Автоматизированное проектирование крупноузорчатых рисунков мебельных тканей

Н . С . Акиндинова , Г . В . Казарновская , Д . А . Иваненков

В настоящее время мебельные предприятия РБ отдают предпочтение импортным полиэфирным флокированным тканям, имеющим ряд эксплуатационных недостатков, а также жаккардовым крупноузорчатым тканям сложных структур с рельефной фактурой поверхности и бархатистым грифом. Поэтому актуальной научной и практической задачей текстильной отрасли промышленности, в соответствии с программой импортозамещения является разработка ассортимента мебельных тканей, использование нового ткацкого оборудования отечественных предприятий, а также сокращение сроков внедрения в производство. Целью научно-исследовательской работы, которая проводилась в условиях РУПТП «Оршанский льнокомбинат», является автоматизация процессов проектирования новых современных структур мебельных тканей, способных конкурировать с зарубежными аналогами по художественно-колористическому оформлению и качеству.

На предприятии установлены ткацкие станки СТБ с электронной зевообразовательной кареткой КРУ-20Э, требующие разработки нового ассортимента. Ввод переплетения для выработки на этих станках сопряжён со значительными временными затратами. Дессинатору необходимо выполнить ряд ручных действий:

• 1)    свести раппорт переплетения к рядовой проборке;

• 2)    переписать раппорт справа налево в виде нулей и единиц;

• 3)    получить матрицу из двоичных чисел для перевода в шестнадцатеричные;

• 4)    заменить каждую группу шестнадцатеричным знаком из специальной таблицы.

Выполнение данных операций даже на малых раппортах требует большого количества времени, а также увеличивает вероятность ошибки при переносе переплетения на ткацкий станок. С целью увеличения скорости разработки новых рисунков переплетений, облегчения труда дессинатора и снижения количества ошибок в среде «DELPHI» был разработан программный продукт для автоматической кодировки ткацких переплетений в формат, используемый в электронной каретке КРУ-20Э.

Электронная каретка КРУ-20Э рассчитана на использование 20 ремизных рам. Первые и последние две ремизки предназначены для кодирования кромок, которое производится отдельно. Если ремизки с 3 по 6 не используются, то они кодируются по основным перекрытиям. Оставшиеся неиспользуемые ремизки кодируются по полотняному переплетению. Например, рисунок переплетения для саржи 1/3 будет иметь вид, представленный на рисунке 1.

Для кодировки каждой части переплетения необходимо заменить уточные перекрытия символом «1», а основные – «0», получив матрицу переплетения, каждая строка которой переписывается справа налево, начиная с первой уточной нити, а нумерация уточных прокидок (строк) осуществляется сверху вниз.

Для дальнейшей кодировки рисунка переплетения двоичные знаки каждой строки полученной матрицы необходимо перевести в шестнадцатеричную систему счисления. Для этого строка делится на группы по 4 двоичных знака. Каждая группа заменяется шестнадцатеричным знаком (кодом), выбираемым из таблицы 1. В

последующего кодирования

Рисунок 1 – Преобразованный рисунок переплетения саржа 1/3 для

Таблица 1  – Таблица преобразования групп двоичных знаков в шестнадцатеричные

Группа	Код	Группа	Код	Группа	Код	Группа	Код
0 0 0 0	0	0 1 0 0	4	1 0 0 0	8	1 1 0 0	C
0 0 0 1	1	0 1 0 1	5	1 0 0 1	9	1 1 0 1	D
0 0 1 0	2	0 1 1 0	6	1 0 1 0	A	1 1 1 0	E
0 0 1 1	3	0 1 1 1	7	1 0 1 1	B	1 1 1 1	F

По техническим требованиям закодированная в соответствии с данным алгоритмом матрица имеет вид таблицы, в конце которой повторяется её первая строка.

