针织大圆机花型制版CAD软件设计与研究

摘 要：针织面料花型图案CAD软件是针织纺机控制系统的花型设计与处理部分，花型设计工程师在普通计算机上完成产品花型的图案设计，为花型控制系统提供编织控制数据。项目的研究成果可通过升级动态连接库等扩充纺机机型，具有较高的应用与推广价值。

关键词：花型制版；针织圆机；CAD软件

引言

现有的国产针织圆机一般都是利用机械控制实现圆机花型编织工艺，普遍存在更换品种不方便，设计周期长，控制复杂等缺点。计算机辅助设计和辅助制造（CAD/CAM）的在圆机产品生产中的应用方面水平不足，已成为许多国内圆机生产企业继续发展的“短板”。圆机计算机辅助花型设计系统作为其中的重要一环，其重要性尤为突出。一个好的圆机花型设计系统，一方面可以使针纺企业在生产活动中，减少从设计、上机生产、成品各环节中的损耗，另一方面可开发出各种花式、功能型、高科技合适型的针织面料来。从圆机生产企业的角度来说，为自已生产的圆机配置一个量身定制的、高效的、界面友好的、功能丰富的、易学易用的计算機辅助花型设计系统，是在市场同类产品的竞争中创品牌、立口碑，最大化经济效益的“杀手锏”。

织面料花型图案CAD软件设计正是基于这一背景下提出，研究工作旨在开发一套适用于针织纬编大圆机、针织横机、针织袜机等针纺织机械的针织面料花型图案CAD软件。该软件集花型图案设计、纺机功能设置、图像解析等功能于一体并具有独立知识产权。

1 花型制版软件功能分析

针织面料花型图案CAD软件主要负责为花型设计工艺师提供花型图案设计平台并可将所设计的图像转变为图像文件数据，经自动算法处理或手动设置后，把图像文件数据转变为针织纺机控制所需要的控制数据，即程序动作指令，图像款式指令。前者包括：织造时各路纱嘴的动作、各路三角与选针器的动作（电机、气阀），横密与纵密的控制等；后者指明花型图案、款式尺寸等。制版软件的数据流图如图1所示。

鉴于上述设计目标要求，针织面料花型图案CAD软件功能包括花型图案创建子系统和工艺设置子系统两大部分，另外还需要包含软件升级管理等特色模块。其中花型图案创建子系统主要完成使制版工艺设计师与计算机互动，使花型设计师可以通过图像输入、手工绘制等手段完成花型输入，并可进行简单图形元素的绘制、剪切、复制、旋转、镜像等编辑工作，从而生成花型图案文件。而工艺设置子系统需要按特定针织纺机的运转机构提供工艺参数设定功能。针织面料花型图案CAD软件基本功能需求列表如表1所示。

2 花型软件的设计框架

通过以上对针织面料花型图案CAD软件的分析可知，整个系统功能繁杂，并且各功能模块的功能可能需要随时间的推延进行升级，因此在软件设计时将按软件模块可扩充的原则，将各模块按面向对象的方法进行设计，并以动态链接库dll的形式进行软件集成，从而实现模块的按需调入和更新，大大降低了各模块之间的耦合度。

3 软件主要模块的设计

3.1 花型图案创建子系统设计

花型图案创建子系统由绘图类库和绘图引擎构成。根据面向对象的思想，对绘图所需的各种图形元素如直线、矩形、圆等进行抽象，按C++的继承特性将共同的属性像线条颜色、粗细、背景色等和操作方法如剪切、复制、旋转、镜像等集合于父类，其中部分方法如旋转、镜像等。将元素特定的属性与方法置于子类实现，从而构建出相关的类层次。为了充分表达花型中织法、提花组织、嵌花组织、动作信息条等信息，将采用分图层设计的思想，引入四种画布分别表示以上信息，在每种画布中同一颜色所代表的语义是相互独立的，各种画布中信息按位图像素的行列坐标进行关联。绘图引擎的作用是选择画布在合适的时机对这些类的方法进行调用，并实现相关图形元素在界面上的缩放、刷新等显示，为了避免刷新时的闪烁，将采用双缓冲技术。

3.2 工艺设置子系统

工艺设置子系统是接受用户对设计花型的参数设定，配合各类针织纺机的工艺要求，对花型图案创建子系统生成的图像文件进行工艺设置。

3.3 可扩展模块接口

为便于适用针织产品类型扩充、特色功能模块升级，预留可扩充接口，以降低产品维护和升级费用。

3.4 花型编译子系统的研究

按特定圆机的运转机构提供工艺参数设定功能，并可据此编译花型创造子系统完成的花型图案文件，检查设计错误，最终生成织机控制器所需的。

4 结束语

针织面料花型图案CAD软件是针织纺机控制系统的花型设计与处理部分，花型设计工程师在普通计算机上完成产品花型的图案设计，为花型控制系统提供编织控制数据。项目的研究成果可通过升级动态连接库等扩充纺机机型，具有较高的应用与推广价值。

参考文献

[1]夏风林，陈展云.针织机械的发展方向[J].针织技术，2005（8）.

[2]陈革，孙志宏，陈明.圆纬机电子提花控制系统的研究与实现[J].中国纺织大学学报，1999（25）.

[3]罗建民，吕述钢，等.提花圆机微控制系统的研究[J].计算机应用，2002（10）.

[4]汤友章，许文新.毛卷圆纬机毛圈提花数字系统[J].纺织机械，2003（5）.

[5]汤友章，张琦.针织圆机电脑提花控制器[J].纺织机械，2005（3）.

作者简介：金永敏，工学硕士，讲师。