測與糾錯(如撞針、導(dǎo)紗嘴位置不對等)能力等； (2)三維模擬：包括針織線圈結(jié)構(gòu)、橫編產(chǎn)品款式造型和穿著效果的逼真三維模擬，是展現(xiàn)與檢驗設(shè)計效果的有效方式，并能有的放矢地進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)，降低試樣成本。 (3)用戶友好性：語言不應(yīng)該成為使用CAD產(chǎn)品的障礙，采用用戶熟悉的操作界面將使用戶更感親切； (4)設(shè)計制造一體化：現(xiàn)許多橫編針織物CAD系統(tǒng)(特別是純設(shè)計類軟件)只能利用顯示或打

5、印等方式來輸出其工藝單設(shè)計，事實上只是減輕工藝設(shè)計人員的繁瑣計算工作。優(yōu)秀的CAD系統(tǒng)應(yīng)能與相應(yīng)的CAM系統(tǒng)聯(lián)接，實現(xiàn)設(shè)計、制造的一體化； (5)系統(tǒng)集成：用戶希望CAD軟件能提供更多的功能，如生產(chǎn)工藝資料庫、數(shù)字檔案、倉庫庫存控制、顏色量度、成本估算及一般業(yè)務(wù)等，最終實現(xiàn)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM，甚至企業(yè)資源管理ERP的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，從而建立起一個在數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集與加工、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化及CAM基礎(chǔ)上的集成系統(tǒng)。,8.2橫編針織物CAD系統(tǒng)的組成與功能,一般的橫編針織物CAD系統(tǒng)基本功能包括： 款式設(shè)計 花型設(shè)計 工藝設(shè)計 效果圖顯示(仿真) 此外，還利用計算機(jī)信息處理功能，使系統(tǒng)具有一些其他的

6、功能模塊： 產(chǎn)品用料與耗時統(tǒng)計 文件數(shù)據(jù)管理 模擬編織與自動查錯功能 幫助系統(tǒng),8.2.1 款式設(shè)計模塊 款式選擇與確定 利用輔助工具設(shè)計新款式 成品尺寸的輸入和修改 設(shè)計款式效果圖顯示,8.2.2 工藝設(shè)計模塊 基本工藝參數(shù)設(shè)置 衣片成形工藝計算 衣片上機(jī)工藝圖與工藝單 上機(jī)工藝單顯示與打印,8.2.3 花型設(shè)計模塊 花型意匠圖的確定 配色設(shè)計與色紗的選取 衣片花型設(shè)計 衣片設(shè)計效果顯示,8.2.4 效果圖顯示（仿真）模塊 衣片的二維模擬 整件產(chǎn)品的二維模擬 整件產(chǎn)品的三位模擬,8.2.5 產(chǎn)品用料與耗時統(tǒng)計模塊 原料耗用量統(tǒng)計 配掛附件統(tǒng)計 單件生產(chǎn)耗時統(tǒng)計,文件管理 模擬編織 上網(wǎng)郵件傳

7、送 聯(lián)機(jī)幫助,8.2.6 系統(tǒng)的其它模塊,8.3 橫編花型設(shè)計CAD系統(tǒng),8.3.1 橫編針織物CAD系統(tǒng)的花型設(shè)計 8.3.1.1花型設(shè)計的一般步驟 輸入基本的參數(shù)如機(jī)型、機(jī)號、花型的寬度和高度等； 在一個給定的繪圖區(qū)域（意匠圖）上進(jìn)行花型的編輯或設(shè)計； 根據(jù)意匠圖選擇編織針法； 通過參數(shù)的輸入生成一定形狀的衣片，或是繪制衣片的輪廓，通過計算來獲得相應(yīng)的編織工藝，并由此生成生產(chǎn)工藝單； 編織工藝自動檢查，修改設(shè)計錯誤； 通過仿真模擬出織物或衣片的真實效果；,8.3.1.2 橫編產(chǎn)品提花設(shè)計 初始參數(shù)設(shè)置,花型的繪制 根據(jù)初始設(shè)置的花型大小，即針數(shù)和行數(shù)，在繪圖區(qū)生成意匠圖或是編織圖，意匠圖中

