Maszyna żakardowa - Jacquard machine

Ten portret żakardowy został utkany z jedwabiu na krośnie żakardowym i wymagał 24 000 dziurkowanych kart (1839). Produkowany był tylko na zamówienie. Charles Babbage był właścicielem jednego z tych portretów; zainspirowało go to do używania perforowanych kart w jego silniku analitycznym . Znajduje się w kolekcji Muzeum Nauki w Londynie w Anglii.
Krosno żakardowe pokazujące karty informacyjne, Narodowe Muzeum Szkocji

Urządzenie żakardowe ( francuski:  [ʒakaʁ] ) jest zamontowane urządzenie do krosna , który ułatwia proces wytwarzania tkanin z takich złożonych wzorów jak brokatu , adamaszkiem i matelassé . Powstały zespół krosna i maszyny żakardowej nazywany jest wówczas krosnem żakardowym . Maszyna została wynaleziona przez Josepha Marie Jacquarda w 1804 roku na podstawie wcześniejszych wynalazków Francuzów Basile Bouchona (1725), Jeana Baptiste Falcona (1728) i Jacquesa Vaucansona (1740). Maszyna była kontrolowana przez „łańcuch kart”; kilka kart dziurkowanych połączonych w ciągłą sekwencję. Na każdej karcie wybito wiele rzędów otworów, przy czym jedna kompletna karta odpowiadała jednemu rzędowi wzoru.

Zarówno proces żakardowy, jak i niezbędne mocowanie krosna zostały nazwane na cześć ich wynalazcy. Mechanizm ten jest prawdopodobnie jedną z najważniejszych innowacji tkackich, ponieważ przesmyki żakardowe umożliwiły automatyczną produkcję nieograniczonych odmian tkania o złożonym wzorze. Termin „żakard” nie jest specyficzny ani ograniczony do żadnego konkretnego krosna, ale raczej odnosi się do dodanego mechanizmu sterującego, który automatyzuje tworzenie wzorów. Proces może być również stosowany do dzianin wzorzystych i tekstyliów dzianych maszynowo, takich jak dżerseje .

Użycie wymiennych kart dziurkowanych do sterowania sekwencją operacji jest uważane za ważny krok w historii sprzętu komputerowego i jest inspiracją dla silnika analitycznego Charlesa Babbage'a .

Historia

Tradycyjnie wzory figurowe były wykonywane na krosnach . W heddles z zakończeń osnowy do podciągany zostały ręcznie wybrane przez drugiego operatora chłopca rozciągania, nie tkacza. Praca była powolna i pracochłonna, a złożoność wzoru była ograniczona czynnikami praktycznymi.

Pierwszy prototyp krosna typu żakardowego wykonał w drugiej połowie XV wieku włoski tkacz z Kalabrii Jean le Calabrais, zaproszony do Lyonu przez Ludwika XI . Wprowadził nowy rodzaj maszyny, która była w stanie obrabiać przędzę szybciej i dokładniej. Z biegiem lat trwała poprawa krosna.

Udoskonalenie krosna nastąpiło w 1725 r., kiedy Basile Bouchon wprowadził zasadę stosowania perforowanej taśmy papierowej. Ciągła rolka papieru była dziurkowana ręcznie, w odcinkach, z których każda reprezentowała jeden bicz lub bieżnik, a długość rolki była określana przez liczbę strzałów w każdym powtórzeniu wzoru. Maszyna żakardowa ewoluowała następnie z tego podejścia.

Joseph Marie Jacquard zauważył, że można opracować mechanizm do produkcji wyrafinowanych wzorów. Być może łączył mechaniczne elementy innych wynalazców, ale z pewnością wprowadził innowacje. Jego maszyna była generalnie podobna do aranżacji Vaucansona , ale wykorzystał indywidualne kartonowe karty Jean-Baptiste Falcona i jego kwadratowy pryzmat (lub „cylindrę”): przypisuje się mu całkowite perforowanie każdego z czterech boków, zastępując Vaucansona. perforowana „beczka”. Maszyna Jacquarda zawierała osiem rzędów igieł i stojaków, podczas gdy Vaucanson miał podwójny rząd. Ta modyfikacja umożliwiła mu zwiększenie zdolności figurowania maszyny. W swojej pierwszej maszynie podtrzymywał uprząż za pomocą zawiązanych linek, które podniósł za pomocą pojedynczej deski pułapki.

Jedną z głównych zalet maszyny żakardowej było to, że w przeciwieństwie do poprzednich maszyn do tkania adamaszku, w których szopa figurująca była zwykle rysowana raz na cztery strzały, w nowym urządzeniu można ją było narysować przy każdym ujęciu, tworząc w ten sposób tkaninę. z większą definicją konturu.

Wynalazek Jacquarda miał głęboki wpływ na Charlesa Babbage'a . Pod tym względem jest postrzegany przez niektórych autorów jako prekursor nowoczesnej technologii komputerowej .

