四針床電腦橫機全成形技術研究進展

2024年3月12日發(作者：交錯縱橫)

四針床電腦橫機全成形技術研究進展

王敏;叢洪蓮

【摘 要】四針床電腦橫機全成形技術是橫機技術發展中的一個熱點技術，四針床

電腦橫機本身的機構配置及其全成形工藝的復雜性使得該技術背后蘊含諸多研究價

值。本文梳理了四針床電腦橫機及其對應的CAD設計系統的發展歷史，指出目前

市場上成熟的四針床電腦橫機和CAD設計軟件均為島精公司所有，其中四針床電

腦橫機為MACH系列，對應的CAD設計軟件為SDS-ONE APPEX 3系統下的

Knit模塊。文章還分析了四針床電腦橫機全成形服裝的CAD設計流程，指出了全

成形工藝設計軟件的特點和設計要求，為進一步研究四針床電腦橫機全成形技術奠

定基礎。%The fully-fashioned knitting technique of four-bed computerized

lfat knitting machine has been a hot topic during the development of lfat

knitting technology. The development history of four-needle bed

computerized lfat knitting machine and related CAD software was

reviewed in this paper. And it found out that the Shima Seiki company

alone posss all the proven four-needle bed computerized flat knitting

machines and CAD software on market, i.e. the MACH ries of machines

and the Knit module under SDS-ONE APPEX 3 system. Meanwhile, the CAD

process of fully-fashioned garment was analyzed, and the traits and

requirements of fully-fashioned garment CAD were indicated, which would

undoubtedly establish a solid foundation for further exploring fully-

fashioned technique.

【期刊名稱】《紡織導報》

【年(卷),期】2016(000)009

【總頁數】5頁(P96-100)

【關鍵詞】四針床電腦橫機;全成形;package;壓縮花樣;展開花樣

【作 者】王敏;叢洪蓮

【作者單位】江南大學教育部針織技術工程研究中心;江南大學教育部針織技術工

程研究中心

【正文語種】中 文

【中圖分類】TS184.5

四針床電腦橫機全成形技術指的是在四針床電腦橫機上織造無需進行裁剪和縫制等

后處理工藝的三維立體織物的一項電腦橫機成形先進技術，由于是在機上一體成形，

故可以降低人力成本，且由于產品本身的無縫連接，加強了針織產品本身具有的舒

適性以及合體性。然而，四針床電腦橫機相比較于兩針床電腦橫機，機器配置復雜、

成本高，能熟練掌握機器性能及其產品設計方法的專業人員稀少。另一方面，四針

床電腦橫機全成形技術代表了橫機技術發展的一個方向，且該技術融合電腦橫機機

械、控制、CAD產品開發等方面，具有很高的技術含量和研究價值。故本文對國

內外四針床電腦橫機全成形技術的研究現狀進行概括，為此后展開四針床電腦橫機

全成形關鍵技術的研究奠定基礎。

通過國外文獻資料發現，電腦橫機全成形技術的研究基本都是基于兩針床電腦橫機。

朱嘯宇和祝細研究了在德國Stoll（斯托爾）兩針床電腦橫機上如何利用花型準備

系統M1/M1 Plus創建織可穿模型和花型，介紹了幾款常見織可穿服裝的成形原

理和編織原理，同時也指出了利用兩針床電腦橫機編織全成形服裝的工藝限制。黃

林初研究了如何利用國產變針距電腦橫機進行織可穿服裝的編織，主要從工藝設計

角度，如整體輪廓設計、局部細節設計、組織花型設計以及后整理等方面，分析在

國產電腦橫機上設計織可穿服裝的注意要點，同時深入研究了織可穿服裝基本款式

及各種領型的工藝設計，以及如何利用國產電腦橫機設計系統進行多種組織結構編

織的機器工藝局限性和工藝難點，探討了在國產電腦橫機上編織全成形服裝的可行

性，對在國產橫機上開發全成形服裝起到一定指導作用。彭佳佳等人探究了在兩針

床電腦橫機上編織全成形毛衫的可行性，但同時也指出兩針床電腦橫機上形成全成

形毛衫有很大的限制，主要表現在款式、花型、工藝設計以及設備等方面。國內慈

星、金龍等電腦橫機生產商也進行了有關全成形電腦橫機的研制，但都是基于隔針

編織的兩針床電腦橫機方面的改進，因此機器本身仍然存在很大限制，且由于沒有

專門的全成形設計軟件，全成形服裝的工藝需要設計者自行繪制小圖得到整體工藝，

工藝設計難度大。

綜上，國內還沒有自主開發的四針床電腦橫機及其設計軟件，對于四針床電腦橫機

本身性能以及產品開發基本處于空白階段。

2.1 四針床電腦橫機機器發展概況

Wonok Choi和Nancy 指出，在20世紀90年代，針織無縫技術開

始商業化，引發了無縫針織設備和設計軟件的發展。日本Shima Seiki（島精）公

司和德國斯托爾公司是世界上的兩大橫機領軍生產商，2個公司都對全成形技術進

行了研究，包括機器研制和軟件開發。斯托爾的全成形機型主要是CMS系列機型，

1987年的世界紡織機械展（ITMA）上，斯托爾推出第一款全成形電腦橫機CMS

340 knit ＆amp; wear，此時斯托爾對CMS機型的定位主要是用于編織變化的三

維組織結構而非一體成形服裝或全成形服裝。斯托爾目前的其他織可穿機型主要包

括：CMS 530 HP knit ＆amp; wear，CMS 730 T knit ＆amp; wear， CMS

803 HP knit ＆amp; wear，CMS 822 HP knit ＆amp; wear， CMS 830 C knit

＆amp; wear，CMS 830 S knit ＆amp; wear，其中CMS 730 T knit ＆amp;

