Механизм Жаккарда — программируемое ткачество узоров с помощью перфокарт

Нарисуйте желаемый узор переплетения на клетчатой бумаге — миллиметровке, где каждая клетка представляет одно пересечение основы и утка. Закрашенная клетка означает, что нить основы проходит над утком ("плавающая основа"); пустая клетка означает, что уток проходит над основой ("плавающий уток"). Каждая строка сетки соответствует одной прокидке (одному проходу челнока). Простой повторяющийся узор может потребовать 20–50 строк; сложный изобразительный дизайн может потребовать тысячи.

Каждая строка клетчатой бумаги становится одной перфокартой. Карта имеет сетку позиций, соответствующую количеству крючков в жаккардовом механизме — обычно от 200 до 600 позиций на карту, хотя в крупных механизмах их было до 1 200. Отверстие пробивается там, где соответствующую нить основы нужно поднять для данного прокида. Отсутствие отверстия означает, что нить остаётся опущенной. Карта является инструкцией; узор отверстий — это программа.

Поместите каждую карту на пробивную раму и используйте ручной пробойник или педальный пресс, чтобы вырезать чистые прямоугольные отверстия в отмеченных позициях. Каждое отверстие должно быть расположено точно: неправильно расположенное отверстие поднимает не ту нить и создаёт видимый дефект в узоре. Опытный пробивальщик карт мог выполнить 30–50 карт в час. Сложные узорчатые шёлковые ткани требовали от 10 000 до 24 000 карт для одного повтора.

Свяжите перфокарты в последовательность, продевая шнур через отверстия на верхнем и нижнем краях каждой карты. Карты образуют непрерывную петлю: после того как последняя карта проходит через механизм, первая карта возвращается. Это позволяет узору повторяться бесконечно. Каждая карта должна находиться в правильном порядке; одна карта, стоящая не на своём месте, нарушает весь узор.

Жаккардовый механизм устанавливается на верхней части рамы ткацкого станка, непосредственно над ремизками. Он содержит сетку вертикальных крючков, каждый из которых соединён шнуром (называемым 'simple') с одной или несколькими основными нитями внизу. Каждому крючку соответствует игла на пружине. Цепь карт проходит над перфорированным цилиндром в передней части механизма. Вся конструкция добавляет примерно один метр высоты станку.

Намотайте сотни или тысячи параллельных нитей основы на навойный валик. Жаккардовое ткачество обычно использует тонкую, прочную пряжу — изначально в Лионе использовался шёлк, хотя подходят также хлопок и гребенная шерсть. Количество концов основы должно соответствовать количеству крючков жаккардового механизма. Жаккард на 400 крючков с одной нитью на крючок требует 400 концов основы; связки ремизок могут умножать это число, так что каждый крючок управляет 2–4 нитями для более широких тканей.

Привяжите каждую основную нить к соответствующему крючку с помощью шнура ("простого"), который проходит через небольшое ушко в ремизке. Когда крючок поднимается, он поднимает шнур, который поднимает ремизку, которая поднимает основную нить. Эта взаимосвязь «один к одному» между крючком и нитью и дает жаккардовому механизму его возможности: каждая нить индивидуально адресуема, в отличие от обычного ткацкого станка, где нити сгруппированы в ремизы.

Пропустите каждую нить основы через зубец бердо, равномерно распределяя нити по ширине ткачества. Для тонкого узорчатого шёлка типичная плотность бердо составляет 30–60 зубцов на сантиметр. Бердо также выполняет роль батана, прибивая каждую уточную нить к опушке ткани.

Соберите нити основы в небольшие пучки, привяжите их к фартуку навоя и равномерно натяните основу, регулируя тормоз основного навоя. Постоянное натяжение всех нитей крайне важно — в жаккардовом ткачестве малейшие колебания натяжения сразу проявляются в виде искажений рисунка.

Вставьте бобину с уточной пряжей в челнок. Узорные жаккардовые ткани часто используют несколько цветов утка — для парчи может потребоваться от 3 до 6 челноков разных цветов, которые меняются в соответствии с рисунком. Для однотонного дамаста достаточно одного челнока. Уточная пряжа должна быть тоньше и мягче основы, чтобы получить гладкую поверхность ткани.

Запустите станок. При каждом цикле перфорированный цилиндр прижимает текущую карту к сетке пружинных игл. Там, где в карте есть отверстие, игла проходит насквозь, и её соответствующий крючок зацепляется за поднимающуюся грифу (подъёмную планку). Там, где отверстия нет, игла отжимается назад, и крючок не попадает на грифу. Выбранные крючки поднимаются, поднимая свои основные нити и формируя зев.

Наблюдайте, как цилиндр поворачивается на одну позицию после каждого захвата. Следующая карта прижимается к иглам, выбирая другой набор крючков для следующего зева. Это сердце жаккардового механизма: двоичный выбор — отверстие или его нет, поднять или не поднимать — повторяется в сотнях позиций, карта за картой. Каждая карта — это одна строка программы; ткацкий станок — это процессор; ткань — это результат.

При поднятых выбранных нитях основы пропустите челнок с уточной нитью через открытый зев — вручную на ранних станках или механически с помощью летучего челнока или механизма бросания на более поздних жаккардовых силовых станках. Уток ложится по всей ширине, переплетаясь только с опущенными нитями основы. Прибейте уток на место бердом.

После нескольких сантиметров ткачества рисунок становится видимым в ткани. Проверьте, соответствует ли узор исходному чертежу на точечной бумаге. Ошибки указывают либо на неправильно пробитую карту (неверное положение отверстия), либо на разрыв связи между крючком и основной нитью. Одна неправильно пробитая карта создает видимую горизонтальную линию ошибок по всей ширине — карту необходимо перепробить и заменить в цепи.

Для жаккардового ткачества в стиле парчи или гобелена челноки меняют, чтобы вводить разные цвета уточной нити в определённых местах узора. Цепь карт управляет тем, какие нити основы поднимаются, но ткач (или позднее — автоматический механизм смены челноков) определяет, какой цвет уточной нити заполняет каждый зев. Сочетание программируемого выбора нитей основы и нескольких цветов уточной нити даёт богато узорчатые ткани, благодаря которым Лион стал шёлковой столицей Европы.

Механизм наката наматывает готовую ткань на навой с контролируемой скоростью, поддерживая постоянную плотность прокидок. При необходимости заменяйте пустые уточные шпульки. Жаккардовое ткачество медленнее обычного ткачества на механическом станке — обычно 30–60 прокидок в минуту по сравнению с 100+ для гладкой ткани — потому что считывание карт и выборочное зевообразование требуют больше времени на каждый цикл.

Когда основа заканчивается или достигнута нужная длина, остановите станок, перережьте основу за ремизками и размотайте готовое полотно. Жаккардовые ткани варьируются от простых геометрических дамасков до фотореалистичных портретов — знаменитый тканый портрет самого Жаккарда, созданный в 1839 году Мишелем-Мари Каркийа, потребовал 24 000 перфокарт и часто называется самой сложной механической программой, созданной до появления электронного компьютера.

Механизм Жаккарда имеет два наследия. В текстильной промышленности он сделал сложные узорчатые ткани доступными — узоры, которые раньше требовали работы мастера-ткача и помощника ткача в течение недель, теперь могли производиться одним оператором, обслуживающим механический станок. В вычислительной технике он ввёл концепцию хранимых программ на физическом носителе. Герман Холлерит адаптировал перфокарты для переписи населения США 1890 года. IBM построила свою империю на обработке данных с помощью перфокарт. Линия от шёлкового станка Жаккарда до современного компьютера прямая и непрерывная.