【摘 要】在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中合理運(yùn)用人體工程學(xué)，可以給人視覺(jué)上帶來(lái)美感，操作起來(lái)舒適方便，在增加產(chǎn)品附加值同時(shí)，更有利于人工作效率的提高。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；人體工程學(xué)；分析

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)加工過(guò)程中不可缺少的設(shè)備之一，也是機(jī)電設(shè)備中典型的高科技產(chǎn)品。它操作的舒適性、安全性都會(huì)直接影響人工作的效率，因此在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)制造中，應(yīng)該更多關(guān)注如何進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)。本文擬從以下幾方面進(jìn)行人機(jī)分析。

1數(shù)控機(jī)床外觀造型的人體工程學(xué)分析

1.1機(jī)床外罩的人性化設(shè)計(jì)

現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床多數(shù)由整張鈑金對(duì)內(nèi)部工作臺(tái)進(jìn)行全方位的包裹，視覺(jué)上更具整體性，操作上更具安全性，因此機(jī)床外罩的外觀造型設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)床的主調(diào)，其他零部件的設(shè)計(jì)基本上要做到和外罩的造型和諧統(tǒng)一，常見(jiàn)的方正直面的造型給人以穩(wěn)重端莊大方的心理感覺(jué)；平面加曲面的方式造型給人感覺(jué)流暢溫婉圓潤(rùn)；平面加斜面的造型讓人感覺(jué)富有變化。各種造型都很簡(jiǎn)潔明快，表現(xiàn)出了機(jī)床高精度、高速度、高效率的特點(diǎn)，視覺(jué)上滿足人的審美。

1.2機(jī)床門(mén)的人性化設(shè)計(jì)

機(jī)床門(mén)的造型要配合機(jī)床外罩的形狀，使整體造型具有流暢和諧的感覺(jué)。由于機(jī)床門(mén)的寬度尺寸會(huì)影響機(jī)床整體造型和機(jī)床使用性能的好壞。比較人性化的設(shè)計(jì)是使門(mén)的設(shè)計(jì)寬度略大于工作臺(tái)的寬度，以方便人裝卡工件的需要。工作臺(tái)小的機(jī)床設(shè)計(jì)成單開(kāi)門(mén)，工作臺(tái)寬大的設(shè)計(jì)成雙開(kāi)門(mén)，推拉操作輕巧，便于操作加工。

1.3觀察窗的人性化設(shè)計(jì)

觀察窗是人觀察工件加工的途徑，不同類(lèi)型的機(jī)床由于功能的不同，觀察窗尺寸差別很大。通常觀察窗的設(shè)計(jì)高度由五十百分位的人體視高尺寸來(lái)確定，以滿足不同身高的人。工作范圍較寬廣的機(jī)床甚至采用多個(gè)觀察窗，以滿足對(duì)工件不同加工部位的觀察。觀察窗的造型除了常見(jiàn)的傳統(tǒng)的矩形大圓角形式可以清晰觀察機(jī)床的工作情況，還有圓形或方形陣列的格子窗，使得數(shù)控機(jī)床的整體造型統(tǒng)一中獲得變化，呆板中不失活力。

1.4門(mén)把手的人性化設(shè)計(jì)

門(mén)把手是人經(jīng)常接觸的部件，其設(shè)計(jì)形式直接影響人的工作效率。數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)的是安裝長(zhǎng)把手，以適合不同身高的人操作。截面多為圓形或橢圓形，直徑在12～18mm左右，主要滿足人手的抓握形狀，方便施力推拉門(mén)。垂直型長(zhǎng)把手一般都安裝在機(jī)床門(mén)最佳控制區(qū)，位置擺放美觀即可。還有一種短把手需考慮人手的寬度尺寸，一般在75mm之上，可以使抓握輕松舒適。安裝短把手時(shí)，一般選取第五十百分位的人體身高作參考，無(wú)論水平型還是垂直型，都放置在機(jī)床門(mén)中間偏下的地方，保證抓握時(shí)手臂和手腕在同一直線上，人可以自然用力。

2數(shù)控機(jī)床控制面板的人機(jī)界面分析

數(shù)控機(jī)床操作是人機(jī)交互的過(guò)程，控制面板的人機(jī)界面包括顯示區(qū)和操控區(qū)。這里著重分析操控區(qū)的人機(jī)要素。

2.1控制按鍵的人性化設(shè)計(jì)

一般是由操作者的手指完成指定動(dòng)作，普通的設(shè)計(jì)采用有一定行程的下壓式按鍵，通常設(shè)計(jì)成圓形或矩形，大小和正常人體手指平均尺寸相匹配。有些按鍵的表面還被處理成手指負(fù)形，使按壓上去的手感較好。還有液膜式觸摸按鍵，體積小，用力輕，空間緊湊，美觀實(shí)用。按鍵排列通常按照功能進(jìn)行分區(qū)，同類(lèi)按鍵擺放在一起，整齊有序；重要功能的按鍵放在醒目、便于操作的位置，形狀顏色與眾不同，可防止誤操作。通常按鍵區(qū)放置在比人手肘略高、眼睛低的地方操作才是最舒適的。

2.2手柄的人性化設(shè)計(jì)

手柄是常見(jiàn)的單手移動(dòng)控制器，其形狀是參考人手握姿的結(jié)構(gòu)特征和生理尺寸，使手心預(yù)留一定空腔，方便抓握，握感舒適，一般設(shè)計(jì)成球型或者錐形，并適當(dāng)套上塑膠或硅膠，處理成帶有大小形狀不同的紋理，以產(chǎn)生足夠的摩擦力防止打滑，方便人控制施力動(dòng)作，減輕反復(fù)操作的疲勞感。

3數(shù)控機(jī)床色彩的人體工程學(xué)分析

3.1整體色彩的搭配

色彩在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)當(dāng)中是先于形態(tài)映入我們眼睛，要滿足人—機(jī)—環(huán)境的協(xié)調(diào)要求，數(shù)控機(jī)床整體的色彩不能繁復(fù)，二三種顏色即可，色彩越簡(jiǎn)潔醒目，整體感越強(qiáng)。通常單色外罩會(huì)顯得單調(diào)呆板，笨重乏味，所以目前多采用套色外罩，使用大面積明快而不鮮艷的色彩（灰白色），以免引起操作者的視疲勞，而機(jī)床門(mén)選用醒目的顏色（橙紅、黃色等），起錦上添花的作用，而且和工廠使用的環(huán)境相匹配。人在這種人機(jī)合一的條件下工作，生理和心理感受變得輕松，無(wú)形中可以提高工作效率。

3.2局部色彩功能分區(qū)

控制面板上的按鍵合理的進(jìn)行色彩設(shè)計(jì)可以區(qū)分功能區(qū)域，增加辨識(shí)度，便于操作，提高安全系數(shù)，在整體的造型中起點(diǎn)綴修飾的作用。具有特殊功能的按鍵采用如紅、黃、綠等有警示作用的色彩，可使人準(zhǔn)確無(wú)誤的操作。

總之，設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)，要充分考慮人的生理心理需要，其控制操作應(yīng)該符合人的使用習(xí)慣，做到容易識(shí)別，便于操作，不易疲勞，感覺(jué)舒適，才能真正做到以人為本。

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作者簡(jiǎn)介：

蔣欣，（1978～），女，江蘇宜興人，學(xué)歷：大學(xué)本科，專業(yè)：工業(yè)設(shè)計(jì)，研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)。