浅析CAD技术在现代纺织品设计中的应用

1、浅析cad技术在现代纺织品设计中的应用姓名：杨小玲 学号：1015063005 班级：研1001班摘要：文章简单的介绍了纺织品cad的种类及其功能，以及现有纺织品cad存在的技 术问题和纺织品cad的发展前景。关键词：纺织品cad；计算机辅助设计；应用；纺织1、纺织品cad的概念与系统组成1. 1纺织品cad的概念纺织品计算机辅助设计，即纺织品cad,是利用计算机强有力的计算功能和高效率 的图形、图像处理能力，辅助进行纺织品设计与分析的理论和技术。由于计算机具有运 算速度快、信息存储量大、记忆能力和抗疲劳能力强、反应速度快及快速显示图形、图 像等诸多特点；人乂具有较强的想象力、判断力、鉴别力和

2、择取有用信息的能力，所以, 利用人机交互的手段进行纺织品设计，可充分发挥人和计算机两方面的优点，使设计质 量与效率大大提高，取得显著的经济效益和社会效益。1.2纺织品cad系统的组成1）系统的硬件和软件纺织品cad系统的组成包括计算机硬件系统和软件系统两个方面。硬件是支持cad系 统运行的计算机系统及外部设备；软件为cad相同开发和运行中所需的系统软件及应用 软件。纺织cad的硬件系统主要包括计算机、图形输入设备、图形输岀设备。计算机可以 采用小型机、工作站或微机，包括中央处理器、内存、硬盘、图形适配器、网络适配器 等。图形输入设备包括键盘、鼠标、图形扫描仪、数字化坐标仪和摄像机等。图形输岀

3、设备包括显示器、打印机及绘图仪等。纺织品cad软件系统，计算机系统操作软件主要用于连接用户与计算机，方便用户 的使用；同时它还是其他应用软件运行的平台。常用的操作系统有microsoft公司的 windows系列、linux. unix及ibm公司的os2等。应用软件是为了完成某应用目的而开发 的专用程序系统。在纺织cad中常用的有程序设计语言及开发工具软件、数据库管理软 件和工具软件等。2）系统的结构纺织品cad系统的结构主要由输入、管理、处理和输岀四大模块组成。输入模块： 有些特殊的性状参数，如纤维毛羽、卷曲等，可先制成不同大小的样品，经摄像机或数 码相机，或彩色扫描等输入设备进入系统。管

4、理模块：cad各个功能的实现均由dbms进 行管理。处理模块：处理的实质是根据具体的对彖、工艺的机理、演绎流程，经形式化 定义、数学模型的建立，开发处理数字化的软件。输岀模块：除常规的打印、显示之外, 系统要做的事主要是将设计参数转换成加工参数、控制信号、驱动专用执行机构。2、纺织品cad的内容在纺织品设计中，往往要进行大量的组织选择及设计、色纱选择与图纹设计以及繁 琐的织物设计计算。传统的设计，以上工作都是通过手工完成的。每设计一个新品种， 设计人员都要付出艰辛的劳动，这样便造成设计周期长，花样少，满足不了市场的需要。 现代高新技术的发展，为纺织设计开辟了有效的途径。纺织品cad包扌舌提供织

5、物形态模 拟功能和控制织机功能。cad织物模拟功能是提供织物织成后的图样。系统只要输入颜 色、组织及密度等，织物的最终效果就可在屏幕上显示出来，而不用打小样。3、纺织品cad的主要类型在纺织工业中，有各种各样的cad系统投人使用，具体可分为：1）织物组织（仿真）cad。织物组织cad 般是指用于色织厂、毛纺织厂等织造厂在普通织机和多臂织机上生 产的小花纹或色织织物的计算机辅助设计，由于它能根据织物的组织、纱线排列以及纱 线的种类自动生成织物模拟图像，而u可以输岀在视觉上完全符合经纬密度和实际要求 完全一样的织物模拟纸样,在很大程度上取代织物小样机的手工打样，所以又被称为织 物仿真cad。织物组

6、织cad的原理是利用计算机图形图像技术将织物设计人员的设计意 图以织物仿真模拟的方法快速、形象、直观地在计算机显示器上显示岀来，设计人员在 计算机上输入织物组织、纱线排列和纱线种类后，计算机能自动生成织物模拟图像，设计 人员可以简单方便地改变织物组织、纱线排列，随心所欲地对织物模拟图上各种色彩的 经纬纱线进行调色配色，淋漓尽致地将设计思想表达岀来，在织物上机织造之前就能看 到实际织造的结果，以达到辅助设计的目的。2）用于大提花的纹织cad。纹织cad系统是用于提花织物设计的专用系统，它利用计算机强大的计算功能和 高效率的图形处理功能,改造传统的纹织工艺，实现纹织工艺自动化。3）用于印花分色制板

