全成形電腦橫機手套設計與編織工藝

王瑩瑩，王 盼，吳志明

(1.淮北職業技術學院 工藝美術系，安徽 淮北 235000；2.江南大學 教育部針織技術工程研究中心，江蘇 無錫 214122)

近年來，全成形編織技術已成為針織服裝業未來的發展趨勢。針織手套作為常見配飾，可采用全成形編織技術通過三維立體編織實現一體成形[1-2]，下機即可直接穿戴，手感柔軟、舒適。目前市場上的手套多采用手套專用機編織而成，這種生產方式需要專機專用，在一定程度上造成資源浪費，具有一定局限性。國內對手套編織方法的研究并不多，Blaga等[3]利用一種分離技術在德國Stoll雙針床電腦橫機上實現了普通五指手套編織，但編織過程需借助其他輔助裝置來解決手指連接處的破洞問題。滿翠萍等[4]采用國產龍星電腦橫機進行針織手套的編織，因編織難度較大，需經過反復調試才可實現。劉麗妍等[5]研究了自發熱針織手套的結構與性能，但未涉及手套的設計方法及成形工藝。因此，對全成形電腦橫機手套設計和編織方法的研究至今仍處于空白階段。

本文從日本島精公司雙針床全成形電腦橫機SWG061N2 15G及配套的SDS-ONE APPEX3設計系統入手，對全成形手套的設計和編織原理進行探討，為全成形產品的設計和開發提供了理論依據。

1 全成形電腦橫機

1.1 結構組成

日本島精SWG系列全成形電腦橫機可用于生產嬰幼兒服裝、時尚配飾、防護用品、女士連褲襪及背心等產品，配有兩個針床，其中前床固定，后床可左右移動；采用R2CARRIAGE急速回轉機頭，加速了機頭回轉速度，大幅提高了生產效率。如圖1所示，機頭中央為編織系統(用S2表示)，兩側為翻針系統(用S1、S3表示，命名由機頭行進方向決定[2])；張力裝置采用可快速穿紗操作方式，編織檢測到結頭時，機器會減速或停止，增強了品質管理；彈性紗送紗裝置利用馬達控制紗線送出、歸位[3]，提高了編織穩定性；新設計的插紗裝置可插入織物線頭，插線鉤和紗剪靠馬達驅動，可將線頭準確插入；采用各自獨立驅動自跑式紗嘴，編織嵌花等組織時，可節省空車行。

圖1 機頭基本結構Fig.1 Basic structure of machine head

1.2 編織動作

全成形電腦橫機采用的織針為全成形復合針，織針由針鉤和滑片3部分構成，其中滑片上端呈2個葉片狀，滑片位于針槽中央位置。當滿針編織時，通過滑片實現單側線圈橫向移動。如圖2所示，織針主要動作包括成圈、吊目和翻針。

圖2 織針動作Fig.2 Action of needle knitting

翻針分為普通翻針、保持和返還3種狀態。普通翻針是線圈從針鉤翻到針鉤；保持是線圈從針鉤翻到滑片，并保持在滑片上；返還是從滑片翻回到針鉤上。翻針方向由機頭的行進方向決定，圖3(a)在普通翻針和保持情況下，機頭右行S3系統執行從后向前的翻針，機頭左行則執行從前向后的翻針；圖3(b)在返還情況下，機頭右行S1系統執行從后向前的返還，機頭左行則執行從前向后的返還；圖3(c)在普通翻針、保持與返還都有情況下，機頭右行S1和S3系統分別執行從后向前的返還、翻針，機頭左行則分別執行從前向后的返還、翻針；圖3(d)在編織及返還情況下，機頭右行S1和S2系統分別執行從后向前的返還、編織，機頭左行則分別執行從前向后的返還、編織。在S2系統執行編織后，后行的S3系統不能再執行翻針。

圖3 翻針規律Fig.3 Rules of loops transferred

2 全成形手套設計

2.1 結構與分類

如圖4(a)所示，通常手套主要由手指、手掌、手套口3部位組成[6]。其中，手指部位分為大拇指、食指、中指、無名指、小拇指；手掌可分為4指掌和5指掌。

手套種類有很多，其主要用于手部保暖、勞動防護及裝飾用途[7]。如圖4(b)所示，根據指部外形，可分為五指手套、連指手套、三指手套、直型手套、半指手套及無指手套(①～⑥)。通常分開的手指越少，手套的保溫效果越好，但同時對手部的活動限制越大。半指與無指手套除了具有裝飾性外，其手部靈活性較五指手套更好。

