Жаккардовая машина - Jacquard machine

Этот портрет Жаккарда был соткан из шелка на жаккардовом ткацком станке, и для его создания потребовалось 24 000 перфокарт (1839 г.). Производился только на заказ. Чарльз Бэббидж владел одним из этих портретов; это вдохновило его на использование перфорированных карт в его аналитической машине . Он находится в коллекции Музея науки в Лондоне, Англия.
Жаккардовый станок с перфокартами, Национальный музей Шотландии.

Машина жаккарда ( французский:  [ʒakaʁ] ) представляет собой устройство , установленное на ткацкий станок , что упрощает процесс производства текстильных изделий с такими сложными узорами , как парчи , дамаст и matelassé . Полученный ансамбль из ткацкого станка и жаккардового станка называется жаккардовым ткацким станком . Машина была изобретена Жозефом Мари Жаккаром в 1804 году на основе более ранних изобретений французов Базиля Бушона (1725), Жана Батиста Фалькона (1728) и Жака Вокансона (1740). Машина управлялась «карточной цепочкой»; количество перфокарт, соединенных в непрерывную последовательность. На каждой карте было пробито несколько рядов отверстий, при этом одна полная карта соответствовала одному ряду рисунка.

И процесс жаккарда, и необходимое приспособление для ткацкого станка названы в честь их изобретателя. Этот механизм, вероятно, является одним из самых важных нововведений в ткачестве, поскольку жаккардовое литье сделало возможным автоматическое производство неограниченного количества вариантов ткачества со сложным узором. Термин «жаккард» не является специфическим и не ограничивается каким-либо конкретным ткацким станком, а скорее относится к дополнительному механизму управления, который автоматизирует формирование рисунка. Этот процесс также может быть использован для узорчатого трикотажа и текстильных изделий машинной вязки, таких как трикотажные изделия .

Использование сменных перфокарт для управления последовательностью операций считается важным шагом в истории вычислительной техники , вдохновившим Чарльза Бэббиджа на аналитическую машину .

История

Фигурные узоры традиционно изготавливались на ткацком станке . В галев с концами нитей основы , чтобы быть подтянут были выбраны вручную с помощью второго оператора, раздаточного мальчика, а не ткачей. Работа была медленной и трудоемкой, а сложность выкройки ограничивалась практическими факторами.

Первый прототип жаккард типа ткацкого станка был сделан во второй половине 15 - го века в Италии ткачом из Калабрии , Жан ле Calabrais, который был приглашен в Лион от Людовика XI . Он представил новый тип машины, которая могла обрабатывать пряжу быстрее и точнее. На протяжении многих лет ткацкий станок продолжался.

Усовершенствование ткацкого станка произошло в 1725 году, когда Базиль Бушон ввел принцип применения перфорированной ленты. В непрерывном рулоне бумаги пробивали вручную участки, каждая из которых представляла одну плетку или ступеньку, и длина рулона определялась количеством выстрелов в каждом повторении рисунка. Затем на основе этого подхода возникла жаккардовая машина.

Жозеф Мари Жаккард увидел, что можно разработать механизм для производства сложных узоров. Возможно, он сочетал в себе механические элементы других изобретателей, но, безусловно, вводил новшества. Его машина в целом была похожа на устройство Вокансона , но он использовал отдельные картонные карты Жана-Батиста Фалькона и свою квадратную призму (или карточный «цилиндр»): ему приписывают полную перфорацию каждой из ее четырех сторон, заменив Вокансона. перфорированная «бочка». В машине Жаккарда было восемь рядов игл и стоек, у Вокансона - двойной. Эта модификация позволила увеличить фигуру станка. В своей первой машине он поддерживал обвязку веревками с узлами, которые он поднимал с помощью единственной доски-ловушки.

Одним из главных преимуществ, заявленных для жаккардового станка, было то, что в отличие от предыдущих станков для ткачества из дамасской стали, в которых фигурный навес обычно рисовался один раз для каждых четырех выстрелов, с новым устройством его можно было рисовать на каждом кадре, таким образом производя ткань. с большей четкостью контура.

