آلة جاكار

آلة جاكارد ( بالفرنسية: [ ʒakaʁ ] ) هي جهاز يُركّب على النول ، يُسهّل عملية تصنيع المنسوجات ذات الأنماط المعقدة كالديباج والداماسك والماتلاسيه . ^{[ 3 ]} يُطلق على المجموعة الناتجة من النول وآلة جاكارد اسم نول جاكارد . حصل جوزيف ماري جاكارد على براءة اختراع الآلة عام 1804، ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} استنادًا إلى اختراعات سابقة للفرنسيين بازيل بوشون (1725)، وجان بابتيست فالكون (1728)، وجاك فوكانسون (1740). ^{[ 8 ]} كانت الآلة تُتحكّم بواسطة "سلسلة من البطاقات"؛ وهي عبارة عن عدد من البطاقات المثقوبة المتشابكة معًا في تسلسل متصل. ^{[ 9 ]} تُثقب صفوف متعددة من الثقوب على كل بطاقة، بحيث تُطابق كل بطاقة كاملة صفًا واحدًا من التصميم.

سُميت كل من عملية الجاكار وملحق النول اللازم لها نسبةً إلى مخترعها. تُعد هذه الآلية على الأرجح من أهم ابتكارات النسيج ، إذ مكّنت تقنية الجاكار من الإنتاج الآلي لأنواع لا حصر لها من أنماط النسيج المعقدة. لا يقتصر مصطلح "الجاكار" على نول معين، بل يشير إلى آلية التحكم الإضافية التي تُؤتمت عملية تشكيل الأنماط. يمكن استخدام هذه العملية أيضًا في صناعة الملابس المحبوكة المزخرفة والمنسوجات المحبوكة آليًا مثل الكنزات الصوفية . ^{[ 10 ]}

يعتبر استخدام البطاقات المثقبة القابلة للاستبدال للتحكم في سلسلة من العمليات خطوة مهمة في تاريخ أجهزة الحوسبة ، حيث ألهمت المحرك التحليلي لتشارلز باباج .

تقليديًا، كانت تُصنع التصاميم المزخرفة على نول يدوي . وكان عامل ثانٍ، يُدعى مساعد النساج، يختار يدويًا حلقات النير التي تُسحب عليها خيوط السدى، وليس النساج نفسه. كان العمل بطيئًا ويتطلب جهدًا كبيرًا، وكانت درجة تعقيد النقش محدودة بعوامل عملية.

صُنع النموذج الأولي الأول لنول من نوع جاكارد في النصف الثاني من القرن الخامس عشر على يد نساج إيطالي من كالابريا ، يُعرف باسم "جان لو كالابريه"، والذي دعاه لويس الحادي عشر إلى ليون . ^{[ 11 ] [ 12 ]} وقد أدخل نوعًا جديدًا من الآلات التي كانت قادرة على معالجة الخيوط بسرعة ودقة أكبر. وعلى مر السنين، استمر إدخال تحسينات على النول. ^{[ 13 ]}

طرأ تحسين على نول السحب عام 1725، عندما قدم بازيل بوشون مبدأ استخدام شريط مثقب من الورق. كانت لفة الورق المتصلة تُثقب يدويًا على شكل أقسام، يمثل كل قسم منها خيطًا أو خطًا، وكان طول اللفة يُحدد بعدد الثقوب في كل تكرار للنمط. ثم تطورت آلة الجاكار من هذا النهج.

أدرك جوزيف ماري جاكارد إمكانية تطوير آلية لإنتاج أنماط معقدة. وربما جمع عناصر ميكانيكية من مخترعين آخرين، لكنه بالتأكيد ابتكر. كانت آلته مشابهة بشكل عام لتصميم فوكانسون ، لكنه استخدم بطاقات جان بابتيست فالكون الورقية الفردية ومنشوره المربع (أو "أسطوانة" البطاقات): يُنسب إليه الفضل في تثقيب كل جانب من جوانبه الأربعة بالكامل، مستبدلاً "برميل" فوكانسون المثقب. احتوت آلة جاكارد على ثمانية صفوف من الإبر والأعمدة، بينما كان لدى فوكانسون صف مزدوج. مكّنه هذا التعديل من زيادة قدرة الآلة على إنتاج الأشكال. في آلته الأولى، دعم جاكارد الحزام بحبال معقودة، رفعها بواسطة لوح تثبيت واحد.