7、的印花cad。印花cad是利用计算机对织物印花图案进行设计及制作黑白稿，可代替传统的手 工画稿、扫描、连晒、感光制版等。4）用于服装设计的服装cad。采用计算机辅助技术对服装款式效果、结构样片、推版放码、排料进行设计、服 装cad设计精度高，可缩短设计周期十几倍到几十倍，并节省面料2 %5 %。5）分别用于经编和纬编的针织cad。针织圆纬cad将针织线圈抽象成一个个方格，用规定的符号画在格内，以示织物线 圈组织规律,然后在计算机屏幕上进行花型设计，经软件处理，转换为电脑提花针织机通 用的数据格式进行生产。6）用于机器绣花的绣花cad。对绣花花样进行计算机辅助设计,并将设计的花样格式转换为绣花机

8、的针法，生成 绣花机能够识别的纸带或磁碟，用于单头、多头电脑绣花机生产。7）测配色cad。测配色cad改变了传统的繁杂的人工打样配色，配色精度高、省工省时，而且可以 降低染化料消耗，减少环境污染。8）用于纺纱工艺设计的纺纱ca。纺织工艺设计cad是通过数字化和智能化手段，计算机辅助纺织品工艺生成，并将 工艺设计结果应用于质量预测模型，实现工艺指令的虚拟加工以及工艺调整或补偿，以 改进纺织品生产工艺方法和提高加工质量，并敏捷地适应市场的变化。9）用于织造工艺设计的织造工艺cad。此外述有用于解决一些专用问题的cad系统，例如“多臂多梭织机的梭箱调配系 统”、“多梭箱织机的钢板纹链编制系统”等。其

9、中纺纱工艺设计和织造工艺设计的cad 系统多根据具体设备和各工厂工艺实际情况进行研发，目前通用性述较差，就其cad设 计原理看，只要具有足够的数据容量和可扩充能力，完全可以形成通用的纺纱或织造cad 系统。纹织和针织cad系统多用于生产过程控制，用于仿真模拟的较少。4. 纺织品cad的主要功能现有的纺织品cad系统主要按设计过程对环节进行模块化功能实现，这些功能模块 主要有：1）纱线的计算机仿真，包括普通纱线、混色纱线和花式纱线的仿真，并可按要求模拟 一定程度的毛羽和光照效果，还可将模拟的纱线随机嵌入到一定织物结构的经纬纱图像 上,模拟该种纱形成的织物外观；2）机织物组织设计，包括绝大部分织物

10、组织的计算机设计,如基础组织、变化组织、 联合组织、复杂组织；3）针织物组织及花型设计，包括提花花型设计与结构花型设计；4）纺织品印花图案设计，素织物在设计好组织后，有的要通过印染配上花样图案，花 样图案的设计也可通过计算机完成；5）工艺设计，可根据牛产要求，系统自动计算出总经根数、幅宽、上机箝幅等上机参 数；6）服装计算机辅助设计，包扌舌二维服装设计和三维服装设计，该技术功能已覆盖了服 装设计的所有部分,即款式设计、结构设计和工艺设计，同时还有自动量体系统和试衣系 统等。5、现有纺织品cad存在的技术问题纺织品cad设计系统己经得到了应用并取得了突破性进展，它的研究开发已经为大 多数人所认同

11、，但是，随着专业化、全球化生产经营模式的发展，企业对界地协同设计、 制造的需求越来越明显，而纺织品cad技术却难以满足此要求。纺织品cad技术经过近40年的发展，在纺织产品的设计领域发挥了不可估量的作 用，但是从现在技术要求来看，这种带有独立单元性质的纺织品cad在使用中存在不少 的问题。现有的纺织品cad系统都是以儿何建模为主。在此基础上的设计模型难以面向 产品的全生命周期，模型通常只具有儿何信息，要在该模型上添加工艺、材料、管理、销 售、服务等方面信息是困难的，因此造成了目前纺织企业设计、工艺、制造、管理、销 售和服务等方面应用的信息孤岛，这限制了纺织企业信息的集成。难以实现异地协同设 计