圖4 手套基本結構與分類Fig.4 Basic structure and classification of gloves

2.2 版型設計

采用全成形電腦橫機配套的SDS-ONE APPEX3設計系統，按照圖5所示流程進行手套版型設計。

圖5 手套設計流程Fig.5 Gloves design flow

基礎設定內容主要包括編織類型、組織花樣類型、手套種類、大拇指類型及左右手類型，其中編織類型可選擇滿針或隔針編織。當選擇滿針編織時可達到接近機器針距的手感，但不可編織有反針的花樣，因機器采用全成型針，故滿針編織時也可執行移針、絞花等的翻針處理；當采用隔針編織時可編織反針花樣,15 G的編織機相當于10 G的手感，但若插入彈性紗線時，根據伸縮程度，可能與上述手感有所差異。組織花樣類型分為平針和彈性紗吊目，平針類型可根據需要描繪平針或組織花樣。當編織壓力手套時，可采用彈性紗吊目，通過以彈性紗吊目描繪手套整體花樣來達到收緊效果。如圖6所示，大拇指類型可分為普通、三維立體、手掌內側及傾斜手掌內側，系統根據設定內容生成手套的基本花樣輪廓。

圖6 大拇指類型Fig.6 Types of thumb

指尖設定用于選擇指尖類型、形狀及編織方式。指尖類型可選擇全指、半指或自訂，自訂可針對五個手指任意設定各指編織方式。當采用全指時，指尖形狀分為普通、較細和最細，一般根據手指寬度，設定指尖起頭寬度，見表1。圖7為手指寬度相同時，不同指尖形狀所呈現的外觀效果。當手指寬度較窄時，普通和較細類型編織效果相同。當選擇最細類型時，可在指尖加針部分中心做挑半目使指尖更細長，但挑半目的次數與位置不可改變，且大拇指選擇手掌內側時，不可采用此類型。當采用半指時，可指定起始編織方式，分為交錯吃針、紗嘴回踢及起底編織。系統按該部分設定描繪手套的指尖編織花樣。

表1 起頭寬度設定參數Tab.1 Initial width setting parameters

圖7 指尖形狀Fig.7 Shapes of fingertips

當大拇指采用三維立體編織時，可設定手套配色花樣描繪位置和三維立體編織方式。當嵌花、提花等配色花樣描繪位置不同時，采用編織方法也不同。三維立體編織設定主要包括大拇指及大拇指根部扭轉針數。大拇指扭轉針數可設定為3針，使大拇指更容易插入。大拇指根部扭轉針數越多，大拇指離掌心越近，當采用滿針編織時，最多可設定8針；隔針時，最多可設為4針。

手指胯設定分為無重疊目和有重疊目，可根據實際需求進行指胯設定。手腕形狀分為有成型和無成型。普通短款手套多采用無成型編織，呈直筒狀；長款護腕手套可采用有成型，手腕部分會按照人體結構執行收、放針處理。

輸入尺寸與密度部分用于設定手套各部位尺寸和編織橫縱密度。先根據紗線材料，確定度目值和橫縱密，再根據生產要求，輸入各部位尺寸，系統會按橫縱密數據，將尺寸轉換成編織目數。

手套口描繪可用于描繪組織和最后平收處理，為了增加手套口的伸縮性，通常采用羅紋組織或平針+彈性紗編織。

在完成以上設計流程后，系統會生成正、反面組織花樣圖，經過花樣展開及工藝處理，將組織花樣圖轉化為展開花樣圖，通過于自動控制參數頁面設定紗嘴號碼、持紗鉤動作、線端插入方式、編織速度等工藝參數，得到編織工藝圖。然后對編織助手進行工藝檢查，若未發現編織錯誤，可直接上機編織。

3 全成形手套編織工藝

如圖8所示，以普通五指手套為例，其基本編織順序為食指、中指、無名指、小拇指、4指掌、大拇指、5指掌，以及手套口(①～⑧)。其中①～④和⑥，通過設定縱向節約循環次數來縮短工藝圖上手指部段縱向編織長度。

