全成形电脑横机手套设计与编织工艺

王莹莹，王 盼，吴志明

(1.淮北职业技术学院 工艺美术系，安徽 淮北 235000；2.江南大学 教育部针织技术工程研究中心，江苏 无锡 214122)

近年来，全成形编织技术已成为针织服装业未来的发展趋势。针织手套作为常见配饰，可采用全成形编织技术通过三维立体编织实现一体成形[1-2]，下机即可直接穿戴，手感柔软、舒适。目前市场上的手套多采用手套专用机编织而成，这种生产方式需要专机专用，在一定程度上造成资源浪费，具有一定局限性。国内对手套编织方法的研究并不多，Blaga等[3]利用一种分离技术在德国Stoll双针床电脑横机上实现了普通五指手套编织，但编织过程需借助其他辅助装置来解决手指连接处的破洞问题。满翠萍等[4]采用国产龙星电脑横机进行针织手套的编织，因编织难度较大，需经过反复调试才可实现。刘丽妍等[5]研究了自发热针织手套的结构与性能，但未涉及手套的设计方法及成形工艺。因此，对全成形电脑横机手套设计和编织方法的研究至今仍处于空白阶段。

本文从日本岛精公司双针床全成形电脑横机SWG061N2 15G及配套的SDS-ONE APPEX3设计系统入手，对全成形手套的设计和编织原理进行探讨，为全成形产品的设计和开发提供了理论依据。

1 全成形电脑横机

1.1 结构组成

日本岛精SWG系列全成形电脑横机可用于生产婴幼儿服装、时尚配饰、防护用品、女士连裤袜及背心等产品，配有两个针床，其中前床固定，后床可左右移动；采用R2CARRIAGE急速回转机头，加速了机头回转速度，大幅提高了生产效率。如图1所示，机头中央为编织系统(用S2表示)，两侧为翻针系统(用S1、S3表示，命名由机头行进方向决定[2])；张力装置采用可快速穿纱操作方式，编织检测到结头时，机器会减速或停止，增强了品质管理；弹性纱送纱装置利用马达控制纱线送出、归位[3]，提高了编织稳定性；新设计的插纱装置可插入织物线头，插线钩和纱剪靠马达驱动，可将线头准确插入；采用各自独立驱动自跑式纱嘴，编织嵌花等组织时，可节省空车行。

图1 机头基本结构Fig.1 Basic structure of machine head

1.2 编织动作

全成形电脑横机采用的织针为全成形复合针，织针由针钩和滑片3部分构成，其中滑片上端呈2个叶片状，滑片位于针槽中央位置。当满针编织时，通过滑片实现单侧线圈横向移动。如图2所示，织针主要动作包括成圈、吊目和翻针。

图2 织针动作Fig.2 Action of needle knitting

翻针分为普通翻针、保持和返还3种状态。普通翻针是线圈从针钩翻到针钩；保持是线圈从针钩翻到滑片，并保持在滑片上；返还是从滑片翻回到针钩上。翻针方向由机头的行进方向决定，图3(a)在普通翻针和保持情况下，机头右行S3系统执行从后向前的翻针，机头左行则执行从前向后的翻针；图3(b)在返还情况下，机头右行S1系统执行从后向前的返还，机头左行则执行从前向后的返还；图3(c)在普通翻针、保持与返还都有情况下，机头右行S1和S3系统分别执行从后向前的返还、翻针，机头左行则分别执行从前向后的返还、翻针；图3(d)在编织及返还情况下，机头右行S1和S2系统分别执行从后向前的返还、编织，机头左行则分别执行从前向后的返还、编织。在S2系统执行编织后，后行的S3系统不能再执行翻针。

图3 翻针规律Fig.3 Rules of loops transferred

2 全成形手套设计

2.1 结构与分类

如图4(a)所示，通常手套主要由手指、手掌、手套口3部位组成[6]。其中，手指部位分为大拇指、食指、中指、无名指、小拇指；手掌可分为4指掌和5指掌。

手套种类有很多，其主要用于手部保暖、劳动防护及装饰用途[7]。如图4(b)所示，根据指部外形，可分为五指手套、连指手套、三指手套、直型手套、半指手套及无指手套(①～⑥)。通常分开的手指越少，手套的保温效果越好，但同时对手部的活动限制越大。半指与无指手套除了具有装饰性外，其手部灵活性较五指手套更好。