Zasady działania

Schemat ideowy systemu Jacquard
Schemat żakardowy. Ponumerowane elementy są zgodne z opisem w tekście.
XIX-wieczny rysunek techniczny krosna żakardowego.

Na schemacie karty są połączone w ciągły łańcuch (1), który przechodzi przez kwadratowe pudełko. W każdej rotacji ćwiartki nowa karta jest prezentowana żakardowej głowie, która reprezentuje jeden rząd (jeden „wybór” czółenka niosącego wątek ). Skrzynka odchyla się z prawej strony do pokazanej pozycji i naciska na drążki sterujące (2). Tam, gdzie znajduje się dziura, pręt przechodzi przez kartę i jest nieruchomy, natomiast jeśli dziurka nie jest przebita, pręt jest przesuwany w lewo. Każdy pręt działa na haczyk (3). Po wepchnięciu pręta hak przesuwa się w lewo, a pręt, który nie jest wepchnięty, pozostawia hak na miejscu. Belka (4) następnie unosi się pod hakami, a haki w miejscu spoczynku są podnoszone; haki, które zostały przesunięte, nie są przesuwane przez belkę. Każdy haczyk może mieć kilka linek (5). Linki przechodzą przez prowadnicę (6) i są przymocowane do ich uchwytu (7) i obciążnika powrotnego (8). Igły podnoszą osnowę, tworząc przesmyk, przez który będzie przechodził wahadłowiec niosący wątek. Krosno z głowicą 400 haczyków może mieć cztery nitki połączone z każdym haczykiem, co daje tkaninę o szerokości 1600 końców osnowy z czterema powtórzeniami splotu w poprzek.

Określenie „krosno żakardowe” jest nieco nieprecyzyjne. Jest to „głowa żakardowa”, która dostosowuje się do wielu krosien Zgredek, które umożliwiają maszynie tkackiej tworzenie skomplikowanych wzorów często spotykanych w tkaniu żakardowym.

Krosna żakardowe, choć stosunkowo powszechne w przemyśle tekstylnym, nie są tak wszechobecne jak krosna dobby, które zazwyczaj są szybsze i znacznie tańsze w eksploatacji. Jednak krosna dobby nie są w stanie wyprodukować tylu różnych splotów z jednej osnowy . Nowoczesne maszyny żakardowe są sterowane komputerowo zamiast oryginalnych kart perforowanych i mogą mieć tysiące haczyków.

Nawlekanie maszyny żakardowej jest tak pracochłonne, że wiele krosien jest nawlekanych tylko raz. Kolejne osnowy są następnie wiązane z istniejącą osnową za pomocą robota wiążącego, który wiąże każdą nową nić indywidualnie. Nawet w przypadku małego krosna z zaledwie kilkoma tysiącami końcówek osnowy proces ponownego nawlekania może zająć kilka dni.

Mechaniczne urządzenia żakardowe

Karty dziurkowane używane w krośnie żakardowym.
Dziurkacz do kart żakardowych

Pierwotnie maszyny żakardowe były mechaniczne , a projekt tkaniny był przechowywany w serii kart dziurkowanych, które połączono w ciągły łańcuch. Żakardy często były małe i niezależnie kontrolowały tylko kilka końcówek osnowy. Wymagało to wielu powtórzeń na całej szerokości krosna. Maszyny o większej wydajności lub użycie wielu maszyn pozwoliły na większą kontrolę, z mniejszą liczbą powtórzeń, a zatem większe wzory można było tkać na całej szerokości krosna.

Fabryka musi wybrać krosna i mechanizmów rzucającymi dostosowane do jego wymagań komercyjnych. Z reguły im większa kontrola osnowy, tym większy koszt. Więc nie jest opłacalne kupowanie maszyn żakardowych, jeśli można zadowolić się mechanizmem dobby . Oprócz nakładów inwestycyjnych, maszyny żakardowe są bardziej kosztowne w utrzymaniu, ponieważ są złożone i wymagają bardziej wykwalifikowanego personelu; do przygotowania projektów krosna wymagany jest kosztowny system projektowania i ewentualnie maszyna do cięcia kart. Tkanie jest bardziej kosztowne, ponieważ mechanizmy żakardowe są bardziej podatne na wady niż zgredek lub zrzucanie krzywek. Ponadto krosna nie będą działać tak szybko, a czas przestoju wzrośnie, ponieważ zmiana ciągłego łańcucha kart wymaga czasu, gdy zmieni się projekt. Z tych powodów najlepiej tkać większe partie żakardami mechanicznymi.

Elektroniczne maszyny żakardowe

Odnotowano, że w 1855 roku Francuz dostosował mechanizm żakardowy do systemu, w którym mógł on być obsługiwany przez elektromagnesy. Zainteresowanie było duże, ale próby nie powiodły się i wkrótce zapomniano o rozwoju.

