CAD(计算机辅助设计)是指设计人员利用计算机及图形设备进行设计工作的过程,它是变革传统设计模式的核心技术,该技术与生产装备的配套程度,是衡量生产技术水平的重要标准。电脑横机是纺织机械中机电一体化、智能化程度较高的一种装备,已经基本取代了手摇横机,横编CAD软件是设计师与电脑横机之间的重要沟通工具,目前该技术领域与国外相比还有较大差距,国内横编CAD系统存在视图单一,智能化程度不高,成形与花型设计功能分离等问题,因此研究开发一套功能较完善,可视化和智能化程度也较高的横编CAD系统对缩短产品开发周期,降低生产成本,加快信息化进程,提升国产装备及产品的国际竞争力等方面有重要意义。本文从横编CAD的数据结构、图形表达、织物设计方法以及成形工艺等方面展开研究,建立了横编针织物数学模型,将横编针织物信息分为花型信息和参数信息两种,分别以编织工艺点与编织工艺行的方式对两类信息进行分析,编织工艺点中包含前后两个针床的编织动作、纱线原料以及弯纱深度等形成花型的信息,编织工艺行中包含机速、牵拉、纱嘴以及系统等参数。用矩阵形式建立两类信息的数学模型,以工艺行为纵向维度,花型信息中横向维度为花宽,参数信息中横向维度为参数个数。以针织物数学模型为理论依据,定义了横编CAD数据结构,其中花型信息定义为以点信息结构体为元素的二维数组,参数信息定义为二维数组,另外,点信息结构体中增加了用于花型意匠图压缩显示的符号编号,花型颜色,模块组号,用于编织工艺图显示的织针占位信息,用于线圈结构图显示的前后针床线圈图元编号与亮度类型以及临时记录的点选择信息。行信息中增加了花型行号,循环编织以及工艺行类型等信息。数据的增加是实现多视图表达的基础,同时也有效降低了程序运算量。采用编织工艺图,花型意匠图,线圈结构图三种视图的方式表达针织物。分析了编织工艺图中图形单元包含的数据信息,以成圈线圈为例,对不同环境中符号的变化形式进行探讨,设计了图形符号的判断流程,并通过分层贴图的方法实现了编织工艺图的绘制。花型意匠图中包含底组织图层和成形图层,对两个图层中的符号进行分类设计,图形单元采用矩形加符号的组合,为丰富图形显示方式,为矩形和符号的显示颜色提供了多种选择。线圈是线圈结构图中的图形单元,为生成快速、真实、变形灵活的线圈图元,本文提出了一种基于交织点的线圈中心线模型,对成圈、集圈的常规和变形形状进行拟合,用三次Bezier曲线建立了适用于不同变形的线圈中心线通用模型。以线圈中心线为基准进行纹理映射,加入纹理插值及亮度变化后模拟出了真实感较强的线圈,利用VC++开发了线圈模拟程序。为了能够使二维的线圈表现出三维的串套关系,提出分区分层贴图法,即对线圈纵向进行分区,将不同区域的图形按照一定规律放置于不同的图层中,然后将图层组合呈现线圈的消隐关系。提出一种贴图顺序原则,解决同一图层中的线圈重叠关系,通过该方法完成了对常规组织和绞花组织的线圈结构图表达,实现了利用线圈进行织物设计的目的。在结构类变化中,研究了自动翻针和组织覆盖两种设计方法,自动翻针的实现,增加了操作的安全性,提高了设计效率,对软件运行速度也有所提升。漫水填充算法用于不规则区域选择,实现了非均匀组织覆盖。图案提花算法研究中定义了提花分类,以图形方式对不同类型的提花进行分解,设计了非均匀提花和均匀提花的实现流程,简化了提花编辑方法。在织物成形算法中,以V领插肩女式毛衫为例,研究了成形工艺的计算、编辑及成形织物生成的方法,提出了基于款式的参数化成形工艺计算方法以及分级式成形工艺数据结构,设计自动凑算法流程实现对成形工艺的编辑,采用抛物线拟合了圆领工艺曲线。将织物成形分为成形信息转化和工艺点合成两个阶段,实现了成形工艺的条信息向成形点信息的转化,与底组织中的工艺点进行合成后完成了织物的成形工艺,简化了成形产品设计的操作流程。以上三个方面密切围绕实现横编针织物CAD系统展开研究,在电脑横机编织原理及成形方法研究的基础上进行系统开发,尽可能直观的表现针织物结构,简化操作流程,该系统有助于设计师直观高效的完成横编针织物的设计,也为将来实现横编产品的个性化定制服务打下基础。