提花圓機上機實驗模擬教學課件的開發與應用

摘要：提花圓機上機是紡織工程專業針織學課程教學的一個重要實驗環節。利用計算機技術設計的模擬上機教學課件具有界面友好、操作方便、花形直觀的特點，很好地解決了實際上機對設備臺數的要求，降低了紗線損耗等實驗成本，提高的實驗效率，是對實際上機實驗的一個很好的補充。

關鍵詞：教學課件；針織學；實驗教學；模擬上機；計算機輔助教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）22-0125-03

隨著計算機技術、多媒技術、網絡技術的迅猛發展，給計算機輔助教學注入了新的活力。多媒體課件以獨特的優勢，在教學中充當了重要角色[1]。實驗模擬是利用計算機的高級圖形功能模擬真實的實驗環境，達到輔助實驗教學的目的，有助于培養學生分析問題、處理問題、解決問題的能力。[2]針織學課程是紡織工程專業和服裝設計與工程專業的專業平臺課和主干課程，提花圓機上機教學實踐活動是針織學實踐性教學環節的一個重要內容。但是，因為緯編提花圓機種類較多，價格也較昂貴，一般學校很難有條件配齊所有設備，不能保證一人一機。另外，在真實的機器上進行產品上機實習耗用的織針、紗線等原料較多，成本高，嚴重地影響了教學實踐環節的實施，因此，有必要利用計算機技術研制一種可以模擬緯編圓機上機的教學軟件，使學生在計算機上模擬花紋設計與上機的教學內容，解決實際上機的困難。

一、提花圓機上機實驗模擬的功能要求

提花圓機是一種通過選針機構實現各種花色組織編織的針織機械，為了編織出所設計花形圖案，首先要根據相應選針機構的特點，排列提花輪的鋼米或選針撥片的撥片位置等，然后調整機器編織出所設計的圖案。因此，在實驗模擬時，首先要選擇相應的機型及其工作參數，并根據相應的工作參數計算出機器所能編織的花紋寬度和花紋高度，對于提花輪提花圓機還要計算出花紋的縱移和橫移，從而可以實現相應的織物圖案實現。在完成工藝參數輸入和計算之后，就要按照所要編織的圖案，對模擬的提花輪進行鋼米排列，當完成了所有的提花輪排列之后，點擊相應的確認按鈕，就應該在屏幕上顯示出所編織的圖案，此時，學生可以對照自己的原始設計檢驗所“編織”出來的圖案是否正確，當不正確時應能進行修改并重新“編織”。其工作框圖如圖1所示：

二、軟件的主要模塊和功能

1.工藝輸入模塊。工藝輸入模塊用于輸入上機所需要的各種工藝數據，主要包括：機型、機號、機器路數、總針數、提花輪槽數和機器轉向等機器參數，花色組織和色紗數等組織參數等，如圖2所示。

2.工藝數據計算模塊。工藝數據計算是根據機器和組織參數，計算出相應的編織工藝數據，如花寬、花高、橫移、縱移等[3]。通過計算，可以自動地在程序中給出最大花寬、最大花高、橫移、縱移等工藝數據，如圖3所示。

3.鋼米排列。提花輪提花圓機是通過排提花輪的鋼米來選擇織針進行編織的，因此，提花輪鋼米的排列是花紋上機的最重要環節，在模擬軟件中，通過圖形的方式在屏幕上顯示每一路提花輪的示意圖.可以通過交互方式用鼠標點擊提花輪的每一個槽，根據排花需要在相應的槽里排上鋼米，程序中用綠色表示裝上鋼米，如圖4所示。如果裝錯時可以再點擊一次相應的“槽”，就會取消所填充的綠色。

4.圖案顯示。圖案顯示是模擬軟件的重要步驟，它相當于上機編織，通過它可以確認學生是不是掌握了提花輪上機的操作步驟和要領，同時也能實時和友好地反映出學生所設計花形的美觀性、實用性和正確性。圖5是學生利用模擬軟件所做作業的結果。圖案顯示功能除了可以顯示出相應的圖案外，還可以顯示學生在編排鋼米時所產生的錯誤。如果圖案正確時，屏幕上將用紅黃綠三種顏色顯示三色提花的效果，如果某一個鋼米排錯時，它將會出現兩種情況：①當該排鋼米少排了鋼米時，圖案中在相應的位置將顯示為白色；②當不該排鋼米的地方多排了鋼米時，圖案中在相應的位置將顯示為黑色，如圖6所示。學生可以據此查找排鋼米中的錯誤，進行修改；老師也可以據此判斷學生作業的正確與否。此外，軟件還設計了色彩變換功能，學生可以根據自己的審美喜好來表現自己設計的產品。

5.數據存儲。學生做完的作業可以存儲起來，以文件的形式提交給老師，供老師審閱。

整個模擬軟件完整地實現了在虛擬狀態下提花輪提花圓機的模擬上機，很好地解決了以下問題：①解決了上機設備需求量大，難以實現人人有機會上機的問題，通過計算機模擬，可以實現人手一機，有利于學生的全面培養。②節約了實習成本。由于模擬上機不需要實際的紗線進行編織，減少了紗線的消耗以及其他原材料、易損件的消耗。③提高了教學效率。由于在機房可以允許幾十人同時上機模擬，可以使全班同學在兩個課時之內完成相應的教學任務。④提高了學生的學習興趣。由于模擬上機軟件界面友好、操作方便、花形直觀，使得學生的學習興趣得以提高。

參考文獻：

[1]梁莉，楊秀麗，黃啟宏.多媒體在電測實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2011，（8）：329-330.

[2]管國鋒，湯吉海，朱宇.實驗模擬在化工原理實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索，1998，（3）：9-12.

[3]宋廣禮，蔣高明.針織物組織與產品設計[M].北京：中國紡織出版社，2008：83-90.

作者簡介：宋廣禮，（1954-），男，教授，主要從事針織學相關課程的教學工作。