电脑横机花型准备系统的设计与实现

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2024年4月21日发(作者：)

武汉理工大学硕士学位论文

图４—１３控制器数据结构图

４．５．２控制器数据的存储

一、文件数据头的存储

文件数据头信息包括文件标志、文件版本号、机型种类、起针点、总针数、

织片宽度和高度。其中文件标志是本系统特有的，用于区别其它文件，只有文

件标志符合的文件才能在本系统中打开；文件版本号由当前系统的版本来决定，

方便以后扩展；织片宽度和织片高度，由用户在编译时设定；起针点即为第一

针起针的位置，总针数是织片的最大宽度。机型种类、起针点和总针数都由用

户在编译时设定。

二、工艺数据的存储

工艺数据都由“编织参数设定”中的各个表得来，编织参数设定窗体如图

４－１４所示。

“编织参数设定”页面设定的参数内容为：

（１）度目：共可设定６４组，每组分左、右行，在其中可设定系统１—４的

前后床度目值，亦可在“全”字段中直接输入数值，完成一组相同的数值。

（２）主轴速度（机头速度）：共可设定３２组，每组包括：速度（机头编织

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速度）、调整（机头回转曲线柔软度调整）、前置（纱嘴电磁铁至停放点之前提

前下降的距离）、回转（机头离开编织范围后，机头回转的距离）和轴延（机头

回转延伸）。

（３）摇床：共可设定３２组，每组可表示摇床针数和方向（左和右）、摇床

位（针对针１／２位、翻针位１／４位和强制归零位）、反振值和速度值。

（４）纱嘴停放点：共可设定６４个页次，每页可设定８个轨道上的３２个纱

嘴，每个纱嘴可设定左、右行停放在编辑边界的针数。

（５）沉降片：共有１个页次，可设定８组。每组分左、右行，可设定说明

和前、后床的值。

（６）节约：共可设定４８组，每组包括：起始指令语句、结束指令语句、

循环次数、是否屏蔽该组节约和节约结束。

（７）罗拉：共可设定３２组，每组包括：卷布、拉布和拉力。

（８）纱嘴位置初期设定：设定各个纱嘴的轨道。

图４—１４编织参数设定窗体

各组编织参数都定有自己的结构，这个结构包含一组信息，例如：主轴速

度数据的结构体定义如下：

ｓｔｒｕｃｔ

ＭＡＩＮＡＸＩＳＤＡＴＥ

｛

Ｂｙｔｅ

Ｂｙｔｅ

Ｂｙｔｅ

Ｒａｔｅ；／／速度

Ａｄｊｕｓｔ：／／调整

ＡｈｅａｄＶａｌｕｅ：／／前置量

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Ｂｙｔｅ

Ｂｙｔｅ

ｔｕｒｎＶａｌｕｅ；／／回转

ＡｘｉｓＥｘｔｅｎｄ；／／轴延

Ｂｙｔｅ

Ｒｅｓｅｒｖｅｄ

Ｅ４Ｊ；／／＇保留

｝；

ＭＡＩＮＡＸＩＳＤＡＴＥ

ＭａｉｎａｘｉｓＤａｔｅ［Ｍａｉｎａｘｉｓ＿ＮＵＭ］；

主轴速度数据共有３２组，因此定义一个３２维的数组ＭａｉｎａｘｉｓＤａｔｅ既可存储主

轴速度的所有数据。为了方便修改和以后的扩展，增加程序的通用性，在定义

各参数总组数时，采用宏定义，主轴速度总组数定义如下：

＃ｄｅｆｉｎｅＭａｉｎａｘｉ

ｓ—ＮＵＭ

３２

根据各参数的总组数和各组数据的结构体，就可计算出各数据存储的偏移

量，按照上面所列的数据结构存储顺序存储数据即可完成工艺数据的存储。

三、控制指令数据的存储

在生成程序指令时，程序指令的总行数已经确定，控制指令数据的总组数

和程序指令的总行数相等。由于各行程使用的系统数不一样，各系统使用的床

位数也不一样，为了节约空间，也为了方便查找，系统指令和床位指令的存储

都采用偏移量的方式，因此，各条控制器指令数据所占的空间大小为：

各条控制器指令数据大小＝控制指令数据头大小＋本行程使用的系统数×

系统指令大小＋本行程使用的床位数Ｘ床位指令大小

控制指令数据的总表如下表４－４所示，系统指令表如表４—５所示。

表４—４控制指令数据总表

地址

００００

０００１

０００２

０００３

０００４

０００５

０００６一０００７

内容

字节数

１

ｂｙｔｅ

１

ｂｙｔｅ

１

ｂｙｔｅ

１

ｂｙｔｅ

１

ｂｙｔｅ

１

ｂｙｔｅ

２

ｂｙｔｅｓ

４

ｂｙｔｅｓ

１

ｂｙｔｅ

１１

ｂｙｔｅｓ

主轴速度组号

罗拉组号

摇床组号

沉降片组号

度目组号

纱嘴停放点组号

本行程使用的系统数

系统指令ｏｆｆｓｅｔ

秽Ｌ头还明万同

保留

０００８—００１１

００１２

００１３——００２３

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表４－５系统指令表

００００

系统号

纱嘴号

１

ｂｙｔｅ

４

ｂｙｔｅｓ

２

ｂｙｔｅｓ

２

ｂｙｔｅｓ

７ｂｙｔｅｓ

２

ｂｙｔｅｓ

２

ｂｙｔｅｓ

１

ｂｙｔｅ

４

ｂｙｔｅｓ

７

ｂｙｔｅｓ

０００１一Ｏ００４

０００５——０００６

０００７——０００８

纱嘴指令

引塔夏纱嘴号

纱嘴停放位置

保留

０００９一００１５

００１６—００１７

００１８－－００１９

００２０

００２１一００２４

００２５一００３ｌ

本行程的起始针位

本行程的总针数Ｌ

本行程使用的床位数

床位编织指令ｏｆｆｓｅｔ

保留

编织指令

床位编织指令包括：床位号、编织动作和选针数据。系统指令中的数据信

息和主轴速度组号、罗拉组号、摇床组号等都是由“程序指令词法和语法分析”

