加工中心人性化的結(jié)構(gòu)外型設(shè)計
加工中心又稱多工序自動換刀精工機床"它是將銑削、銼削、鉆削等功能集中在一臺設(shè)備上, 一次裝夾可完成多個加工要素的加工"它不僅在結(jié)構(gòu)性能方面相對于普通機床發(fā)生了根本性的變化, 而且在人性化設(shè)計方面已擺脫了冰冷而機械味十足的“不友善“的面貌, 從而變得更友善、更“人情化 更符合現(xiàn)代人的生理及心理需求"雖然我國是機床制造和擁有大國, 但進口的加工中心在國內(nèi)市場具有很高的占有率, 這對我國的機床制造業(yè)造成很大的沖擊, 因此在借鑒和研究國內(nèi)外先進技術(shù)、進一步改進和提高產(chǎn)品各項性能的同時, 還要在人性化設(shè)計上進行深入研究, 以求進一步提高其在國內(nèi)外市場的競爭力與附加值,使產(chǎn)品立于不敗之地"一、機床造型的演變發(fā)展隨著工業(yè)化革命的開始, 發(fā)展了機床;計算機的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用, 又使機床發(fā)生了根本性的變革, 由傳統(tǒng)的機械化發(fā)展到現(xiàn)代的自動化, 進而發(fā)展到當(dāng)今的由精工技術(shù)發(fā)展起來的加工中心, 功能和結(jié)構(gòu)的變化又帶來了機床造型的變化 " 分析機床造型的演變, 為設(shè)計具有人性化特點的加工中心造型提供了理論基礎(chǔ) "最初的機床是由一個電機驅(qū)動或分組由幾個電機驅(qū)動, 一根天軸把運動傳給若干臺機床, 即所謂的 /天軸傳動”, 完全是外露式的皮帶傳動"機床上所有零件機械地組合在一起,單純滿足功能需要,總體布局凌亂 、 粗笨 、簡陋, 無暇顧及外觀 、色彩和人機關(guān)系,安全性能也差"隨著機床的變速機構(gòu)由皮帶輪傳動發(fā)展為齒輪傳動, 整個機構(gòu)集裝于床頭箱內(nèi), 機床的造型發(fā)生了根本的變化 "20世紀30年代, 流線型在世界上風(fēng)靡一時, 與空氣動力學(xué)無關(guān)的機床上也廣泛地應(yīng)用, 直到40年代前后, 開始提倡形式追隨功能的設(shè)計原則,即外形跟著內(nèi)部結(jié)構(gòu)走,以曲線、曲面及大圓角過渡為基調(diào) " 這種造型給人們以圓潤 、流暢 、活潑 、親切的感覺, 為人們所喜愛 " 50年代機床多采用直線為主的方形或方形小圓角過渡的造型風(fēng)格, 受到了人們的青睞 " 60 年代至70 年代, 機床的主體造型風(fēng)格增加了平面和直線要素, 給人以挺拔渾厚 、規(guī)整、均衡 、莊重的感覺" 8 ” 年代前后,方正之中又逐漸增加了梯形, 這是由于過分追求方直形而使機床的外形呆板而活潑不足,:使人產(chǎn)生單調(diào)、貧乏的心理狀態(tài) "90 年代機、床的造型增加了斜面, 線與線 、面與面之間用小圓角過渡, 給人以有生氣 、輕巧之感 "由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 新材料 、新結(jié)構(gòu) 、新工藝的出現(xiàn), 機床造型給設(shè)計者以更大的選擇余地 "在滿足機床功能的前提下, 如何在人性化方面進行深入設(shè)計就成為現(xiàn)今機床造型設(shè)計的發(fā)展方向"二 、加工中心的人性化設(shè)計原則就特定的加工中心而言, 以人為本的設(shè)計不只局限于在改善人一機一環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一關(guān)系, 而且還包括滿足使用者審美心理上的精神需求"設(shè)計師必須把 /為人而設(shè)計 ”的觀念貫穿于產(chǎn)品設(shè)計的全過程, 也:就是以人為中心展開設(shè)計,著重研究 /物 ”與/人”之間的關(guān)系"應(yīng)遵循如下原則:1.應(yīng)注意遵循 /形式服從功能”和 /形洲式表現(xiàn)功能”的原則設(shè)計應(yīng)以簡潔的形態(tài)、醒目的色彩和富于人情味的線型表現(xiàn)具備高新技術(shù)的加工中心, 摒棄煩瑣的外觀造型與裝飾, 強調(diào) /實用” 與 /美觀”、 /技術(shù)” 與 /藝術(shù)” 的高度洲結(jié)合與統(tǒng)一, 更要注意 /物” 與 /人 ”的完美結(jié)合 "設(shè)計不僅注意有形產(chǎn)品的設(shè)計, 使洲產(chǎn)品的操作變得更容易, 而且更要注意使用者操作習(xí)慣等的 /無形的設(shè)計”"- 2.