為使設計在滿足設計要求的情況下易于進行優(yōu)化,本文采用了虛擬設計技術[5]。首先利用AUTOCAD軟件繪制二維圖,然后用SolidWorks軟件進行三維造型,并進行裝配干涉檢驗,后由PhotoShop軟件生成防護罩造型設計圖。

基于人機工程學的設計內容

將人機工程學應用于設計過程應當包括兩個方面:(1)應用是全過程的;(2)應用是全方位的。全過程、全方位地應用人機工程學進行防護罩的設計,使其外觀造型結構不僅體現(xiàn)其功能的科學性、使用的合理性,還考慮到舒適、安全、省力和高效等功能。

數(shù)控機床防護罩一般分前罩體、后罩體、中罩體、左罩體、右罩體、CRT操作站和可視性拉門等。將人機工程學全方位地應用到防護罩的設計中包括如下幾個方面:總體造型結構設計;可視性拉門的設計;CRT操作站外觀布置的設計;散熱裝置的設計及報警裝置的設計。

防護罩總體結構設計

數(shù)控機床的防護罩的主要功能就是安全防護功能。總體結構包括前罩體、后罩體、中罩體、左罩體、右罩體。為保證防護罩安全可靠,防護罩的材料采用厚度為2mm,材質為Q235的鋼材折彎制成。

目前,數(shù)控機床的整體造型多以直線為主,板間的過渡經(jīng)常采用圓角或斜面,這體現(xiàn)了簡潔、明快和干凈的設計理念。由于這種數(shù)控機床屬于小型機床,將左罩體、中罩體和右罩體合為一體制作,從而減少了接縫,提高其美觀性、增加其舒適感且易于維護和管理。

CRT操作站外觀布置設計

CRT操作站是由微處理器、CRT、鍵盤等組成。這部分裝置的工作主要是通過人機交互來完成對數(shù)控機床的控制和對數(shù)控機床的運行狀況進行監(jiān)控。

對于操作人員來說,所進行的大部分工作都是在CRT操作站上完成的。所以CRT操作站外觀布置是否合理將直接影響到人機系統(tǒng)的舒適性和安全性,因此研究和優(yōu)化CRT操作站外觀布置是很有必要的。

操作站的安裝位置應在操作者有效的視野范圍內,并且操作者的手臂可以靈活舒適地工作較長時間不感到疲勞。為此,將操作站安裝在可視性拉門的右側并且盡可能地靠近視窗,這樣的位置不僅舒適,而且可以使操作者在鍵盤和CRT上工作的同時,通過可視性拉門的視窗方便地監(jiān)控機床主機的工作狀況。