من أهم المزايا التي زُعم أنها تتمتع بها آلة الجاكار أنها، على عكس آلات نسج الداماسك السابقة، حيث كان يتم رسم خيط الزخرفة مرة واحدة لكل أربع رميات، يمكن رسمه مع الجهاز الجديد في كل رمية، مما ينتج عنه نسيج ذو تحديد أكبر للخطوط الخارجية. ^{[ 14 ]}

كان لاختراع جاكارد تأثير عميق على تشارلز باباج . ومن هذا المنطلق، يعتبره بعض المؤلفين رائداً لتكنولوجيا الحوسبة الحديثة . ^{[ 15 ]}

كما هو موضح في الرسم التخطيطي، تُثبّت البطاقات في سلسلة متصلة (1) تمر فوق صندوق مربع. عند كل ربع دورة، تُقدّم بطاقة جديدة إلى رأس الجاكار، تمثل صفًا واحدًا (لقطة واحدة من المكوك الذي يحمل اللحمة ) . يتأرجح الصندوق من اليمين إلى الموضع الموضح ويضغط على قضبان التحكم (2). لكل ثقب في البطاقة، يمر قضيب ويبقى ثابتًا؛ وعندما لا يوجد ثقب، يُدفع قضيب إلى اليسار. يؤثر كل قضيب على خطاف (3). عند دفع القضيب للداخل، يتحرك الخطاف من موضعه إلى اليسار؛ أما القضيب الذي لم يُدفع للداخل فيبقى خطافه في مكانه. ثم يرتفع عارضة (4) أسفل الخطافات، وترتفع الخطافات في وضع الراحة. لا تتحرك الخطافات التي أُزيحت بفعل العارضة. يمكن أن يحتوي كل خطاف على عدة خيوط (5). يمر كل خيط عبر دليل (6) ويرتبط بحلقة نير (7) ووزن إرجاع (8) مناسبين. ترفع النير خيوط السدى لتكوين الفتحة التي يمر من خلالها المكوك الحامل لخيوط اللحمة. ^{[ 16 ]} قد يحتوي النول ذو رأس 400 خطاف على أربعة خيوط متصلة بكل خطاف، مما ينتج عنه نسيج بعرض 1600 خيط سدى مع أربع تكرارات للنسيج. ^{[ 17 ]}

إن مصطلح "نول جاكار" غير دقيق إلى حد ما. فالمقصود هو "رأس جاكار" الذي يتكيف مع العديد من أنوال الدوبي، مما يسمح لآلة النسيج بإنشاء الأنماط المعقدة التي غالباً ما تُرى في نسيج جاكار.

على الرغم من شيوع أنوال الجاكار نسبيًا في صناعة النسيج، إلا أنها ليست منتشرة على نطاق واسع مثل أنوال الدوبي التي عادةً ما تكون أسرع وأقل تكلفة في التشغيل. مع ذلك، لا تستطيع أنوال الدوبي إنتاج العديد من أنواع النسيج المختلفة من سدى واحد . أما آلات الجاكار الحديثة، فتُدار بواسطة الحواسيب بدلًا من البطاقات المثقبة التقليدية، ويمكن أن تحتوي على آلاف الخطافات.

عملية تركيب خيوط السدى في آلة الجاكار عملية شاقة للغاية، لدرجة أن العديد من الأنوال لا تُركب فيها الخيوط إلا مرة واحدة. ثم تُربط خيوط السدى اللاحقة بخيوط السدى الموجودة باستخدام روبوت عقد يقوم بربط كل خيط جديد على حدة. حتى بالنسبة للأنوال الصغيرة التي تحتوي على بضعة آلاف من خيوط السدى فقط ، قد تستغرق عملية إعادة تركيب الخيوط أيامًا.

كانت آلات الجاكار في الأصل ميكانيكية ، وكان تصميم القماش يُخزن على سلسلة من البطاقات المثقبة المتصلة ببعضها لتشكيل سلسلة متصلة. غالبًا ما كانت آلات الجاكار صغيرة الحجم وتتحكم في عدد قليل نسبيًا من خيوط السدى، مما استلزم تكرارًا عدة مرات على عرض النول. أما الآلات ذات السعة الأكبر، أو استخدام عدة آلات، فقد أتاحت تحكمًا أكبر مع عدد أقل من التكرارات؛ وبالتالي، أصبح من الممكن نسج تصاميم أكبر على عرض النول.