图4 手套基本结构与分类Fig.4 Basic structure and classification of gloves

2.2 版型设计

采用全成形电脑横机配套的SDS-ONE APPEX3设计系统，按照图5所示流程进行手套版型设计。

图5 手套设计流程Fig.5 Gloves design flow

基础设定内容主要包括编织类型、组织花样类型、手套种类、大拇指类型及左右手类型，其中编织类型可选择满针或隔针编织。当选择满针编织时可达到接近机器针距的手感，但不可编织有反针的花样，因机器采用全成型针，故满针编织时也可执行移针、绞花等的翻针处理；当采用隔针编织时可编织反针花样,15 G的编织机相当于10 G的手感，但若插入弹性纱线时，根据伸缩程度，可能与上述手感有所差异。组织花样类型分为平针和弹性纱吊目，平针类型可根据需要描绘平针或组织花样。当编织压力手套时，可采用弹性纱吊目，通过以弹性纱吊目描绘手套整体花样来达到收紧效果。如图6所示，大拇指类型可分为普通、三维立体、手掌内侧及倾斜手掌内侧，系统根据设定内容生成手套的基本花样轮廓。

图6 大拇指类型Fig.6 Types of thumb

指尖设定用于选择指尖类型、形状及编织方式。指尖类型可选择全指、半指或自订，自订可针对五个手指任意设定各指编织方式。当采用全指时，指尖形状分为普通、较细和最细，一般根据手指宽度，设定指尖起头宽度，见表1。图7为手指宽度相同时，不同指尖形状所呈现的外观效果。当手指宽度较窄时，普通和较细类型编织效果相同。当选择最细类型时，可在指尖加针部分中心做挑半目使指尖更细长，但挑半目的次数与位置不可改变，且大拇指选择手掌内侧时，不可采用此类型。当采用半指时，可指定起始编织方式，分为交错吃针、纱嘴回踢及起底编织。系统按该部分设定描绘手套的指尖编织花样。

表1 起头宽度设定参数Tab.1 Initial width setting parameters

图7 指尖形状Fig.7 Shapes of fingertips

当大拇指采用三维立体编织时，可设定手套配色花样描绘位置和三维立体编织方式。当嵌花、提花等配色花样描绘位置不同时，采用编织方法也不同。三维立体编织设定主要包括大拇指及大拇指根部扭转针数。大拇指扭转针数可设定为3针，使大拇指更容易插入。大拇指根部扭转针数越多，大拇指离掌心越近，当采用满针编织时，最多可设定8针；隔针时，最多可设为4针。

手指胯设定分为无重叠目和有重叠目，可根据实际需求进行指胯设定。手腕形状分为有成型和无成型。普通短款手套多采用无成型编织，呈直筒状；长款护腕手套可采用有成型，手腕部分会按照人体结构执行收、放针处理。

输入尺寸与密度部分用于设定手套各部位尺寸和编织横纵密度。先根据纱线材料，确定度目值和横纵密，再根据生产要求，输入各部位尺寸，系统会按横纵密数据，将尺寸转换成编织目数。

手套口描绘可用于描绘组织和最后平收处理，为了增加手套口的伸缩性，通常采用罗纹组织或平针+弹性纱编织。

在完成以上设计流程后，系统会生成正、反面组织花样图，经过花样展开及工艺处理，将组织花样图转化为展开花样图，通过于自动控制参数页面设定纱嘴号码、持纱钩动作、线端插入方式、编织速度等工艺参数，得到编织工艺图。然后对编织助手进行工艺检查，若未发现编织错误，可直接上机编织。

3 全成形手套编织工艺

如图8所示，以普通五指手套为例，其基本编织顺序为食指、中指、无名指、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，通过设定纵向节约循环次数来缩短工艺图上手指部段纵向编织长度。

