1、淺析cad技術(shù)在現(xiàn)代紡織品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用姓名：楊小玲 學(xué)號：1015063005 班級：研1001班摘要：文章簡單的介紹了紡織品cad的種類及其功能，以及現(xiàn)有紡織品cad存在的技 術(shù)問題和紡織品cad的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：紡織品cad；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；應(yīng)用；紡織1、紡織品cad的概念與系統(tǒng)組成1. 1紡織品cad的概念紡織品計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，即紡織品cad,是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的計(jì)算功能和高效率 的圖形、圖像處理能力，輔助進(jìn)行紡織品設(shè)計(jì)與分析的理論和技術(shù)。由于計(jì)算機(jī)具有運(yùn) 算速度快、信息存儲量大、記憶能力和抗疲勞能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快及快速顯示圖形、圖 像等諸多特點(diǎn)；人乂具有較強(qiáng)的想象力、判斷力、鑒別力和

2、擇取有用信息的能力，所以, 利用人機(jī)交互的手段進(jìn)行紡織品設(shè)計(jì)，可充分發(fā)揮人和計(jì)算機(jī)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，使設(shè)計(jì)質(zhì) 量與效率大大提高，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.2紡織品cad系統(tǒng)的組成1）系統(tǒng)的硬件和軟件紡織品cad系統(tǒng)的組成包括計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個(gè)方面。硬件是支持cad系 統(tǒng)運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及外部設(shè)備；軟件為cad相同開發(fā)和運(yùn)行中所需的系統(tǒng)軟件及應(yīng)用 軟件。紡織cad的硬件系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)、圖形輸入設(shè)備、圖形輸岀設(shè)備。計(jì)算機(jī)可以 采用小型機(jī)、工作站或微機(jī)，包括中央處理器、內(nèi)存、硬盤、圖形適配器、網(wǎng)絡(luò)適配器 等。圖形輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)、圖形掃描儀、數(shù)字化坐標(biāo)儀和攝像機(jī)等。圖形輸岀

3、設(shè)備包括顯示器、打印機(jī)及繪圖儀等。紡織品cad軟件系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作軟件主要用于連接用戶與計(jì)算機(jī)，方便用戶 的使用；同時(shí)它還是其他應(yīng)用軟件運(yùn)行的平臺。常用的操作系統(tǒng)有microsoft公司的 windows系列、linux. unix及ibm公司的os2等。應(yīng)用軟件是為了完成某應(yīng)用目的而開發(fā) 的專用程序系統(tǒng)。在紡織cad中常用的有程序設(shè)計(jì)語言及開發(fā)工具軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟 件和工具軟件等。2）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)紡織品cad系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由輸入、管理、處理和輸岀四大模塊組成。輸入模塊： 有些特殊的性狀參數(shù)，如纖維毛羽、卷曲等，可先制成不同大小的樣品，經(jīng)攝像機(jī)或數(shù) 碼相機(jī)，或彩色掃描等輸入設(shè)備進(jìn)入系統(tǒng)。管

4、理模塊：cad各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)均由dbms進(jìn) 行管理。處理模塊：處理的實(shí)質(zhì)是根據(jù)具體的對彖、工藝的機(jī)理、演繹流程，經(jīng)形式化 定義、數(shù)學(xué)模型的建立，開發(fā)處理數(shù)字化的軟件。輸岀模塊：除常規(guī)的打印、顯示之外, 系統(tǒng)要做的事主要是將設(shè)計(jì)參數(shù)轉(zhuǎn)換成加工參數(shù)、控制信號、驅(qū)動(dòng)專用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2、紡織品cad的內(nèi)容在紡織品設(shè)計(jì)中，往往要進(jìn)行大量的組織選擇及設(shè)計(jì)、色紗選擇與圖紋設(shè)計(jì)以及繁 瑣的織物設(shè)計(jì)計(jì)算。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以上工作都是通過手工完成的。每設(shè)計(jì)一個(gè)新品種， 設(shè)計(jì)人員都要付出艱辛的勞動(dòng)，這樣便造成設(shè)計(jì)周期長，花樣少，滿足不了市場的需要。 現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，為紡織設(shè)計(jì)開辟了有效的途徑。紡織品cad包扌舌提供織

5、物形態(tài)模 擬功能和控制織機(jī)功能。cad織物模擬功能是提供織物織成后的圖樣。系統(tǒng)只要輸入顏 色、組織及密度等，織物的最終效果就可在屏幕上顯示出來，而不用打小樣。3、紡織品cad的主要類型在紡織工業(yè)中，有各種各樣的cad系統(tǒng)投人使用，具體可分為：1）織物組織（仿真）cad。織物組織cad 般是指用于色織廠、毛紡織廠等織造廠在普通織機(jī)和多臂織機(jī)上生 產(chǎn)的小花紋或色織織物的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，由于它能根據(jù)織物的組織、紗線排列以及紗 線的種類自動(dòng)生成織物模擬圖像，而u可以輸岀在視覺上完全符合經(jīng)緯密度和實(shí)際要求 完全一樣的織物模擬紙樣,在很大程度上取代織物小樣機(jī)的手工打樣，所以又被稱為織 物仿真cad。織物組