圖8 手套基本編織順序Fig.8 Basic knitting sequence of gloves

3.1 四指編織工藝

3.1.1 五指手套

如圖9(a)所示，當食指編織時，先采用四平組織使指尖閉合，再采用局部編織工藝實現指尖圓弧狀編織，待休止織針完全恢復編織后，保持橫向寬度不變的圓筒編織[8]，直至完成食指編織。按照此方法完成其他手指編織，編織轉數根據手指設定長度而存在差異。因小拇指與其他3個手指的指根不在同一水平線上，可通過于3指編織區域內進行圓筒編織形成3指掌，以提高手部合體性與靈活性。

圖9 五指手套編織Fig.9 Knitting of five-fingered glovess

根據手指胯設定不同，指間連接方式不同，分為無重疊目和有重疊目兩種情況。

1)無重疊目。如圖9(b)所示，當選擇無重疊目時，手指之間互相不重疊，在編織3指掌或4指掌之前，手指間保持空1針的狀態，先在空出的1針上作掛目，然后沿著指胯部分執行減針處理。但執行減針次數不宜太多，通常前后針床各減針1次即可，否則會使手指到手掌的寬度突然變小，影響手套整體美觀性。

2)有重疊目。如圖9(c)所示，當選擇有重疊目時，編織完手指部分后，通過向已經織完手指那側移針來形成重疊紗環，此時形成的重疊紗環與手套專用機編織的指胯效果相似。通常滿針編織時重疊目數設為3針，隔針編織時設定為2針。當手指部分編織單面提花或橫向無伸縮性組織時，要預先放寬手指寬度，為避免手掌太寬，可適當增加指間重疊目數進行微調。

3.1.2 半指手套

與五指手套相比，半指手套手指只編織一半且下端呈開口狀，兩者主要不同之處在于，手指部分的起始編織方式可分為交錯吃針、紗嘴回踢及起底編織。

1)交錯吃針。交錯吃針編織方式特點是編織行數固定，編織時間短，容易編織，但編織效果一般。圖10(a)為其編織工藝，為了編織穩定，先在前針床起始針位右端掛一針，并于后針床起始針位形成一個回踢紗環后，再在前后針床執行隔針圓筒編織[9]。通過交錯吃針使編織區域內各織針均掛有紗環，待編織穩定后，將之前起始針位的右端掛目放掉，繼續交錯隔針編織一轉。完成起始編織后，執行寬度不變的圓筒編織，直至完成手指編織，圖10(d)為其編織效果。

2)紗嘴回踢。紗嘴回踢編織方式特點在于編織工藝較復雜，編織時間長，但編織效果美觀。如圖10(b)所示，先在前針床交替執行紗嘴回踢、喂紗成圈編織，于前針床形成幾個穩定紗環后，前床織針暫停編織，后床織針通過從右至左依次交替執行回踢、成圈編織動作，實現指掌側起始編織。隨后，后床織針暫停編織，前床織針再從左至右執行回踢、成圈編織動作，完成指背側起始編織，圖10(e)為其編織效果。

3)起底編織。起底編織方式僅限于隔針連指手套編織，且不適用于大拇指手掌內側款式手套，其主要特點為需增加廢紗、抽紗編織，具有收縮性且編織美觀。該編織方式與交錯吃針相比，起底不易卷起，起底編織組織可采用平針或羅紋。圖10(c)為隔針連指手套起底編織工藝，其中a是廢紗編織，b是抽紗編織，c是起底編織，d是4指手掌編織。編織廢紗時，先采用交替出針方式形成閉合下端，再執行隔針圓筒編織[10]，并通過翻針、移圈等動作使織針上的線圈相互間隔3個空針，為抽紗編織做準備；編織抽紗時，機頭帶入抽紗紗嘴進行圓筒編織，實現廢紗與織片分離；起底編織時，通過不斷執行翻針及隔針編織，使隔針羅紋編織前形成穩定起底，圖10(f)為其編織效果。

3.1.3 連指手套

連指手套基本特征是，僅大拇指獨立編織，其他手指連在一起編織。連指手套大拇指的編織方式與五指手套相同。連指部位的編織與普通五指手套單個手指的編織方法類似，只是橫向編織尺寸是單個手指的4倍。

3.2 大拇指編織工藝

根據大拇指形狀設定不同，選擇編織方法也不同，包括普通、三維立體、手掌內側、傾斜內側4種不同類型，圖11為其對應編織工藝。

圖11 大拇指編織工藝Fig.11 Knitting technique of thumb

3.2.1 普通類型

如圖11(a)所示，當大拇指采用普通編織外觀時，其編織方法與其他手指相同，不同之處在于，完成大拇指編織后移針方向相反，即向掌心方向移針，且大拇指與4指掌連接時，需執行十字交叉編織，以增加指胯牢固度。該編織方式織成的手套相當于工作用手套，左右手可互用。