Bonas Textile Machinery NV wprowadziła pierwszy udany elektroniczny Jacquard na targach ITMA w Mediolanie w 1983 roku. Chociaż początkowo maszyny były małe, nowoczesna technologia pozwoliła znacznie zwiększyć wydajność maszyny Jacquard, a kontrola osnowy na jednym końcu może rozszerzyć się do ponad 10 000 zakończeń osnowy. Pozwala to uniknąć konieczności powtarzania i symetrycznych projektów oraz zapewnia niemal nieskończoną wszechstronność. Maszyny sterowane komputerowo znacznie skracają czas przestoju związany ze zmianą wzorów papieru dziurkowanego, umożliwiając w ten sposób mniejsze rozmiary partii. Jednak elektroniczne żakardy są kosztowne i mogą nie być wymagane w fabryce tkania dużych partii i mniejszych projektów. Większe maszyny umożliwiające kontrolę osnowy z jednym końcem są bardzo drogie i mogą być uzasadnione tylko tam, gdzie wymagana jest duża wszechstronność lub muszą być spełnione bardzo wyspecjalizowane wymagania projektowe. Na przykład, są idealnym narzędziem do zwiększania zdolności i rozszerzania wszechstronności niszowych tkaczy lnianych żakardowych, którzy pozostają aktywni w Europie i na Zachodzie, podczas gdy większość dużych partii wyrobów tkackich przeniosła się do obszarów o niskich kosztach.

Wyroby lniane związane z tkaniem żakardowym to lniana pielucha adamaszkowa, tkaniny odzieżowe żakardowe i adamaszkowa pościel. Tkanie żakardowe wykorzystuje wszelkiego rodzaju włókna i mieszanki włókien i jest wykorzystywane w produkcji tkanin do wielu zastosowań końcowych. Tkanie żakardowe może być również wykorzystywane do tworzenia tkanin, które mają wzór Matelassé lub brokat . Trwają badania nad opracowaniem elementów warstwowych i kształtowych jako elementów wzmacniających konstrukcje wykonane z materiałów kompozytowych .

Modlitewnik tkany jedwabiu

Zwieńczeniem produkcji przy użyciu maszyny żakardowej jest modlitewnik utkany z jedwabiu. Tytuł książki to Livre de Prières. Tissé d'après les enluminures des manuscrits z XIV w XVI wieku . Wszystkie 58 stron modlitewnika zostało wykonanych z jedwabiu, utkanego za pomocą maszyny żakardowej, przy użyciu czarnej i szarej nici. Strony mają rozbudowane obramowania z tekstem i obrazami świętych. Szacuje się, że do zakodowania stron potrzeba było 200 000 do 500 000 kart dziurkowanych przy 160 wątkach na cm (400 wątkach na cal).

Został wydany w 1886 i 1887 roku w Lyonie we Francji. Został on publicznie wystawiony na Wystawie Światowej w 1889 roku . Został zaprojektowany przez RPJ Hervier, utkany przez JA Henry i wydany przez A. Roux. Poprawność zajęła 2 lata i prawie 50 prób. Szacuje się, że wyprodukowano 50 lub 60 egzemplarzy.

Znaczenie w informatyce

Głowica żakardowa używała wymiennych kart perforowanych do kontrolowania sekwencji operacji. Jest uważany za ważny krok w historii sprzętu komputerowego . Możliwość zmiany wzoru splotu krosna poprzez zwykłą zmianę kart była ważnym koncepcyjnym prekursorem rozwoju programowania komputerowego i wprowadzania danych. Charles Babbage wiedział o maszynach żakardowych i planował używać kart do przechowywania programów w swoim silniku analitycznym . Pod koniec XIX wieku Herman Hollerith poszedł o krok dalej z pomysłem wykorzystania kart perforowanych do przechowywania informacji, kiedy stworzył maszynę do tabulacji kart perforowanych, której używał do wprowadzania danych do spisu powszechnego USA z 1890 roku . W pierwszej połowie XX wieku rozwinął się wielki przemysł przetwarzania danych wykorzystujący technologię kart dziurkowanych — początkowo zdominowany przez korporację International Business Machine (IBM) z jej linią urządzeń do zapisu jednostkowego . Karty były używane do danych, jednak z programowaniem wykonywanym przez wtyczki .

Niektóre wczesne komputery, takie jak IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (Harvard Mark I) z 1944 roku, otrzymywały instrukcje programu z papierowej taśmy dziurkowanej, podobnie jak ciąg kart Jacquarda. Późniejsze komputery wykonywały programy z szybszej pamięci, chociaż karty były powszechnie używane do ładowania programów do pamięci. Karty dziurkowane były używane w komputerach do połowy lat 80-tych.

Przykłady

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Źródła

Zewnętrzne linki