8、的每個意匠格表示一個線圈。意匠格上進(jìn)行花型圖案的編輯和設(shè)計方法有三種： 用不同的顏色通過輔助的一些繪圖和圖形編輯工具進(jìn)行圖形的設(shè)計（不同顏色代表不同的紗嘴）； 有的CAD系統(tǒng)提供圖形元素庫，可以直接調(diào)用并進(jìn)行編輯、組合和拼接，形成所需要的花型圖案； 由其它圖形設(shè)計軟件制作或是圖像掃描后可得到符合系統(tǒng)指定格式的圖形文件，打開后經(jīng)過圖像調(diào)整、分色、歸色、意匠編輯等處理后，可以轉(zhuǎn)換成橫編提花花型。,圖8-3： 在編織圖（左）或意匠圖（右）上進(jìn)行花型設(shè)計,模擬編織測試與修改 系統(tǒng)顯示各種信息如編織系統(tǒng)的使用情況，機(jī)頭方向及線圈的形成過程和移圈情況，并對花型錯誤和不合理之處進(jìn)行提示。根據(jù)錯誤信息對花型進(jìn)

9、行修改，直到模擬編織檢測無誤，這樣花型設(shè)計完成。系統(tǒng)自動生成編織和控制程序。 上機(jī)參數(shù)的設(shè)置 設(shè)定電腦橫機(jī)的牽拉值、并設(shè)定不同部位的織物密度。,先確定一個花型文件，設(shè)定其花寬和花高以及機(jī)型等基 本參數(shù)，隨后的設(shè)計一般有三種方式： （1）設(shè)置織物的基本組織，然后在織物仿真視圖（線圈結(jié)構(gòu)模擬圖）中，從系統(tǒng)給的基礎(chǔ)組織中選擇需要的織物結(jié)構(gòu)，并在織物相應(yīng)的位置上插入，通過各種基礎(chǔ)組織的組合、重復(fù)，可以設(shè)計出較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)花型，這樣的操作非常直觀和簡單。,8.3.1.3 結(jié)構(gòu)花型設(shè)計,（2）在織物意匠圖設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)提供的針法，給每個意匠格（即每個線圈）選擇針法的種類，可在意匠圖上進(jìn)行織物組織的

10、設(shè)計與編輯，然后到織物仿真圖上觀察設(shè)計的效果?；氐揭饨硤D上進(jìn)行針法的修改。,圖8-5 在意匠圖中進(jìn)行針法的設(shè)計,（3）有些軟件提供讓設(shè)計者自行開發(fā)組織結(jié)構(gòu)的功能，在建立花型文件后，設(shè)計者可以插入各種命令行來制作結(jié)構(gòu)花型或是通過軟件自帶的編程語言進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)的二次開發(fā)。這種方式對設(shè)計者的要求比較高，但一旦掌握了設(shè)計方法，花型的設(shè)計將不會受到軟件提供的組織結(jié)構(gòu)的限制，能設(shè)計出較為新穎的結(jié)構(gòu)。,該部分可實現(xiàn)橫編產(chǎn)品衣片和衣物的二維模擬，可進(jìn)行平針、羅紋和絞花等組織的模擬顯示。所用的線圈模型圖是將實際的線圈掃描得到的圖像經(jīng)灰度處理后得到的，可以較逼真的顯示出橫編產(chǎn)品的實際效果。另外還可以通過三維處理，

11、在人體上顯示出設(shè)計的花型效果。,8.3.1.4仿真效果,8.3.2電腦橫機(jī)花型準(zhǔn)備系統(tǒng)舉例,一般的橫編針織物花型設(shè)計系統(tǒng)比較注重于織物花型和外觀效果的仿真，不涉及機(jī)器編織方面的內(nèi)容，因此，查看設(shè)計效果比較方便，但設(shè)計數(shù)據(jù)不能直接用于生產(chǎn)。 理想的橫編CAD/CAM系統(tǒng)將所有與編織有關(guān)的數(shù)據(jù)如：機(jī)頭往復(fù)橫移與變速、變動程、選針、三角變換、密度調(diào)節(jié)、導(dǎo)紗器變換、針床橫移、牽拉速度調(diào)整等）通過預(yù)先編制的程序進(jìn)行設(shè)置，并通過電腦控制器向各執(zhí)行元件（伺服電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)、電子選針器、電磁鐵等）發(fā)出動作信號，去驅(qū)動有關(guān)機(jī)構(gòu)與機(jī)件來實現(xiàn)。,8.3.2.1 Stoll公司的花型準(zhǔn)備系統(tǒng),目前STOLL公司主