Разработанный продукт позволяет дессинатору кодировать переплетения различных раппортов и получать построчно готовый код переплетения в виде цифр и букв, которые в дальнейшем вводятся в постоянное запоминающее устройство электронной каретки в виде таблицы с определённым количеством строк, соответствующих количеству уточных прокидок каждой из частей переплетения. Рисунок переплетения может иметь довольно большое число уточных нитей, одинаковые части в рисунке могут повторяться несколько раз. Эти части оформляются и кодируются в виде отдельных таблиц, количество повторов каждой таблицы задаётся отдельно в соответствующую этой таблице позицию.

После ввода дессинатором рисунка переплетения в диалоговое окно разработанной программы и вызова пункта меню «Кодировка» в правой части программы появляется закодированная запись, которую затем необходимо ввести в постоянное запоминающее устройство электронной каретки КРУ-20Э.

Ранее для расширения ассортимента мебельных тканей РУПТП «Оршанский льнокомбинат» была разработана и внедрена в производство новая структура мебельной жаккардовой ткани с рельефной фактурой поверхности обр.1020 рисунок «Клетка», общие требования к которой установлены Техническим описанием РБ 300051814.39. (ГОСТ 24220 – 80). В качестве основных нитей использована крашеная хлопчатобумажная пряжа линейной плотности 25текс×2, уточных – нити хлопкополиэфирные комбинированные фасонно-петельные линейной плотности 160 текс и 250 текс. Поверхностная плотность готовой ткани составляет 530 г/м2, плотность готовой ткани по основе – 337 нит/10 см, по утку – 172 нит/10 см. Для производства ткани использован станок СТБ-4-180 с жаккардовой машиной Z-344. Проборка аркатных шнуров в кассейную доску сводная двухчастная. Рисунок жаккардовой ткани выполнен в виде рельефной цветной клетки, которая образуется за счёт сочетания цветных нитей основы верхнего и нижнего свода с цветными нитями утка.

Хлопкополиэфирная комбинированная фасонно-петельная нить, присутствуя на лицевой стороне ткани, создаёт объём и приятный бархатистый гриф. Переплетения, имитирующие флокированную фактуру поверхности, построены на базе репсовых переплетений и гобеленовых, повёрнутых на 90º [1] (рисунок 2 а, б), таким образом, что нити основы, не принимающие участия в формировании верхнего слоя ткани, как бы выталкивают уточные настилы на лицевую поверхность, образуя плоский нижний слой. Нити основы, создавая оттенок, собирают фасонно-петельную уточную пряжу двух видов в пучки по четыре нити в каждом, что усиливает эффект выпуклой поверхности и позволяет избежать влияния участков с неравномерным распределением петли фасонно-петельной пряжи на качество мебельной ткани. Для придания поверхности ткани эффекта вдавленной клетки используются переплетения, построенные на базе рубчиковых переплетений и основного гобелена (рисунок 2 в, г, д). Нижний слой ткани, выработанный данными переплетениями, создаётся основными нитями, не принимающими участия в формировании верхнего слоя, которые переплетаются с фасонными нитями утка по полотняному переплетению, а верхний слой формируется основными настилами, переплетающимися с нижним полотняным слоем по мотиву поперечного рубчика.

Рисунок 2 – Модельные переплетения

Комплекс экспериментальных исследований физико-механических и потребительских свойств ткани показал соответствие показателей требованиям ГОСТ 24220 – 80 «Ткани мебельные. Общие технические условия» (таблица 2).

Таблица 2 – Основные параметры строения, показатели физико-механических и потребительских свойств разработанной ткани

Показатель	Нормативная документация, регламентирующая требования к методике испытания	Значение
Ширина готовой ткани, см	ГОСТ 3811 – 72	154,2
Поверхностная плотность ткани, г/м2	ГОСТ 3811 – 72	536,0
Плотность нитей по основе, нит/10 см	ГОСТ 3812 – 72	338
Плотность нитей по утку, нит/10 см	ГОСТ 3812 – 72	172
Уработка нитей основы, %	ГОСТ 3811 – 72	10,7
Уработка нитей утка, %	ГОСТ 3811 – 72	5,1
Разрывная нагрузка полоски 50х200 мм ткани по основе, Н	ГОСТ 3813 – 72	744,8
Разрывная нагрузка полоски 50х200 мм ткани по утку, Н	ГОСТ 3813 – 72	891,8
Стойкость ткани к истиранию, цикл	ГОСТ 9913 – 85	7800
Устойчивость окраски к сухому трению, балл	ГОСТ 9733.27 – 83	5
Устойчивость окраски к органическим растворителям, балл	ГОСТ 9733.13 – 83	5

Благодаря использованию натуральных волокон ткань обладает высокими гигиеническими свойствами.