Изобретение Жаккарда оказало глубокое влияние на Чарльза Бэббиджа . В этом отношении некоторые авторы считают его предшественником современных компьютерных технологий.

Принцип работы

Принципиальная схема жаккардовой системы
Диаграмма Жаккарда. Пронумерованные компоненты соответствуют описанию в тексте.
XIX век. Инженерный чертеж жаккардового ткацкого станка.

На схеме карты скреплены в непрерывную цепочку (1), которая проходит над квадратной коробкой. При каждом повороте на четверть перед жаккардовой головкой появляется новая карточка, представляющая один ряд (один «отрывок» челнока, несущего уток ). Коробка поворачивается вправо в показанное положение и прижимается к тягам управления (2). Там, где есть отверстие, стержень проходит через карту и остается неподвижным, тогда как если отверстие не пробито, стержень смещается влево. Каждый стержень воздействует на крючок (3). Когда стержень вставлен внутрь, крючок смещается влево, а стержень, который не вставлен внутрь, оставляет свой крючок на месте. Затем под крючками поднимается балка (4), а те крючки в месте упора поднимаются; смещенные крюки не перемещаются балкой. Каждый крючок может иметь несколько шнуров (5). Шнуры проходят через направляющую (6) и прикрепляются к их петле (7) и возвратному грузу (8). В галев поднять перекос , чтобы создать навес , через который челнок нес утку пройдет. Ткацкий станок с головкой крючка 400 может иметь четыре нити, соединенных с каждым крючком, в результате получается ткань шириной 1600 концов основы с четырьмя повторами переплетения, проходящими поперек.

Термин «жаккардовый ткацкий станок» несколько неточен. Это «жаккардовая голова», которая адаптируется ко многим добби-ткацким станкам, которые позволяют ткацкому станку создавать замысловатые узоры, часто встречающиеся в жаккардовом ткачестве.

Ткацкие станки с жаккардовым приводом, хотя и относительно распространены в текстильной промышленности, не так широко распространены, как ткацкие станки с кареткой, которые обычно быстрее и намного дешевле в эксплуатации. Однако добби-ткацкие станки не способны производить столько разных переплетений из одной основы . Современные жаккардовые машины управляются компьютерами вместо оригинальных перфокарт и могут иметь тысячи крючков.

Заправка резьбы на жаккардовом станке настолько трудоемка, что многие станки заправляются только один раз. Последующие перекосы затем привязаны к существующему перекосу с помощью заузливания робота , который связывает каждый новый поток по отдельности. Даже для небольшого ткацкого станка с несколькими тысячами концов основы процесс заправки нити может занять несколько дней.

Механические жаккардовые устройства

Перфокарты в жаккардовом ткацком станке.
Пробойник для жаккардовых карт

Первоначально жаккардовые машины были механическими , а дизайн ткани хранился в серии перфокарт, которые соединялись в непрерывную цепочку. Жаккарды часто были небольшими и независимо контролировали лишь несколько концов основы. Для этого потребовалось несколько повторов по ширине ткацкого станка. Машины большей производительности или использование нескольких машин позволяли лучше контролировать работу с меньшим количеством повторов, и, следовательно, более крупные конструкции можно было ткать по ширине ткацкого станка.

Завод должен выбрать ткацкие станки и проливают механизмы для удовлетворения своих коммерческих требований. Как правило, чем больше требовалось контроля деформации, тем больше затраты. Поэтому покупать жаккардовые станки неэкономично, если можно обойтись карданным механизмом . Помимо капитальных затрат, жаккардовые машины более дороги в обслуживании, так как они сложны и требуют более квалифицированного персонала; Для подготовки проектов ткацкого станка и, возможно, картонарезного станка требуется дорогостоящая система проектирования. Плетение обходится дороже, так как жаккардовые механизмы более склонны вызывать неисправности, чем каркасные или кулачковые швы. Кроме того, ткацкие станки не будут работать так быстро, и время простоя увеличится, потому что требуется время, чтобы изменить непрерывную цепочку карт при изменении конструкции. По этим причинам лучше всего ткать большие партии механическими жаккардами.