12、要有三套花型準(zhǔn)備系統(tǒng)： SIRIX花型準(zhǔn)備系統(tǒng) 基于UNIX操作系統(tǒng)。通過點擊圖標(biāo)和窗口進(jìn)行操作。它通過設(shè)定賈卡顏色和SINTRAL語言來完成花型的編輯。 M1花型準(zhǔn)備系統(tǒng) M1提供了大量基本花型和包羅萬象的編織模塊,可以隨意選擇基本花型，把它們放在一起來生成新的花型和效果。 M1會添加各種指令，生成編織程序。使用者不必去了解橫機(jī)是怎樣工作，花型是怎樣被編織的。 S1花型準(zhǔn)備系統(tǒng) S1可以完成除“織可穿”以外的各類花型設(shè)計。它的特點在于人們可以在同一窗口下對多個花型，多個參數(shù)進(jìn)行修改，直觀性，易用性得到更大的發(fā)揮。再加上基于Windows XP操作系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，使用戶能更輕松的駕馭這個系統(tǒng)。

13、,第一步：新建一文件 在Model一欄選擇機(jī)型、機(jī)號； 在needles and rows欄設(shè)置花型大?。?在 base knit下拉選擇框中選擇編織主體部分（body）的基礎(chǔ)組織； 選擇在花型兩側(cè)加入命令條； insert rib：即插入起頭。 花型種類的選擇，一般采用標(biāo)準(zhǔn)花型,第二步：在跳出的“選擇羅紋起頭”窗口中選擇所需的起頭方式。,圖： 選擇羅紋起頭窗口,第三步：進(jìn)入主窗口，在繪圖區(qū)開始設(shè)計花型。,第四步：進(jìn)行機(jī)械參數(shù)的設(shè)置,第五步：顯示編織時所需的紗嘴,第六步：可視化編織測試 此窗口可以顯示各種信息如編織系統(tǒng)的使用情況，機(jī)頭方向及線圈的形成過程和移圈情況。點擊某個地方，繪圖區(qū)會自動顯

14、示相應(yīng)部分。在visualize test窗口中可以直觀的看到整個編織過程。并且會在窗口上方對花型錯誤和不合理之處進(jìn)行顯示。,第七步：visualize test窗口無錯誤顯示則點擊confirm ，會跳出如下窗口，再點擊右上方的按鈕以生成花型和 sintral語言。,第八步：sintral語言的檢測,第九步：仿真,8.3.2.2 島精公司的花型準(zhǔn)備系統(tǒng),島精MICRO SDS是當(dāng)代較先進(jìn)的橫機(jī)電腦程序設(shè)計系統(tǒng)彩色顯示器屏幕、繪圖板、電子筆、磁盤控制器與中央處理機(jī)之間采用無線連接方式，操作十分方便。電子筆尖在繪圖板上游動時，屏幕上便顯示出游標(biāo)點及縱橫兩條相交了游標(biāo)點的游動直線，游標(biāo)點在相應(yīng)指令

15、窗口停留并輕撳一下，該指令即被輸入。,SDS系列的CAD系統(tǒng)的主要功能 島精SDS系列的CAD系統(tǒng)的功能模塊如圖8-19所示：,8.4 橫編工藝設(shè)計CAD及原理,橫編工藝設(shè)計CAD系統(tǒng)一般是為方便手搖橫機(jī)的生產(chǎn)而開發(fā)的，產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)和提花能力較為簡單，重點放在款式設(shè)計和工藝單設(shè)計上。,8.4.1 橫編工藝設(shè)計CAD原理 8.4.1.1款式設(shè)計 橫編工藝設(shè)計CAD系統(tǒng)的款式設(shè)計是應(yīng)用計算機(jī)圖形學(xué)的原理，將傳統(tǒng)的款式設(shè)計方法和計算機(jī)圖形顯示的直觀性結(jié)合起來，借助圖形等工具直觀地將設(shè)計人員的創(chuàng)造性成果表現(xiàn)出來，并且在系統(tǒng)中融入一些計算機(jī)智能化的設(shè)計方法協(xié)助設(shè)計。 一件毛衫大致由領(lǐng)、袖、身等幾大部分

16、組成，在橫編工藝設(shè)計CAD的款式設(shè)計中，通常采用將大量的領(lǐng)型、袖型、身型作為款式設(shè)計的基本繪圖圖素存入系統(tǒng)中，在設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計時根據(jù)需要隨時調(diào)用這些繪圖圖素排列組合，設(shè)計出滿意的款式。,在款式設(shè)計中CAD系統(tǒng)應(yīng)方便設(shè)計人員，靈活巧妙地運(yùn)用這些基本繪圖圖素，設(shè)計出令人滿意的產(chǎn)品款式。任何一個領(lǐng)型、袖型和身型都是由直線、曲線和連接點組成的，各個款式就是通過各圖素的連接點銜接而形成的，因而連接點位置的確定對款式的形態(tài)設(shè)計至關(guān)重要。,圖8-21 橫編針織物CAD款式設(shè)計工作流程圖,在CAD系統(tǒng)中對圖素組合的處理通常有兩種實現(xiàn) 方式： 將不同的領(lǐng)型、袖型和身型等基本圖形分解為各種不同的直線、曲線，可通