يجب على المصنع اختيار الأنوال وآليات فصل الخيوط بما يتناسب مع متطلباته التجارية. وكقاعدة عامة، كلما زادت دقة التحكم في خيوط السدى، زادت التكلفة. لذا، لا يُعد شراء آلات الجاكار اقتصاديًا إذا كان بالإمكان الاكتفاء بآلية الدوبي . فضلًا عن التكلفة الرأسمالية، تُكلّف آلات الجاكار أكثر في الصيانة نظرًا لتعقيدها، واحتياجها إلى مشغلين ذوي مهارات عالية، واستخدامها لأنظمة باهظة الثمن لإعداد التصاميم للنول. وبالتالي، فهي أكثر عرضة للأعطال من آلات الدوبي أو آلات فصل الخيوط ذات الكامات. كما أن الأنوال لن تعمل بالسرعة المطلوبة، وسيزداد وقت التوقف نظرًا للوقت اللازم لتغيير سلسلة البطاقات المتصلة عند تغيير التصميم. لذا، يُفضّل نسج كميات أكبر باستخدام آلات الجاكار الميكانيكية.

في عام 1855، قام رجل فرنسي ^{[ 18 ]} بتطوير آلية جاكارد لتصبح نظامًا يمكن تشغيله بواسطة المغناطيسات الكهربائية. وقد لاقى هذا التطوير اهتمامًا كبيرًا، لكن التجارب لم تكن ناجحة، وسرعان ما طواه النسيان.

أطلقت شركة بوناس لماكينات النسيج المحدودة أول ماكينة جاكار إلكترونية ناجحة في معرض ITMA ميلانو عام 1983. ^{[ 19 ] [ أ ]} على الرغم من صغر حجم الماكينات في البداية، إلا أن التكنولوجيا الحديثة سمحت بزيادة قدرة ماكينات الجاكار بشكل ملحوظ، حيث يمكن التحكم في خيوط السدى من طرف واحد لأكثر من 10000 خيط سدى. ^{[ 21 ]} هذا يُغني عن الحاجة إلى التكرار والتصاميم المتناظرة، ويُتيح مرونة لا حدود لها تقريبًا. تُقلل الماكينات المُتحكم بها بواسطة الحاسوب بشكل كبير من وقت التوقف المرتبط بتغيير بطاقات التثقيب، مما يسمح بإنتاج دفعات أصغر. مع ذلك، تُعد ماكينات الجاكار الإلكترونية مُكلفة، وقد لا تكون ضرورية في المصانع التي تُنتج دفعات كبيرة وتصاميم صغيرة. أما الماكينات الأكبر حجمًا التي تدعم التحكم في خيوط السدى من طرف واحد فهي باهظة الثمن، ولا يُمكن تبريرها إلا عند الحاجة إلى مرونة كبيرة أو تصاميم مُتخصصة للغاية. على سبيل المثال، إنها أداة مثالية لزيادة قدرة وتنوع نساجي الجاكار المتخصصين في الكتان الذين ما زالوا نشطين في أوروبا والغرب، في حين أن معظم عمليات النسيج السلعي بكميات كبيرة قد تحولت إلى الإنتاج منخفض التكلفة.

تشمل منتجات الكتان المرتبطة بنسيج الجاكار مفارش المائدة الكتانية الدمشقية، وأقمشة الملابس الجاكارية، وبياضات الأسرّة الدمشقية. يستخدم نسيج الجاكار جميع أنواع الألياف ومزيجاتها، ويُستخدم في إنتاج الأقمشة للعديد من الاستخدامات النهائية. كما يُمكن استخدام نسيج الجاكار لإنتاج أقمشة بنقوش الماتلاسيه أو البروكار . ^{[ 22 ]}

يُعدّ كتاب صلاة منسوج من الحرير، بعنوان " Livre de Prières. Tissé d'après les enluminures des manuscrits du XIVe au XVIe siècle"، ذروة الإنتاج باستخدام آلة الجاكار . ^{[ 23 ]} جميع صفحات الكتاب الثماني والخمسين منسوجة من الحرير، باستخدام آلة الجاكار وخيوط سوداء ورمادية، بمعدل 160 خيطًا في السنتيمتر (400 خيط في البوصة). تتميز الصفحات بحواف مزخرفة بنصوص وصور قديسين. ووفقًا لمؤرخ الكتب مايكل ليرد، فقد استلزم ترميز الصفحات ما يُقدّر بين 106,000 و500,000 بطاقة مثقبة. ^{[ 24 ]}

صدر الكتاب عامي 1886 و1887 في ليون، فرنسا، وعُرض للجمهور في المعرض العالمي عام 1889. صممه ر.  ب. ج  . هيرفييه، ونسجه ج  . أ. هنري، ونشره أ.  رو. ^{[ 24 ]} استغرق إعداده عامين وما يقارب 50 تجربة للوصول إلى النسخة النهائية. ويُقدّر عدد النسخ المطبوعة بما بين 50 و60 نسخة.