图8 手套基本编织顺序Fig.8 Basic knitting sequence of gloves

3.1 四指编织工艺

3.1.1 五指手套

如图9(a)所示，当食指编织时，先采用四平组织使指尖闭合，再采用局部编织工艺实现指尖圆弧状编织，待休止织针完全恢复编织后，保持横向宽度不变的圆筒编织[8]，直至完成食指编织。按照此方法完成其他手指编织，编织转数根据手指设定长度而存在差异。因小拇指与其他3个手指的指根不在同一水平线上，可通过于3指编织区域内进行圆筒编织形成3指掌，以提高手部合体性与灵活性。

图9 五指手套编织Fig.9 Knitting of five-fingered glovess

根据手指胯设定不同，指间连接方式不同，分为无重叠目和有重叠目两种情况。

1)无重叠目。如图9(b)所示，当选择无重叠目时，手指之间互相不重叠，在编织3指掌或4指掌之前，手指间保持空1针的状态，先在空出的1针上作挂目，然后沿着指胯部分执行减针处理。但执行减针次数不宜太多，通常前后针床各减针1次即可，否则会使手指到手掌的宽度突然变小，影响手套整体美观性。

2)有重叠目。如图9(c)所示，当选择有重叠目时，编织完手指部分后，通过向已经织完手指那侧移针来形成重叠纱环，此时形成的重叠纱环与手套专用机编织的指胯效果相似。通常满针编织时重叠目数设为3针，隔针编织时设定为2针。当手指部分编织单面提花或横向无伸缩性组织时，要预先放宽手指宽度，为避免手掌太宽，可适当增加指间重叠目数进行微调。

3.1.2 半指手套

与五指手套相比，半指手套手指只编织一半且下端呈开口状，两者主要不同之处在于，手指部分的起始编织方式可分为交错吃针、纱嘴回踢及起底编织。

1)交错吃针。交错吃针编织方式特点是编织行数固定，编织时间短，容易编织，但编织效果一般。图10(a)为其编织工艺，为了编织稳定，先在前针床起始针位右端挂一针，并于后针床起始针位形成一个回踢纱环后，再在前后针床执行隔针圆筒编织[9]。通过交错吃针使编织区域内各织针均挂有纱环，待编织稳定后，将之前起始针位的右端挂目放掉，继续交错隔针编织一转。完成起始编织后，执行宽度不变的圆筒编织，直至完成手指编织，图10(d)为其编织效果。

2)纱嘴回踢。纱嘴回踢编织方式特点在于编织工艺较复杂，编织时间长，但编织效果美观。如图10(b)所示，先在前针床交替执行纱嘴回踢、喂纱成圈编织，于前针床形成几个稳定纱环后，前床织针暂停编织，后床织针通过从右至左依次交替执行回踢、成圈编织动作，实现指掌侧起始编织。随后，后床织针暂停编织，前床织针再从左至右执行回踢、成圈编织动作，完成指背侧起始编织，图10(e)为其编织效果。

3)起底编织。起底编织方式仅限于隔针连指手套编织，且不适用于大拇指手掌内侧款式手套，其主要特点为需增加废纱、抽纱编织，具有收缩性且编织美观。该编织方式与交错吃针相比，起底不易卷起，起底编织组织可采用平针或罗纹。图10(c)为隔针连指手套起底编织工艺，其中a是废纱编织，b是抽纱编织，c是起底编织，d是4指手掌编织。编织废纱时，先采用交替出针方式形成闭合下端，再执行隔针圆筒编织[10]，并通过翻针、移圈等动作使织针上的线圈相互间隔3个空针，为抽纱编织做准备；编织抽纱时，机头带入抽纱纱嘴进行圆筒编织，实现废纱与织片分离；起底编织时，通过不断执行翻针及隔针编织，使隔针罗纹编织前形成稳定起底，图10(f)为其编织效果。

3.1.3 连指手套

连指手套基本特征是，仅大拇指独立编织，其他手指连在一起编织。连指手套大拇指的编织方式与五指手套相同。连指部位的编织与普通五指手套单个手指的编织方法类似，只是横向编织尺寸是单个手指的4倍。

3.2 大拇指编织工艺

根据大拇指形状设定不同，选择编织方法也不同，包括普通、三维立体、手掌内侧、倾斜内侧4种不同类型，图11为其对应编织工艺。

图11 大拇指编织工艺Fig.11 Knitting technique of thumb

3.2.1 普通类型

如图11(a)所示，当大拇指采用普通编织外观时，其编织方法与其他手指相同，不同之处在于，完成大拇指编织后移针方向相反，即向掌心方向移针，且大拇指与4指掌连接时，需执行十字交叉编织，以增加指胯牢固度。该编织方式织成的手套相当于工作用手套，左右手可互用。