wear帶有輔助針床，用于翻針移圈，但是無法進行編織，其余機型都是兩針床配

置。島精是目前世界上唯一一家將四針床電腦橫機及其CAD設計軟件推向市場的

公司。

對橫編全成形技術的研究由來已久。1940年，美國生產商公開了在改進的電腦橫

機上織出一款成形裙子的專利，該成形裙子上的扣眼使用到了局部編織技術。目前

電腦橫機上使用局部編織技術已經很普遍了，該技術不僅能夠改善織物的懸垂性、

合體性，還能降低生產成本。專利中并沒有特別指出如何改進機器，但可以推測出

機器上是配置了沉降片以滿足局部編織的需要，這也是全成形技術發展歷程中一個

重要的里程碑。1955年，Hosiery Trade Journal上報道了一款通過一體成形編

織的傳統巴斯克貝雷帽；20世紀60年代，島精深入研究了在橫機上編織成形帽

子；1989年，島精推出用于編織成形衣片的SES 122F V型，配置緊湊，又向全

成形編織技術邁進了一步；直到1995年，島精在ITMA展上展出了真正意義上的

全成形電腦橫機SWG。SWG機器包括2種類型，SWG-V和SWG-X。SWG-V

有2個針床，但是針床上每個針槽里的織針都是成對配置的（twin gauge

needles）（圖1），可滿針編織；SWG-X機器有4個針床，即在普通V型配置

的兩針床上多出 2個針床（圖2），分別為前下針床FD、前上針床FU、后下針

床BD、后下針床BU以及在后上針床上配置的紗環壓腳針板LP（loop pressor），

4個針床FD和BU、BD和FU、FD和BD之間可進行相互的翻針移圈。SWG-X

是在SES122RT基礎上演化來的，而SES122RT機器是島精在1993年研發，也

配備 4個針床，但是上面的2個針床沒有織針，只有翻針點（tansfer point）。

后來，島精公司又研發了Whole Garment FIRST機型，具有多針距特點，可編織

精細以及粗獷型的織物，采用島精公司自主研發的可降低織針動程的滑動織針，提

高機器效率。

島精最新的全成形電腦橫機是MACH系列，MACH（馬赫）是表示音速倍速的量

詞，島精為其最新機器取名MACH也意在表明該系列機型的高速度、高產量特點。

MACH系列機型包括MACH2XS、MACH2X、MACH2S。MACH系列機型具有

4個針床，針床上裝有新型的滑動織針，針床單機頭，3 系統（1個編織系統和 2

個翻針系統），可三功位選針和翻針，標配了12把紗嘴，裝有i-DSCS+DTS的

電子式送紗裝置。

2.2 四針床電腦橫機CAD軟件發展概況

Jenny Underwood使用島精的兩針床產業用電腦橫機織造針織三維成形預制件，

其研究成果包含了對島精四針床電腦橫機以及四針床電腦橫機花型設計軟件的介紹。

等人使用了E12的四針床電腦橫機SWG-X進行不同方式的拷針并對其強

度和拉伸性做測試。1981年，島精開發出SDSONE-1000 Shimatronic Design

System，在此基礎上，于2000年開發出All-in-One Design System SDS-ONE，

該系統支持自動編程，且采用了友好的Windows視窗界面，功能多樣，有力提升

了編程的速度。除此之外，SDS-ONE還增加了對線圈的3D模擬和造型功能，軟

件本身也能處理大容量全成形花型程序。2007年開發出的SDS-ONE APPEX重

點改進對全成形服裝線圈的3D模擬功能?，F如今，島精的SDS-ONE APPEX 3

花型設計系統已經發展成一套三維立體服裝設計系統，集款式設計、工藝設計、虛

擬展示于一體。用于制作全成形花樣主要是通過Knit模塊。四針床電腦橫機全成

形服裝CAD設計流程如圖3所示。

2.2.1 款式選擇

羊毛衫根據款式分為：男、女、童式的開衫、套衫、背心和褲子；女、童式的裙類

和童套裝（帽、衫、褲），以及各類外衣、圍巾、披肩、風雪帽和窗簾、床罩、帷

幕、壁毯等裝飾產品。最典型的羊毛衫分類方法是將其分為毛衣類（套衫和開衫）、

背心類、裙褲類以及其他附件類。再將不同袖型、領型、肩型作為進一步分類的影

響因素，如插肩式高領長袖套衫、平肩式V領短袖開衫及帶腰帶的長褲、喇叭裙

等。

CAD軟件中需要豐富毛衫的款式，設計者設計時只需進行款式的選擇。目前，島