12、。纺织品设计尤其是服装设计艺术性较强，对美感要求高,有时需要集中多人的智慧才 能有好的作品，而现有的设计过程是由每个设计师在自己的电脑上使用自己的cad系统 进行设计，不能让异地的其他设计人员与他同时进行设计，即不支持异地协同设计。难以 支持动态建模。现有的纺织品cad系统采用的建模方式是以点、线、曲面、实体造型为 主、侧重于产品最终形状的儿何描述。这种建模方式难以支持面向产品过程及性能设计 的建模，特别是并行工程环境下，任何一方的修改,均应通过网络，快速生成修改模型，这 就要求建模是动态的。现在纺织品软件的运行环境多限于单片机或局域网内运行。无法 在互联网上运行,无法充分利用网络资源优势。随

13、着纺织品cad技术的推广深入,设计数 据越来越多。此时若产品数据仅停留在文件管理的阶段，很容易引起数据混乱,难以查 找、归档、配置，数据的安全难以保证。现行纺织品cad技术主要存在的问题归为以下儿点：1）纺织产品设计模型难以面向产品的全生命周期；2）设计过程难以支持并行工程；3）系统难以支持动态建模；4）设计数据管理困难，难以为纺织产品的工艺、制造、管理和服务等后续环节提 供完备的信息；5）纺织产品cad软件限于在单机或局域网内运行，无法在互联网上应用，因而无法 利用internet的资源优势。6.纺织品cad的前景展望纺织cad技术在过去的几十年里，呈现了巨大的增长趋势，现在国外纺织cad的

14、发展 已经形成一定规模，国内纺织cad的开发研制已经成为纺织业的一项重要课题。虽然我 国起步较晚，但是目前已经研制的纺织cad软件已经应用到纺织的各个领域，主要集中 在纺纱、织物组织设计、纹织、浆丝、整经、织造工艺、针织以及印花、配色等方面， 其他方面纺织cad的应用多为刺绣、地毯及各类产业用纺织品的织造。国外纺织cad系统，确实具有较高的技术水平，软件功能更强，配套设备功能更完 善。特别是国外开发的用于服装领域的cad系统，可以做到纺织品设计与服装设计一体 化的功能，国内这方面尚有欠缺，但是国内某些cad软件系统及开发思路已经达到了与国外同步或超过国外同类系统的水平，例如中国纺织科学研究院开

15、发的织物仿真cad系 统，可以实现双层组织、二重组织、表里换层组织的模拟，这在国外的纺织cad系统中 也基本没有这一功能。再如我国开发人员首先提出的起毛织物模拟方法，并在织物组织 cad系统上获得成功后，有关论文在国际毛纺会议上发表后，国外的纺织学术杂志进行 了转载，儿乎现有先进的织物模拟cad系统上都采用了这一方法。目前国外纺织cad系统大都向着如下方向发展：1大提花织物和多臂小提花机织物 设计；2针织物设计；3.织物效果模拟；4.建立可视化的数据库系统；5.网络上的 信息传递与交互设计。纺织cad发展初期，仅仅应用于电子绘图方面，现在的纺织cad系统不仅完成上述功 能，更重要的是建立起新的

16、设计思想和方法，它包括款式、结构实体造型、产品分析和 仿真试验等，特别是将cad与cam结合在一起，组成一个新的系统，不仅可以大大减少产 品试制费用，降低成本，而且可以缩短产品开发周期，提高产品质量，增强企业的活力 和竞争能力。同时可以为设计人员创造良好的设计条件，启发出创造力，使产品的开发 能够快速适应社会需求。今后,cad技术的主要发展趋势是集成化、网络化和智能化，同时，价格低、性能高 的工作站和微机工作站将成为cad系统的主流机种，而cad软件功能的开发将成为发展 cad技术的关键。参考文献1 夏尚淳.织物组织cad应用手册m北京：中国纺织出版社,2001.2 曲 欣纹织cad系统在毛巾

17、类新产品开发中的应用j 山东纺织科 技,2004 , (3) :43 45.3 王树英.方便快捷的纺织cm)j.山东纺织科技，2006,(2) : 36-39.4 赵 敏.cad新世纪之新动向.计算机辅助设计与制造,2001 (4) : 18-20. 张 峰等.计算机新技术在纺织品设计与制造中的应用，2001 (2) : 130132.7孙家广. 殷国富. 张海藩. 彭勇.计算机辅助设计技术基础m.北京：清华大学出版社，2000. 计算机辅助设计技术与应用m北京：科学岀版社，2000. 软件工程导论m北京：清华大学岀版社，1992 谈计算机在纺织工业发展中的定位j.四川纺织科技，2002, (5):44-45.application of cad technology in mod