17、過一定的規(guī)律，在各個圖素中設(shè)定若干個定位點，并逐一給出一個順序號。相應(yīng)的子程序則依據(jù)這些定位點的坐標(biāo)，把圖形畫出。 對連接點的處理具有一定的智能化，即在對基本圖素的組合時采用自動吸附的方法。,8.4.1.2 工藝設(shè)計,在橫編針織物CAD系統(tǒng)中，全成形衣片上機(jī)工藝單的設(shè)計一般有三種實現(xiàn)方式。 (1)從衣片圖庫中選用適當(dāng)?shù)耐庑螆D片。 在系統(tǒng)中一般保存許多基本款式的成形衣片圖形，設(shè)計時可從衣片庫中先選擇一個基本衣片外形，系統(tǒng)根據(jù)輸入的參數(shù)設(shè)置值，自動調(diào)用一些從實際生產(chǎn)中總結(jié)出來的經(jīng)驗計算公式，對衣片各部分的針數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)以及各處的收、放針參數(shù)進(jìn)行計算。 這種方式在以工藝設(shè)計為主的橫編針織物CAD系統(tǒng)中應(yīng)

18、用較為廣泛。它要求系統(tǒng)中集成大量的款式類型及相對應(yīng)的衣片成形工藝計算公式。在使用時，設(shè)計人員應(yīng)正確地選擇所設(shè)計的橫編產(chǎn)品款式，以便系統(tǒng)能選用合適的工藝計算公式。,圖8-20:由衣片圖庫中選用圖片進(jìn)行上機(jī)工藝單設(shè)計,(2) 在衣片設(shè)計意匠圖上利用軟件提供的一些工具繪制衣片的形狀。 設(shè)計時，系統(tǒng)根據(jù)初始輸入的總針數(shù)、總轉(zhuǎn)數(shù)給出帶有網(wǎng)格線的意匠設(shè)計窗口，利用軟件提供的一些勾繪工具，畫出衣片的外形圖。根據(jù)所設(shè)定的比例和外形，由系統(tǒng)內(nèi)部坐標(biāo)解讀出衣片圖各工藝點的參數(shù)，再通過內(nèi)部的成形算法(收放針?biāo)惴?，完成衣片的整個工藝計算，并生成編織工藝。 這種方式更多地用于以花型設(shè)計為特色的橫編針織物CAD系統(tǒng)，這

19、樣在勾畫出衣片外形圖后，設(shè)計人員可以直接在意匠格中繼續(xù)進(jìn)行所需要的組織結(jié)構(gòu)花型或色彩花型的設(shè)計。,（3）將現(xiàn)成的工藝單直接輸入，由系統(tǒng)勾畫出相應(yīng)的衣片形狀和上機(jī)。 輸入時，按照衣片編織順序，將完整的工藝操作步驟逐步地輸入，如起針(針數(shù))、平搖(轉(zhuǎn)數(shù))、收針方式(轉(zhuǎn)數(shù)針數(shù)次數(shù))等等，根據(jù)這些參數(shù)，系統(tǒng)利用一定的方式可自動生成相應(yīng)的衣片形狀。 這種方式在系統(tǒng)的實現(xiàn)相對較為簡單，系統(tǒng)僅是按照固定的解讀方式逐步進(jìn)行繪圖，而將繁瑣的成形計算工作留給了設(shè)計人員，因而一般僅作為系統(tǒng)的一種附加功能，在一些特殊情況下加以調(diào)用，如新款式新工藝單的錄入等。,圖8-21 由已知工藝單進(jìn)行衣片圖繪制,8.4.1.3 系統(tǒng)的其它輔助功能 附件統(tǒng)計、輸出與打印、編輯與檢索、文件的管理、聯(lián)機(jī)幫助等。,8 .4.2橫編工藝設(shè)計CAD的使用,8.4.2.1 款式設(shè)計模塊,此模塊的主界面如圖所示。具有款式選擇并確定、輔助作圖、款式效果圖顯示、文件服務(wù)、打印等功能。 (1)款式確定及修改：點擊菜單條上的“款式確定”，將彈出對話框，可根據(jù)要求選擇套衫、開衫、褲子等大類，并確定設(shè)計款式的領(lǐng)型、肩型、身型等。也可以在已定款式的基礎(chǔ)上，通過改變基本構(gòu)件的選擇，而形成新款式； (2)款式效果圖顯示：在款式確定對話框中確定了領(lǐng)型、肩型、身