精SDS-ONE APPEX 3 Knit模板中的全成形工藝繪制中可選擇：帶袖毛衣、無袖

毛衣、下身裙三大類品種，并可對這三大類進行附件編織。選擇基本款式（圖4）

后，接著繼續選擇肩型和袖型，如馬鞍肩、平肩、插肩袖，U領、V領、樽領等。

另外，傳統的毛衣編織方向與線圈縱行方向相同，即縱向編織，由于四針床電腦橫

機可以進行橫向編織，因此，大大增加了CAD軟件中毛衣款式的種類可能性。對

于不規則款式的毛衫CAD設計，可以有2種方法來實現，其一是選擇軟件中已有

的相似款式對其進行輪廓的修改以達到設計者的特殊款式，其二是設計者自行繪制

新的款式并設計，該方法對設計人員的工藝要求很高。理想情況，全成形CAD軟

件還需具備：能將設計者自行設計的非常規款式毛衫加入到款式庫中，不斷豐富款

式庫，下一次進行相同款式或類似款式設計時可以直接從款式庫中調用，以節省設

計時間。

2.2.2 生成輪廓

在選擇好全成形毛衫的基本款式后，設計者輸入成品的尺寸和密度，得到前后片的

輪廓圖（圖5）。由于四針床電腦橫機生成全成形毛衫的總體思路是：其中的2個

斜對角針床前下針床FD和后上針床BU編織毛衫的前片，剩下 2個斜對角針床后

下針床BD和前上針床FU編織毛衫的后片。因此，在進行毛衫設計時可以設計前

后片輪廓。設計者首先輸入尺寸和密度，軟件自動生成一個基本輪廓，在此基礎上，

設計者可以對輪廓進行修改。

2.2.3 花型設計

四針床電腦橫機上生產的全成形毛衫一般為單面組織，也可以進行單面浮線提花。

因此，設計者在組織設計時，可以充分利用電腦橫機的可翻針、可移床特點，進行

挑孔、絞花等移圈組織，米粒針、正反針等雙反面組織，單珠地、雙珠地網眼等集

圈組織的設計，同時合理安排紗嘴進行橫條單面組織的設計。同樣可以在前后片輪

廓上進行顏色類或結構類提花設計，圖6為在前片上進行圖案設計。

2.2.4 收放針以及連接設計

四針床電腦橫機上生產全成形毛衫以圓筒編織為基礎，對于前后片的連接以及不同

圓筒的合并，需要考慮具體的編織工藝，包括紗嘴使用、針床橫移、加減針等因素，

但對于設計者而言，同時考慮這些因素會大大增加設計難度。為此，軟件需要能自

動在毛衫的特定位置上做上標記，提醒該標記處將進行某種特殊編織動作，如收放

針、身袖連接、開領等，而設計者只需通過在彈出式窗口或下拉式菜單中設置所需

要的效果，即可得到如圖7所示的全成形毛衫細節要求標記圖。

本文總結了國內外對四針床電腦橫機全成形技術的研究進展情況，發現國外只有為

數很少的幾篇文獻中提到四針床電腦橫機的發展歷史，以及與四針床電腦橫機相配

套的花型設計軟件的基本使用思路，還沒有對四針床電腦橫機的性能和工作原理、

全成形服裝工藝設計軟件的設計本質以及四針床電腦橫機的全成形關鍵技術進行深

入的研究。目前世界上島精生產了四針床電腦橫機并開發了花型設計軟件，且已經

成功推向市場。此外，本文總結了島精四針床電腦橫機的發展過程以及四針床電腦

橫機全成形毛衫CAD的設計思路，總結出基于成品毛衫輪廓的款式設計、組織結

構設計、花型設計思路與基于四針床電腦橫機成形編織工藝的基本編織單元設計、

展開方法等。為接下來研究四針床電腦橫機、全成形毛衫CAD設計軟件、全成形

毛衫產品開發等方向提供了借鑒。

2.2.5 編織單元設計

以上步驟都是基于最終毛衫成品效果的設計，但為了實現電腦自動進行花型編程的

目的，比如某一行中的織針動作、紗嘴動作、使用哪個針床以及針床是否橫移等，

需要將圖7 按行“翻譯成”機器基本動作。因此，考慮設計出每行的基本編織動

作循環，島精的設計軟件中將每行的基本編織動作循環稱為package基本花樣。

圖8 示意了全成形毛衫不同高度段上需要對應不同的基本編織動作，即需要對第

1～6 段分別設計package基本小圖。

由于每件全成形毛衫上會有很多不同的顏色組合行，對應的package基本花樣也

相應變多。因此，軟件需要建立package基本花樣庫，設計者只需要調用該庫中

的某個package基本花樣，而不需自行繪制。通過調用package基本花樣庫對圖

7 展開，得到 1 張由基本編織動作構成的展開圖。該展開圖即可由軟件自動翻譯

成上機文件。

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