針織機竟能織出梵谷的名畫!! – i創科技

針織機竟能織出梵谷的名畫!!


我們的紡織業當然會用到紡織機,紡織機是將紗線紡成布,當然還有一種機器是紡紗機,所產生的是紗。

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圖片來源:123RF

紡織機的種類很多,我現在要和大家介紹的是圓形針織機,在過去,女士們都會打毛線,我的媽媽和我的太太都會打毛線。我小的時候專門在媽媽前面幫她拿線,可惜現在好像很少女士們會打毛線了。圓形針織機就是一架大機器,它的原理和打毛線是差不多的。

如果我們希望布料是輕柔且有舒適性,並兼具保暖功能,比方說,我們的魚鱗布和毛巾布都是靠針織技術去衍生而成的。

針織機的目的其實就是要將很多紗線互相串連起來,如圖一。

圖一

這當然是放大看的,如果這是一塊布的話,我們可以看出有兩種顏色的紗線。如何將紗線互相勾起來?針織機就是用織針與沉降片來做這件事。請看下面的圖,圖二至圖八的這些圖片由德商 Groz-Beckert提供。

圖二

圖二

圖三

圖三

圖四

圖四

圖五

圖五

圖六

圖七

圖七

圖八

圖八

我漏掉了這根針的一些行動,這根針一開始的時候是從下往上去勾那條線,在它往上去勾以前,已經有好幾條紗完成了互相勾的動作。我們圖上每一根紗好像很短,這是為了使我們搞懂怎麼回事,真正的紗是相當長的。

而且當然也不只有一根針,有相當多的針。假設我們有一百根針、一百條紗,這一百根針都在一個圓環上,紗從天而降,如圖九所示。這一張圖上我們只畫了四根針和四條紗。

圖九

圖九

這個圓環針筒會轉,所以在第一個時間,針路1對紗1,針路2對紗2,…,針100路對紗100。在第二個時間,因為圓環針筒轉動了,所以針路1對紗2,針路2對紗3,…,針路100對紗100。用這個方法,我們就可以把所有的紗都互相串連起來。

可是現在我們的針織機可以織出相當複雜的圖案,圖十就是一個例子。顯然我們至少要有三種顏色的紗,布的每一個橫線都要有不同的勾法。

圖十

圖十

我現在用一個簡單的例子來解釋針織機如何能夠織出有花樣的布。假設我們的布要紅白相間,也就是說這塊布看上去是一塊紅一塊白的,如圖十一。

圖十一

圖十一

我們當然需要紅白兩種顏色的紗線,最重要的是針上面有一個針路軌跡,可以粗略地說它是一個控制的機制,為了簡化起見,我們說這個機制是織或不織,如圖十二。針1和針2在第一針路紅紗1都是織,但是針3和針4都是不織,第二針路白紗2正好相反,針1和針2不織,針3和針4會織。

圖十二

圖十二

我們可以想見的是,對紅紗而言,它一開始被織兩針,然後就沒有人理它了,可以說它是空下來了。白紗一開始沒人理,兩針以後,它就被織了。兩條線其實又是互相勾結在一起,所以我們正面去看那塊布的任何一條橫線,都是紅紅白白,如圖十三所示。

圖十三

圖十三

還有一件小事要注意,紅線並沒有斷掉,它僅僅是被白線蓋住了,所以如果我們把布翻過來看,你會發現紅線還是存在的。

這當然是簡化了針織機,真正的針織機是相當複雜的,大家不妨看圖十四。我所看到的針織機,高度幾乎和一般的天花板差不多。

圖十四

圖十四

我們國家的針織機工業是相當不錯的,大約占全世界針織機銷售數目的33%。台灣典型的針織機有5556根針(一般約2200根針>3000根針左右),出針到收針,大約是8.6ms。

範例:一台90針路,一分鐘25rpm,機台1轉等於出針到收針90次,每一次出針到收針,大約是0.2666秒。(60秒/25rpm/90針路=0.2666秒)

希望大家知道,世界上是沒有一台針織機可以織出所有花樣的布,所以如果廠商要有某一種布,就必須找針織機的設計及製造廠商替它設計一架針織機。當然這一架針織機也可以經由控制器的改變而織出好幾種樣式的布來,但是種類榮是有限的。所以我們的工程師在接到訂單以後,必須在短時間內完成設計。當然製造工程師也要能很精切地將這架針織機製造出來。

大多數人都不知道紡織業中有一個行業是相當難的,那就是針織機這個產業。我們國家能夠有針織機這個產業而且能夠外銷到世界各地,顯示我們國家已經進入了能夠設計精密機械。當然,歐洲德國、義大利有更精密的針織機。它們針的數目是7,540根。我們的針織機廠商常常到歐洲去參加ITMA世界紡織機械的展覽,我們大家應該鼓勵他們,一方面讚揚他們的成就,一方面鼓勵他們繼續地努力,使我們國家能夠製造出世界最頂級的針織機。

在歐洲展覽當然不能只展覽機器,還要展覽機器所做出來的產品。很難想像我們台灣在義大利展覽的時候,推出很多所謂情境展覽區。以下就是一個情境展覽區的照片。從這張照片可以看出我們的工程師不僅要會設計機械,還要有足夠的人文素養和國際觀。照片中的布料全是台灣公司的產品。

圖十五

圖十五

我上面的例子只談到了兩個控制器,當然最多可以有36個控制器,因此我們利用這種針織機織出來的布樣圖案可以有36行,再多就不行了。但是我們現在的布樣是相當複雜的,絕對不會只有36行。為什麼可以織出如此複雜的布?乃是因為現在我國的針織機幾乎全部用電腦了,有了電腦,我們就很容易地控制哪一根針在哪一個時間上升織哪一條線。以下幾張圖都是我們國家針織機所織出來的布樣,這些都是和故宮博物院合作的。

圖十六

圖十六

圖十七

圖十七

以下的一張圖是最不可思議的,因為我們居然可以用針織機織出梵谷的名畫。能夠織出梵谷的畫完全靠一位很有耐心的工程師寫程式,據說他寫了幾個星期才寫完,當然也測試很久。程式中間如果有任何一點錯,成品就前功盡棄了。

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圖十八

 

 

(本文經李家同教授同意授權轉載「針織機可以織出梵谷的畫」)

 

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關於作者


李家同
研究領域為符號邏輯、演算法設計分析、平行計算方法、生物資訊等相關研究,並在這些領域發表超過一百篇以上之國際論文。近年則從事時事評論和英文學習書籍寫作。

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