6、織cad的原理是利用計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)將織物設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意 圖以織物仿真模擬的方法快速、形象、直觀地在計(jì)算機(jī)顯示器上顯示岀來，設(shè)計(jì)人員在 計(jì)算機(jī)上輸入織物組織、紗線排列和紗線種類后，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)生成織物模擬圖像，設(shè)計(jì) 人員可以簡單方便地改變織物組織、紗線排列，隨心所欲地對織物模擬圖上各種色彩的 經(jīng)緯紗線進(jìn)行調(diào)色配色，淋漓盡致地將設(shè)計(jì)思想表達(dá)岀來，在織物上機(jī)織造之前就能看 到實(shí)際織造的結(jié)果，以達(dá)到輔助設(shè)計(jì)的目的。2）用于大提花的紋織cad。紋織cad系統(tǒng)是用于提花織物設(shè)計(jì)的專用系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能和 高效率的圖形處理功能,改造傳統(tǒng)的紋織工藝，實(shí)現(xiàn)紋織工藝自動(dòng)化。3）用于印花分色制板

7、的印花cad。印花cad是利用計(jì)算機(jī)對織物印花圖案進(jìn)行設(shè)計(jì)及制作黑白稿，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手 工畫稿、掃描、連曬、感光制版等。4）用于服裝設(shè)計(jì)的服裝cad。采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對服裝款式效果、結(jié)構(gòu)樣片、推版放碼、排料進(jìn)行設(shè)計(jì)、服 裝cad設(shè)計(jì)精度高，可縮短設(shè)計(jì)周期十幾倍到幾十倍，并節(jié)省面料2 %5 %。5）分別用于經(jīng)編和緯編的針織cad。針織圓緯cad將針織線圈抽象成一個(gè)個(gè)方格，用規(guī)定的符號畫在格內(nèi)，以示織物線 圈組織規(guī)律,然后在計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行花型設(shè)計(jì)，經(jīng)軟件處理，轉(zhuǎn)換為電腦提花針織機(jī)通 用的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行生產(chǎn)。6）用于機(jī)器繡花的繡花cad。對繡花花樣進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),并將設(shè)計(jì)的花樣格式轉(zhuǎn)換為繡花機(jī)

8、的針法，生成 繡花機(jī)能夠識別的紙帶或磁碟，用于單頭、多頭電腦繡花機(jī)生產(chǎn)。7）測配色cad。測配色cad改變了傳統(tǒng)的繁雜的人工打樣配色，配色精度高、省工省時(shí)，而且可以 降低染化料消耗，減少環(huán)境污染。8）用于紡紗工藝設(shè)計(jì)的紡紗ca。紡織工藝設(shè)計(jì)cad是通過數(shù)字化和智能化手段，計(jì)算機(jī)輔助紡織品工藝生成，并將 工藝設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)用于質(zhì)量預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)工藝指令的虛擬加工以及工藝調(diào)整或補(bǔ)償，以 改進(jìn)紡織品生產(chǎn)工藝方法和提高加工質(zhì)量，并敏捷地適應(yīng)市場的變化。9）用于織造工藝設(shè)計(jì)的織造工藝cad。此外述有用于解決一些專用問題的cad系統(tǒng)，例如“多臂多梭織機(jī)的梭箱調(diào)配系 統(tǒng)”、“多梭箱織機(jī)的鋼板紋鏈編制系統(tǒng)”等。其

9、中紡紗工藝設(shè)計(jì)和織造工藝設(shè)計(jì)的cad 系統(tǒng)多根據(jù)具體設(shè)備和各工廠工藝實(shí)際情況進(jìn)行研發(fā)，目前通用性述較差，就其cad設(shè) 計(jì)原理看，只要具有足夠的數(shù)據(jù)容量和可擴(kuò)充能力，完全可以形成通用的紡紗或織造cad 系統(tǒng)。紋織和針織cad系統(tǒng)多用于生產(chǎn)過程控制，用于仿真模擬的較少。4. 紡織品cad的主要功能現(xiàn)有的紡織品cad系統(tǒng)主要按設(shè)計(jì)過程對環(huán)節(jié)進(jìn)行模塊化功能實(shí)現(xiàn)，這些功能模塊 主要有：1）紗線的計(jì)算機(jī)仿真，包括普通紗線、混色紗線和花式紗線的仿真，并可按要求模擬 一定程度的毛羽和光照效果，還可將模擬的紗線隨機(jī)嵌入到一定織物結(jié)構(gòu)的經(jīng)緯紗圖像 上,模擬該種紗形成的織物外觀；2）機(jī)織物組織設(shè)計(jì)，包括絕大部分織物