應(yīng)注意統(tǒng)一與變化的原則: 設(shè)計應(yīng)強調(diào)在產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相協(xié)調(diào)的原則下增加其色彩 、表面質(zhì)感、線型和體量關(guān)系的變化, 增加發(fā)光與亞光材料的對比運用, 通過種種因素的設(shè)計, 以各種完美的構(gòu)成, 使其在人的感知 、認識及操、作過程中體察物的價值和高科技帶來的精神滿足感 " 三 、加工中心的人性化設(shè)計方法1.加工中: 白的高技術(shù)、高情感與人性化設(shè)計加工中心所具有的高精度、 自動化和能適應(yīng)多品種 、 小批量生產(chǎn)的高技術(shù)特點,創(chuàng)造了有史以來人類機械化生產(chǎn)的高效率和高效益,同時也帶給操作者最致命的缺陷:缺乏情感、缺乏通俗化 " 換句話說, 不少加工中心設(shè)計, 過分注重了高技術(shù)的應(yīng)用和多功能的要求, 而忽視了現(xiàn)代人對加工中: 自設(shè)計越來越高的精神需求和越來越強的個性表現(xiàn)"在高科技日 新月異的當(dāng)今時代里, 人們普遍要求作為高科技生產(chǎn)的加工中: 自, 除具有高技術(shù)外,還應(yīng)注入深厚的情感賦予產(chǎn)品,使產(chǎn)品富于人性化, 令產(chǎn)品洋溢 /熱情 ”"例如德國D M G藍綠色的門及圓柱體裝飾給人以高雅清新的感覺, 控制盤的支托上裝飾了優(yōu)雅舒適的曲線,使操作者倍感親切" 使用者在操作時心情舒暢, 興趣倍增, 工作效率得到提高"2.人性化的人機交互設(shè)計人們通常會認為掌握高科技加工中: 自的操作會非常難, 需要很高技術(shù)水平, 從而影響了它的使用 "因此不僅要在硬件上通過人性化的人機界面拉近人與機器的距離, 提高工作效率, 還要從操作軟件上從人的交互認知角度考慮讓操作者易學(xué) 、易懂 、易做出反應(yīng), 現(xiàn)在某些手機的交互設(shè)計方式就值得加工中心借鑒 "作為高效生產(chǎn)的加工中心, 除- 具有高技術(shù)外, 還應(yīng)注入深厚的感性賦予產(chǎn)品, 在設(shè)計中勿忘記給操作者更多的關(guān)心和更方便的操作使用方法, 使產(chǎn)品更具人性化和親和力"比如, 在噪音的環(huán)境中, 眼睛對暖色的分辨能力下降, 而對冷色 (尤其是綠色) 的分辨能力反而上升, 這在加工中心的顯示和操縱裝置的設(shè)計中是必須引起重視的 "只有認真研究計算機系統(tǒng)下的人機界面交互設(shè)計, 才能提高產(chǎn)品的市場競爭力"3. 造型與結(jié)構(gòu)的人性化視覺處理加工中心的功能決定其結(jié)構(gòu),而結(jié)構(gòu)與造型有著密不可分的關(guān)系,造型不能脫離結(jié)構(gòu)而存在"機床支撐底部的中軸面為基準使左右兩面的體量完全對稱的造型,產(chǎn)生最強的均衡感,顯得比較莊重"對立式加工中心相對占地小,造型顯得挺拔 、重心偏高,會給人以不穩(wěn)定的傾倒感,此時可在下部涂飾重量感較強的色彩或利用表部材質(zhì)的光亮輕盈與粗糙厚重的對比關(guān)系, 以增加下部的重量感和整體穩(wěn)定感 " 臥式加工中心相對占地面積大,造型容易顯得臃腫龐大,則可根據(jù)其結(jié)構(gòu)處理好形體比例關(guān)系和重點色的配置,使其表現(xiàn)出操作簡單方便 、 造型活潑可愛,而又不失精度 、速度和效率的特點 "近年來加工中心設(shè)計開始采用人性化模塊化設(shè)計思想,把加工中心劃分為幾個模塊,分別確定各模塊的功能進行設(shè)計, 同時考慮它們的聯(lián)結(jié)及功能協(xié)調(diào),這種思想同樣適用于加工中心造型設(shè)計"例如以結(jié)構(gòu)功能來劃分, 可將加工中心劃分為底座及整體造型 、X 、Y 向進給驅(qū)動 、立柱和主軸箱、刀庫和換刀裝置等模塊 "整體造型模塊和其他模塊的設(shè)計同時進行,這樣既滿足了結(jié)構(gòu)要求,又從一開始就考慮到了產(chǎn)品的使用和形體美感,使外形與結(jié)構(gòu)達到和諧統(tǒng)一"4 .