Предложено разработать технологию выработки мебельной ткани обр. 1020 рисунок «Клетка» на ткацких станках СТБ с электронной кареткой КРУ-20Э с помощью разработанного нового программного продукта для кодировки рисунков. Они позволяют вырабатывать ткани с раппортом узора по утку до 1500 нитей, могут иметь до 20 ремиз в заправке и более высокую частоту вращения главного вала, по сравнению с ткацкими станками СТБ с жаккардовой машиной Z-344. Учитывая то, что максимальное количество ремиз в заправке, определяющих количество разно переплетающихся нитей по основе гораздо меньше количества крючков жаккардовой машины, возникла необходимость преобразования рисунка переплетения без ущерба для структуры и рисунка ткани. Для этого рисунок переплетения жаккардовой ткани, имеющей раппорт узора по основе 256 нитей, с учётом числа повторений каждой части базовых раппортов по основе и по утку был приведён к сокращённому виду заправочного рисунка ремизной ткани. Фрагмент заправочного рисунка представлен на рисунке 3.

Общий раппорт полученного переплетения по основе составил 196 нитей, по утку – 350 нитей при 18 ремизках в заправке ткацкого станка. Использована проборка нитей в ремиз по рисунку таким образом, что наиболее нагруженные ремизки находятся со стороны грудницы для удобства ткача. Проблема образования закладной кромки была решена за счёт проборки кромочных нитей в ремизки фона, краевые нити кромки пробраны в отдельные ремизные рамы, расположенные со стороны грудницы в соответствии с особенностями кодировки переплетения кромочных нитей для каретки КРУ-20Э, и переплетаются по полотняному переплетению.

Рисунок 3 – Фрагмент сокращённого заправочного рисунка ремизной крупноузорчатой ткани

Из сокращённого рисунка переплетения мебельной ткани (рисунок 3) исключены одинаково переплетающиеся нити основы с целью получения промежуточного технического рисунка переплетения, сведённого к рядовой проборке, который необходим для кодировки с помощью разработанного программного продукта. На рисунке 4 представлен снимок экрана с открытым окном разработанной программы.

В левой части окна изображён фрагмент преобразованного технического рисунка переплетения, сведённого к рядовой проборке, в правой – закодированный код этого фрагмента переплетения. Полученный код далее переносится в постоянное запоминающее устройство каретки. При необходимости повторов частей раппорта каждая часть кодируется отдельной таблицей, число повторов таблиц так же кодируется и записывается в соответствующее поле постоянного запоминающего устройства каретки.

Автоматизация процесса проектирования мебельной ткани обр.1020 рисунок «Клетка» с использованием хлопкополиэфирной комбинированной фасоннопетельной пряжи линейной плотности 160 текс и 250 текс позволила существенно сократить время, необходимое на кодировку рисунка переплетения. Ткань внедрена в производство и отмечена на художественно-техническом совете текстильной отрасли промышленности.

Рисунок 4 – Снимок рабочей области разработанного программного продукта

Таким образом, разработанный новый программный продукт позволяет исключить ручной труд из процесса подготовки сложных рисунков к производству, а предложенная технология ремизного исполнения разработанных крупноузорчатых мебельных тканей сложных структур позволяет снизить энергоёмкость выпускаемой продукции, повысить производительность ткацкого оборудования и расширить ассортимент конкурентоспособных импортозамещающих мебельных тканей отечественного производства.