3.2.2 三維立體類型

如圖11(b)所示，當采用三維立體編織外觀時，為使大拇指編織更容易，在編織4指掌中部時，通過移針、線圈互換使織片逆時針扭轉幾針，然后完成4指掌圓筒編織。如圖12(a)所示，由于大拇指傾斜方向與其他手指不同，故大拇指編織過程可通過線圈扭轉，使其呈自然轉向，即按A處的箭頭方向轉向里邊。執行指胯連接時，為使大拇指活動更靈活，按B處箭頭方向，將根部偏向于掌心方向扭轉幾針。5指掌編織時，按C處箭頭方向，沿著大拇指結構輪廓不斷執行收針動作，使大拇指部位更貼合手形。該編織方式織成的大拇指具有方向性，且符合人體手部結構，可左、右手專用，圖12(b)為其編織效果。

圖12 三維立體大拇指Fig.12 Three-dimensional thumb

3.2.3 手掌內側類型

手掌內側類型是指在手掌上水平織成大拇指。根據紗線選擇不同，編織難易程度不同，有時大拇指編織會很困難。如圖11(c)所示，大拇指先從指掌側的根部開始編織，前床暫停編織，僅后床執行編織。為實現指掌與指背連接，指掌編織過程中，兩端不斷執行吊目、翻針動作，并伴隨著向掌心外側移針動作；編織指尖時，采用兩邊暫停中間編織的局部編織工藝，只執行編入時后吊目1針，不執行翻針、移針動作；指背編織過程，兩端通過不斷執行不織、吊目返還，并伴隨向掌心內側移針動作，最后形成下端閉合的管狀織物，圖13為其對應編織效果。

圖13 手掌內側大拇指編織效果Fig.13 Knitting effect of palm inside thumb

3.2.4 傾斜內側類型

傾斜內側類型是指在手掌上傾斜織成大拇指，它比手掌內側類型更容易編織一些。如圖11(d)所示，大拇指開始編織時，其編織方法與其他手指相同，當編織到大拇指根部時，前床(編織手背)正常編織，后床(編織手掌)每編織1行大拇指根部線圈向掌心移2針，且將前床邊緣線圈扭轉1針到后床，使前后針床編織寬度相同。指根部位編織完成后，后床停止移針動作，前后床保持寬度不變的圓筒編織，圖14為其編織效果。

圖14 傾斜內側大拇指編織效果Fig.14 Knitting effect of inclined inside thumb

3.3 手套口編織工藝

手套口通常采用羅紋組織或平針+彈性紗進行編織，由于全成型針采用滿針編織時，不能編織帶反針花樣的組織，故滿針編織手套時，可采用平針+彈性紗編織方式。如圖15(a)所示，當采用平針+彈性紗編織手套口時，要使用兩種紗線執行不同類型圓筒編織，一種是主紗緯平針編織，另一種是彈性紗吊目、不織編織。此時，可設定彈性紗插入間隔、重復次數及編織規程數，其中規程數為插入間隔與重復次數的乘積。圖15(b)為對應的單面線圈圖，采用每編織2行主紗插入1次彈性紗，且彈性紗按吊目2針、不織1針的針距組成來執行插入。手套口編織完成后，可采用1針或2針平收方式執行最后處理。

圖15 手套口編織工藝Fig.15 Knitting technique of glove mouth

4 結 語

本文從結構分類、版型設計及編織工藝3方面探討了手套在雙針床全成形電腦橫機上的成形原理。手套基本編織順序為食指、中指、無名指、小拇指、4指掌、大拇指、5指掌及手套口；五指手套采用局部編織工藝和圓筒編織，完成手指編織；手指胯采用移針、掛目編織，實現指間連接；半指手套可選用交錯吃針、紗嘴回踢及起底編織，實現手指開口編織；大拇指可采用普通、三維立體、手掌內側、傾斜內側編織方式，實現不同形狀編織。由于全成型針滿針編織時，不可編織帶反針花樣的組織，對全成形針織手套設計與開發造成很大限制，因此，全成形編織技術未來將面臨巨大挑戰。