得到的表４－３中得来。

４．６小结

本章首先将编织元件进行分类，并介绍了一些常见编织元件的工艺，按照

这个工艺要求和电脑横机的机械结构，确定花型图拆行顺序和各图层拆行的规

则，并建立合理的数据结构成功而高效的实现了花型图到意匠图的转换。同时，

研究设计了良好的程序指令语句模式，使用户能方便的读和写，通过对各行程

序指令进行语法和词法分析，生成控制器数据中的控制指令。控制器数据采用

偏移量的形式来存储，方便用户查找和添加数据并节约了存储空间。

５１

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第５章花型设计实例

本论文开发的电脑横机花型准备系统已投入实际应用中，用户利用该花型

准备系统可以很方便、灵活的设计各种织物，取得了令人满意的效果。下面以

一个具体的花型设计为例，说明用本系统的设计效果。本例子综合了引塔夏（嵌

花）、平收、自动翻针和自动收针于一体，是一个花型设计的典型，具有很强的

代表性。其操作步骤为：

１．新建画布：根据织物的宽高估算所需画布的大小，在这里设定画布的大

小为５１２×５１２。

２．导入吓数图；如果导入的吓数图和新建的画布尺寸不合适，可通过“重

设尺寸”对画布大小进行调整。图５－１即为导入的吓数图之后的图形。

图５—１导入吓数图图形

３．颜色处理

本系统只提供了自定义的３２色调色板，当导入的吓数图中有３２色以外的

颜色时，无法指定该纱色的纱嘴，编译无法继续进行，因此需要对其进行颜色

处理。颜色处理有两种方式，一种是用户根据自己的要求指定原色和目标色进

行换色，另一种是系统自动进行颜色量化处理，从本系统提供的３２色中找出与

之相近的颜色，并替换。

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４．图形编辑和组织结构设计

组织结构设计即根据编织工艺添加对应的编织符号。本系统导入吓数图的

织法符号都为前织，翻针、摇床针数和提花符号都需要打板工艺师根据花型和

编织工艺来设定。例如：由于在本例子中嵌入了玫瑰花，为了达到嵌花的效果，

需要在所嵌的花型上填上对应的符号；花型图中需要收针的地方要填翻针符号，

利用“自动收针”工具可以很方便的实现；在花型连接的地方需要有翻针符号

等等。此外，。在本例子中还有需要平收的地方，为了使花型图和织物的形状一

致，本系统采用子程序的方式，用户可自定义平收的花型和图标或直接调用系

统提供的平收库，在需要平收的地方填上平收符号即可。

５．设定工艺参数

工艺参数的设定是由控制条码和“编织参数设定”两部分配合完成的。控

制的内容共有１６项，如图５—２所示，对于“编织参数设定”中包含的项，打板

师只需在相应的地方填上组号，具体的值在“编织参数设定”中设定。其它项

的设定值直接影响到上机图和程序指令的生成，用户只需按工艺要求填写即可。

例如：上面提过在花型连接的地方，需填翻针符号，但当花型复杂时，手动填

翻针符号工作量大，且容易出错，达不到自动编程的真正意义，因此本系统设

计了一项“自动翻针功能”，当在条码中选择“启动自动翻针”时，系统将自动

根据工艺在相应的地方填上翻针符号，真正实现了花型准备系统的自动化。

图５—２控制条码说明

６．设定编译参数

图５－３编译参数设定窗体

编译参数设定的内容包括：色码设定、提花颜色设定、纱嘴设定、编译范

围设定和是否忽略摇床设定，如图５—３所示。其中是否忽略摇床是指当使用双