10、組織的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì),如基礎(chǔ)組織、變化組織、 聯(lián)合組織、復(fù)雜組織；3）針織物組織及花型設(shè)計(jì)，包括提花花型設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)花型設(shè)計(jì)；4）紡織品印花圖案設(shè)計(jì)，素織物在設(shè)計(jì)好組織后，有的要通過印染配上花樣圖案，花 樣圖案的設(shè)計(jì)也可通過計(jì)算機(jī)完成；5）工藝設(shè)計(jì)，可根據(jù)牛產(chǎn)要求，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出總經(jīng)根數(shù)、幅寬、上機(jī)箝幅等上機(jī)參 數(shù)；6）服裝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，包扌舌二維服裝設(shè)計(jì)和三維服裝設(shè)計(jì)，該技術(shù)功能已覆蓋了服 裝設(shè)計(jì)的所有部分,即款式設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，同時(shí)還有自動(dòng)量體系統(tǒng)和試衣系 統(tǒng)等。5、現(xiàn)有紡織品cad存在的技術(shù)問題紡織品cad設(shè)計(jì)系統(tǒng)己經(jīng)得到了應(yīng)用并取得了突破性進(jìn)展，它的研究開發(fā)已經(jīng)為大 多數(shù)人所認(rèn)同

11、，但是，隨著專業(yè)化、全球化生產(chǎn)經(jīng)營模式的發(fā)展，企業(yè)對界地協(xié)同設(shè)計(jì)、 制造的需求越來越明顯，而紡織品cad技術(shù)卻難以滿足此要求。紡織品cad技術(shù)經(jīng)過近40年的發(fā)展，在紡織產(chǎn)品的設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮了不可估量的作 用，但是從現(xiàn)在技術(shù)要求來看，這種帶有獨(dú)立單元性質(zhì)的紡織品cad在使用中存在不少 的問題。現(xiàn)有的紡織品cad系統(tǒng)都是以兒何建模為主。在此基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)模型難以面向 產(chǎn)品的全生命周期，模型通常只具有兒何信息，要在該模型上添加工藝、材料、管理、銷 售、服務(wù)等方面信息是困難的，因此造成了目前紡織企業(yè)設(shè)計(jì)、工藝、制造、管理、銷 售和服務(wù)等方面應(yīng)用的信息孤島，這限制了紡織企業(yè)信息的集成。難以實(shí)現(xiàn)異地協(xié)同設(shè) 計(jì)

12、。紡織品設(shè)計(jì)尤其是服裝設(shè)計(jì)藝術(shù)性較強(qiáng)，對美感要求高,有時(shí)需要集中多人的智慧才 能有好的作品，而現(xiàn)有的設(shè)計(jì)過程是由每個(gè)設(shè)計(jì)師在自己的電腦上使用自己的cad系統(tǒng) 進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能讓異地的其他設(shè)計(jì)人員與他同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即不支持異地協(xié)同設(shè)計(jì)。難以 支持動(dòng)態(tài)建模。現(xiàn)有的紡織品cad系統(tǒng)采用的建模方式是以點(diǎn)、線、曲面、實(shí)體造型為 主、側(cè)重于產(chǎn)品最終形狀的兒何描述。這種建模方式難以支持面向產(chǎn)品過程及性能設(shè)計(jì) 的建模，特別是并行工程環(huán)境下，任何一方的修改,均應(yīng)通過網(wǎng)絡(luò)，快速生成修改模型，這 就要求建模是動(dòng)態(tài)的。現(xiàn)在紡織品軟件的運(yùn)行環(huán)境多限于單片機(jī)或局域網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行。無法 在互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行,無法充分利用網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢。隨

13、著紡織品cad技術(shù)的推廣深入,設(shè)計(jì)數(shù) 據(jù)越來越多。此時(shí)若產(chǎn)品數(shù)據(jù)僅停留在文件管理的階段，很容易引起數(shù)據(jù)混亂,難以查 找、歸檔、配置，數(shù)據(jù)的安全難以保證。現(xiàn)行紡織品cad技術(shù)主要存在的問題歸為以下兒點(diǎn)：1）紡織產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型難以面向產(chǎn)品的全生命周期；2）設(shè)計(jì)過程難以支持并行工程；3）系統(tǒng)難以支持動(dòng)態(tài)建模；4）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理困難，難以為紡織產(chǎn)品的工藝、制造、管理和服務(wù)等后續(xù)環(huán)節(jié)提 供完備的信息；5）紡織產(chǎn)品cad軟件限于在單機(jī)或局域網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行，無法在互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用，因而無法 利用internet的資源優(yōu)勢。6.紡織品cad的前景展望紡織cad技術(shù)在過去的幾十年里，呈現(xiàn)了巨大的增長趨勢，現(xiàn)在國外紡織cad的