3.2.2 三维立体类型

如图11(b)所示，当采用三维立体编织外观时，为使大拇指编织更容易，在编织4指掌中部时，通过移针、线圈互换使织片逆时针扭转几针，然后完成4指掌圆筒编织。如图12(a)所示，由于大拇指倾斜方向与其他手指不同，故大拇指编织过程可通过线圈扭转，使其呈自然转向，即按A处的箭头方向转向里边。执行指胯连接时，为使大拇指活动更灵活，按B处箭头方向，将根部偏向于掌心方向扭转几针。5指掌编织时，按C处箭头方向，沿着大拇指结构轮廓不断执行收针动作，使大拇指部位更贴合手形。该编织方式织成的大拇指具有方向性，且符合人体手部结构，可左、右手专用，图12(b)为其编织效果。

图12 三维立体大拇指Fig.12 Three-dimensional thumb

3.2.3 手掌内侧类型

手掌内侧类型是指在手掌上水平织成大拇指。根据纱线选择不同，编织难易程度不同，有时大拇指编织会很困难。如图11(c)所示，大拇指先从指掌侧的根部开始编织，前床暂停编织，仅后床执行编织。为实现指掌与指背连接，指掌编织过程中，两端不断执行吊目、翻针动作，并伴随着向掌心外侧移针动作；编织指尖时，采用两边暂停中间编织的局部编织工艺，只执行编入时后吊目1针，不执行翻针、移针动作；指背编织过程，两端通过不断执行不织、吊目返还，并伴随向掌心内侧移针动作，最后形成下端闭合的管状织物，图13为其对应编织效果。

图13 手掌内侧大拇指编织效果Fig.13 Knitting effect of palm inside thumb

3.2.4 倾斜内侧类型

倾斜内侧类型是指在手掌上倾斜织成大拇指，它比手掌内侧类型更容易编织一些。如图11(d)所示，大拇指开始编织时，其编织方法与其他手指相同，当编织到大拇指根部时，前床(编织手背)正常编织，后床(编织手掌)每编织1行大拇指根部线圈向掌心移2针，且将前床边缘线圈扭转1针到后床，使前后针床编织宽度相同。指根部位编织完成后，后床停止移针动作，前后床保持宽度不变的圆筒编织，图14为其编织效果。

图14 倾斜内侧大拇指编织效果Fig.14 Knitting effect of inclined inside thumb

3.3 手套口编织工艺

手套口通常采用罗纹组织或平针+弹性纱进行编织，由于全成型针采用满针编织时，不能编织带反针花样的组织，故满针编织手套时，可采用平针+弹性纱编织方式。如图15(a)所示，当采用平针+弹性纱编织手套口时，要使用两种纱线执行不同类型圆筒编织，一种是主纱纬平针编织，另一种是弹性纱吊目、不织编织。此时，可设定弹性纱插入间隔、重复次数及编织规程数，其中规程数为插入间隔与重复次数的乘积。图15(b)为对应的单面线圈图，采用每编织2行主纱插入1次弹性纱，且弹性纱按吊目2针、不织1针的针距组成来执行插入。手套口编织完成后，可采用1针或2针平收方式执行最后处理。

图15 手套口编织工艺Fig.15 Knitting technique of glove mouth

4 结 语

本文从结构分类、版型设计及编织工艺3方面探讨了手套在双针床全成形电脑横机上的成形原理。手套基本编织顺序为食指、中指、无名指、小拇指、4指掌、大拇指、5指掌及手套口；五指手套采用局部编织工艺和圆筒编织，完成手指编织；手指胯采用移针、挂目编织，实现指间连接；半指手套可选用交错吃针、纱嘴回踢及起底编织，实现手指开口编织；大拇指可采用普通、三维立体、手掌内侧、倾斜内侧编织方式，实现不同形状编织。由于全成型针满针编织时，不可编织带反针花样的组织，对全成形针织手套设计与开发造成很大限制，因此，全成形编织技术未来将面临巨大挑战。