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系统时，是否将某些织法动作和翻针动作合并为同一条程序指令。

７．编译：生成上机图和程序指令，如下图５～４所示

图５－４上机图

８，查错：检查上机图和程序指令是否符合要求。

９．编译上机：检查无误后编译上机生成控制器所需的数据，并传给控制器。

经过以上９个步骤就实现了花型的设计，将本系统编译的结果与其它同类软

件相比较，程序指令的总行数即机头的总行程数比其它同类软件少。

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第６章总结和展望

本文针对国内外电脑横机花型准备系统的发展现状，根据打板工艺师的设

计习惯，遵循稳定性、准确性、灵活性、独立性和可拓性的原则，实现了一套

有自己特色且功能强大操作简单的具有自主产权的花型准备系统，弥补了国内

花型准备系统的不足。本文的以上几章介绍了花型准备系统的具体开发过程及

相关的实现技术，整个开发过程采用面向对象的软件工程方法，着重图形编辑

系统的设计和编译功能的实现。就论文所做的研究工作，总结如下：

（１）

在充分了解花型准备系统的国内外现状和发展趋势，了解打板工艺

师的操作习惯的基础上，对花型准备系统进行功能需求分析，本着稳定性、准

确性、灵活性、独立性和可拓性的设计原则，利用面向对象的设计思想，设计

出系统的总体框架。

（２）

采用分层绘图的设计思想，将花型图分为５个图层，各图层既相互

联系又彼此独立，用户可分开设计各个图层，大大减少了设计难度，缩短设计

时间，提高生产效率。提出了新型的基于ＷｉｎｄｏｗｓＧＤＩ的图形编辑系统软件结

构，建立良好的类管理模式，设计出了一个功能强大且操作简单灵活的图形编

辑系统。

（３）

根据横机的机械结构和编织工艺对编织元件进行很好的分类，并建

立对应的组织库，方便用户任意组合编织动作，克服了国内外其它同类软件在

编织动作上的局限性，实现各种编织效果。

（４）

确定高效的转换规则及合理的数据结构实现花型图到意匠图的转

换。采用简单的语句模式，方便用户读写程序指令，设计高效的指令生成规则。

实现了程序指令的自动生成。和其它同类软件相比，本系统编织同样衣片时程

序指令条数较少，编织效率更高。

（５）

通过对各行程序指令进行语法和词法分析，生成控制器数据中的控

制指令。控制器数据采用偏移量的形式来存储，方便用户查找和添加数据并节

约了存储空间。

由于时间和能力所限，本文只实现了花型准备系统的基本功能。随着服装行

业的发展，对花型准备系统的要求越来越高，本系统今后还需要完善的功能有：

（１）花型准备系统布纹模拟功能。

（２）花型准备系统纱线仿真和三维纹理仿真功能。

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Ｙａｒｎ

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Ａｆｆｅｃｔｅｄ

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Ｔｒｉｂｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ

Ｐｏｗｄｅｒ

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