14、發(fā)展 已經(jīng)形成一定規(guī)模，國內(nèi)紡織cad的開發(fā)研制已經(jīng)成為紡織業(yè)的一項(xiàng)重要課題。雖然我 國起步較晚，但是目前已經(jīng)研制的紡織cad軟件已經(jīng)應(yīng)用到紡織的各個(gè)領(lǐng)域，主要集中 在紡紗、織物組織設(shè)計(jì)、紋織、漿絲、整經(jīng)、織造工藝、針織以及印花、配色等方面， 其他方面紡織cad的應(yīng)用多為刺繡、地毯及各類產(chǎn)業(yè)用紡織品的織造。國外紡織cad系統(tǒng)，確實(shí)具有較高的技術(shù)水平，軟件功能更強(qiáng)，配套設(shè)備功能更完 善。特別是國外開發(fā)的用于服裝領(lǐng)域的cad系統(tǒng)，可以做到紡織品設(shè)計(jì)與服裝設(shè)計(jì)一體 化的功能，國內(nèi)這方面尚有欠缺，但是國內(nèi)某些cad軟件系統(tǒng)及開發(fā)思路已經(jīng)達(dá)到了與國外同步或超過國外同類系統(tǒng)的水平，例如中國紡織科學(xué)研究院開

15、發(fā)的織物仿真cad系 統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)雙層組織、二重組織、表里換層組織的模擬，這在國外的紡織cad系統(tǒng)中 也基本沒有這一功能。再如我國開發(fā)人員首先提出的起毛織物模擬方法，并在織物組織 cad系統(tǒng)上獲得成功后，有關(guān)論文在國際毛紡會(huì)議上發(fā)表后，國外的紡織學(xué)術(shù)雜志進(jìn)行 了轉(zhuǎn)載，兒乎現(xiàn)有先進(jìn)的織物模擬cad系統(tǒng)上都采用了這一方法。目前國外紡織cad系統(tǒng)大都向著如下方向發(fā)展：1大提花織物和多臂小提花機(jī)織物 設(shè)計(jì)；2針織物設(shè)計(jì)；3.織物效果模擬；4.建立可視化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；5.網(wǎng)絡(luò)上的 信息傳遞與交互設(shè)計(jì)。紡織cad發(fā)展初期，僅僅應(yīng)用于電子繪圖方面，現(xiàn)在的紡織cad系統(tǒng)不僅完成上述功 能，更重要的是建立起新的

16、設(shè)計(jì)思想和方法，它包括款式、結(jié)構(gòu)實(shí)體造型、產(chǎn)品分析和 仿真試驗(yàn)等，特別是將cad與cam結(jié)合在一起，組成一個(gè)新的系統(tǒng)，不僅可以大大減少產(chǎn) 品試制費(fèi)用，降低成本，而且可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)的活力 和競爭能力。同時(shí)可以為設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造良好的設(shè)計(jì)條件，啟發(fā)出創(chuàng)造力，使產(chǎn)品的開發(fā) 能夠快速適應(yīng)社會(huì)需求。今后,cad技術(shù)的主要發(fā)展趨勢是集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，同時(shí)，價(jià)格低、性能高 的工作站和微機(jī)工作站將成為cad系統(tǒng)的主流機(jī)種，而cad軟件功能的開發(fā)將成為發(fā)展 cad技術(shù)的關(guān)鍵。參考文獻(xiàn)1 夏尚淳.織物組織cad應(yīng)用手冊m北京：中國紡織出版社,2001.2 曲 欣紋織cad系統(tǒng)在毛巾

17、類新產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用j 山東紡織科 技,2004 , (3) :43 45.3 王樹英.方便快捷的紡織cm)j.山東紡織科技，2006,(2) : 36-39.4 趙 敏.cad新世紀(jì)之新動(dòng)向.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造,2001 (4) : 18-20. 張 峰等.計(jì)算機(jī)新技術(shù)在紡織品設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用，2001 (2) : 130132.7孫家廣. 殷國富. 張海藩. 彭勇.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：清華大學(xué)出版社，2000. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用m北京：科學(xué)岀版社，2000. 軟件工程導(dǎo)論m北京：清華大學(xué)岀版社，1992 談?dòng)?jì)算機(jī)在紡織工業(yè)發(fā)展中的定位j.四川紡織科技，2002, (5):44-45.application of cad technology in mod