少而精的色彩搭配設(shè)計色彩在產(chǎn)品設(shè)計中有著先聲奪人的藝術(shù)魅力"據(jù)試驗表明: 人們在看物體時最初2壓內(nèi),色彩的成分占80% ; 2min{后, 色彩占60 % , 形體占40 % ; 5 min后, 色彩和形體各占50 % , 以后這種狀態(tài)將持續(xù)下去 " 由此可見, 色彩在造型效果中有著重要的作用"由于色彩具有主動吸引人的感染力, 因此研究產(chǎn)品的色彩設(shè)計, 有著重要的現(xiàn)實意義"對于精密設(shè)備的加工中心而言, 其色彩要給人以舒適、高雅 、清新的感覺"色彩力求單純, 一般 2一3色為宜, 色彩越簡潔醒 目, 整體感越強"例如, 以沉著、 利、 素、 純度不高的色彩為主, 點綴以亮麗的色彩, 使色彩單純而不單調(diào), 沉靜而不沉悶, 使操作者在使用中感覺舒適、親切,體現(xiàn)產(chǎn)品對人的體貼與尊重 "在色彩設(shè)計_匕 還要注意滿足企業(yè)形象的要求 "如果企業(yè)的產(chǎn)品已在用戶中獲得了信譽, 那么對新產(chǎn)品的開發(fā), 應(yīng)該盡力保持和維護原來產(chǎn)品的主色調(diào), 滿足企業(yè)形象和產(chǎn)品質(zhì)量在用戶心目中經(jīng)久不衰的要求 "5.人性化的安全防護和環(huán)保設(shè)計加工中心的安全感對于操作者有重要意義"安全感體現(xiàn)在操作者的生理及心理兩方面" 通過人機工程學(xué)的研究與設(shè)計,采用合理的人體測量尺寸與操作空間設(shè)計, 能夠避免無意間觸動按鈕、開關(guān)等,可以給人以生理上的安全感; 渾圓飽滿的整體造型、 精細的工藝、沉穩(wěn)的色澤可以給人以心理上的安全感"加工中心是一種高速 、 高效和高自動化的現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備,對其精度 、速度 、 結(jié)構(gòu)強度與剛度以及使用的安全性 、精度保證性等要求遠遠高于普通機床 " 加工中心設(shè)計除對運動部件和油 、汽 、液 、電線 、電纜等進行單獨防護外, 出于對整臺機床精度保持性 、作業(yè)環(huán)境保護和人身安全防護性 , 以及外部感官質(zhì)量等因素的考慮, 多采用全封閉防護造型 "全封閉防護罩, 可減少粉塵人侵, 可防止鐵屑及潤滑冷卻液的飛濺, 有些還帶有隔音降噪及機電安全連鎖功能,可明顯提高設(shè)備的精度保持性,并滿足安全和環(huán)保的要求 "四 、 加工中心造型設(shè)計案例根據(jù)以上的分析探討, 我對河南工業(yè)大學(xué)實習(xí)工廠的教學(xué)型立式加工中心和臥式工中心進行了實驗性的全封閉式造型設(shè)計,其特點如 下:1.與人操作有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計都圍繞 /人性化 ”這個中心來設(shè)計 "全封閉防護罩門窗的位置、 大小, 既要滿足加工中心監(jiān)控和拆裝工件等的要求, 又要滿足人體視高的要求 "整體上采用板塊結(jié)合式結(jié)構(gòu) "2 .設(shè)計風(fēng)格為直線加以小弧面過渡,直線給人以精致 、 嚴肅 、統(tǒng)一有序、 理性的感覺,符合加工中心高精度 、高速度 、高效率的特點"為了避免全部直線型造型顯得呆板,則在工作臺前的機床正面設(shè)計了一扇半圓玻璃圓弧門,既滿足旋轉(zhuǎn)工作臺的功能要求, 又使得造型具有時代感, 而且門上的窗口面積也隨之增大, 有利于操作者對防護罩內(nèi)的加工情況進行觀察 "3 .色彩以黃系列的淺駝色為主體色,活動門及電控柜配以紅色,既產(chǎn)生對比又具和諧高雅的效果,使操作者感到舒適 、親切,從而心情愉快 "工作臺以下漆鐵灰色則產(chǎn)生穩(wěn)重的效果 "在較大的外觀平面上,油漆采用亞光漆,避免較強的光線反射使操作者眼睛容易疲勞而影響工作,也可以使板表面的不平度不易看到 "4 .造型外部構(gòu)件的材料都采用冷軋鋼板,冷軋板材的表面質(zhì)量好,也就容易保證造型平面度要求 "5 .在開合門上設(shè)置機電安全連鎖裝置,確保人身安全"通過設(shè)計實踐, 我深感人性化的設(shè)計理念要貫穿于設(shè)計的全過程及各個環(huán)節(jié) , 其難點在干加工中心的外觀造型受材料 、 工藝 、成本的限制太多, 很難有革命性的突破"鑒于此, 在充分調(diào)查 了國內(nèi)外加工中心造型特征 、種類和風(fēng)格的基礎(chǔ)上, 決定從美學(xué)上確定了加工中心的造型比例關(guān)系, 使造型各部分比例關(guān)系和諧統(tǒng)一, 整體視覺效果簡潔大方, 充分體現(xiàn)出時代感, 從而使企業(yè)提高產(chǎn)品競爭力, 在市場上占有一席之地 "本文由海天精工整理發(fā)表，文章來自網(wǎng)絡(luò)僅參考學(xué)習(xí)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。http://www.dyliao.com/