Электронные жаккардовые станки

Записано, что в 1855 году француз приспособил жаккардовый механизм к системе, с помощью которой он мог работать с помощью электромагнитов. Был значительный интерес, но испытания не увенчались успехом, и о разработке вскоре забыли.

Bonas Textile Machinery NV представила первый успешный электронный жаккард на выставке ITMA в Милане в 1983 году. Хотя машины изначально были небольшими, современные технологии позволили значительно увеличить производительность жаккардовых машин, а контроль одностороннего деформирования может распространяться на более чем 10 000 концов основы. Это позволяет избежать повторения и симметричного дизайна и обеспечивает практически бесконечную универсальность. Машины с компьютерным управлением значительно сокращают время простоя, связанное с изменением дизайна перфорированной бумаги, что позволяет получать партии меньшего размера. Однако электронные жаккарды являются дорогостоящими и могут не потребоваться на фабрике, ткающей большие партии изделий и изделия меньшего размера. Машины большего размера, позволяющие контролировать деформацию с одного конца, очень дороги и могут быть оправданы только там, где требуется большая универсальность или требуется выполнение очень специализированных требований к конструкции. Например, они являются идеальным инструментом для увеличения возможностей и расширения универсальности нишевых ткачей из жаккарда, которые остаются активными в Европе и на Западе, в то время как большая часть ткацких изделий крупными партиями переместилась в регионы с низкими затратами.

Льняные изделия, связанные с жаккардовым плетением, - это льняные дамасские подгузники, жаккардовые ткани для одежды и дамасское постельное белье. В жаккардовом ткачестве используются всевозможные волокна и смеси волокон, и оно используется при производстве тканей для многих конечных целей. Жаккардовое плетение также можно использовать для создания тканей с узором Matelassé или парчи . Ведутся исследования по разработке слоистых и фасонных изделий в качестве армирующих компонентов для конструкций из композитных материалов .

Плетеный шелковый молитвенник

Вершиной производства на жаккардовом станке является молитвенник, сотканный из шелка. Книга называется Livre de Prières. Tissé d'après les enluminures des manuscrits du XIVe au XVIe siècle . Все 58 страниц молитвенника были сделаны из шелка, сотканы на жаккардовом станке черной и серой нитью. Страницы имеют продуманные рамки с текстом и изображениями святых. Подсчитано, что для кодирования страниц требовалось от 200 000 до 500 000 перфокарт из расчета 160 нитей на см (400 нитей на дюйм).

Он был выпущен в 1886 и 1887 годах в Лионе, Франция. Он был публично представлен на Всемирной выставке 1889 года . Он был разработан RPJ Hervier, соткан JA Henry и опубликован A. Roux. Чтобы исправить это, потребовалось 2 года и почти 50 испытаний. Было выпущено примерно 50-60 экземпляров.

Важность вычислений

Жаккардовая головка использовала сменные перфокарты для управления последовательностью операций. Это считается важным этапом в истории вычислительной техники . Возможность изменять узор ткацкого станка путем простой замены карточек была важным концептуальным предшественником развития компьютерного программирования и ввода данных. Чарльз Бэббидж знал о жаккардовых машинах и планировал использовать карты для хранения программ в своей аналитической машине . В конце 19 века Герман Холлерит сделал еще один шаг вперед к идее использования перфокарт для хранения информации, когда создал машину для составления таблиц с перфокартами, которую он использовал для ввода данных для переписи населения США 1890 года . Крупная отрасль обработки данных с использованием технологии перфокарт была развита в первой половине двадцатого века, и вначале доминировала корпорация International Business Machine (IBM) с ее линейкой оборудования для записи единиц . Карты использовались для данных, однако программирование выполнялось с помощью коммутационных панелей .

Некоторые ранние компьютеры, такие как автоматический калькулятор IBM 1944 года с автоматическим управлением последовательностью (Harvard Mark I), получали программные инструкции с бумажной ленты с дырочками, наподобие гирлянды карт Жаккара. Позже компьютеры запускали программы из высокоскоростной памяти, хотя карты обычно использовались для загрузки программ в память. Перфокарты использовались в вычислительной технике до середины 1980-х годов.

Примеры

Смотрите также

Примечания

использованная литература

Источники

внешние ссылки