استخدم في تصنيع المجلد طريقة الجاكار لاستخدام البطاقات المثقوبة التي استخدمها جي إيه هنري لأول مرة في Les Laboreurs. قصيدة من جوسلين. Reproduit en caractères tissés avec License des propriétaires éditeurs (بقلم ألفونس دي لامارتين ) في عام 1878. هذا العنوان السابق هو "أول كتاب "مطبوع" بالكمبيوتر" الحقيقي. ^{[ 25 ]}

استخدم رأس جاكارد بطاقات مثقبة قابلة للاستبدال للتحكم في سلسلة من العمليات. ويُعتبر هذا الجهاز خطوةً هامةً في تاريخ أجهزة الحوسبة . ^{[ 26 ]} كانت القدرة على تغيير نمط نسيج النول بمجرد تغيير البطاقات بمثابة مقدمة مفاهيمية هامة لتطوير برمجة الحاسوب وإدخال البيانات. كان تشارلز باباج على دراية بآلات جاكارد، وخطط لاستخدام البطاقات لتخزين البرامج في محركه التحليلي . في أواخر القرن التاسع عشر، طوّر هيرمان هوليريث فكرة استخدام البطاقات المثقبة لتخزين المعلومات، فابتكر آلة جدولة تعمل بالبطاقات المثقبة، استخدمها لإدخال بيانات تعداد الولايات المتحدة لعام 1890. وشهد النصف الأول من القرن العشرين نموًا كبيرًا في صناعة معالجة البيانات باستخدام تقنية البطاقات المثقبة، والتي هيمنت عليها في البداية شركة آي بي إم (IBM) بخط إنتاجها من معدات تسجيل البيانات . استُخدمت البطاقات لتخزين البيانات، بينما تمت البرمجة باستخدام لوحات التوصيل .

كانت بعض الحواسيب المبكرة، مثل آلة حاسبة IBM ذات التحكم التسلسلي التلقائي (هارفارد مارك 1) التي طُورت عام 1944، تتلقى تعليمات البرامج من شريط ورقي مثقوب، على غرار سلسلة بطاقات جاكارد. وفي الحواسيب اللاحقة، كانت تُنفذ البرامج من ذاكرة أسرع، مع أن البطاقات كانت تُستخدم عادةً لتحميل البرامج في الذاكرة. وظلت البطاقات المثقوبة مستخدمة في الحوسبة حتى منتصف ثمانينيات القرن العشرين.

• شركة توماس فيرغسون وشركاه المحدودة

• نيلسون، هيكتور ويليام (1909). آلات الجاكار؛ ورقة تعليمات . شيكاغو: المدرسة الأمريكية للمراسلة.
• بوسيلت، إيمانويل أنتوني (1887). تحليل وشرح آلة الجاكارد: مع ملحق حول تحضير بطاقات الجاكارد . فيلادلفيا: متحف ومدرسة بنسلفانيا للفنون الصناعية.
• بوسيلت، إيمانويل أنتوني (1893). تحليل وشرح آلة الجاكار. إعداد بطاقات الجاكار ونصائح عملية لمتعلمي تصميم الجاكار . فيلادلفيا: فيلادلفيا، بوسيلت.
• رازي، سي. (1913). دراسة تحليلية لنماذج صغيرة من الحرف المعروضة في متحف الأنسجة . ليون، فرنسا: متحف الأنسجة التاريخي.

• بوسيلت، إيمانويل أ. (1892) تحليل وشرح آلة الجاكارد: إعداد بطاقات الجاكارد ونصائح عملية لمتعلمي تصميم الجاكارد. مؤرشف بتاريخ 11 يوليو 2020 في أرشيف الإنترنت - نسخة رقمية من مكتبة ليندا هول.
• CEMATEX ، اللجنة الأوروبية لمصنعي آلات النسيج (والمالكين لمعرض ITMA).