為使設計在滿足設計要求的情況下易于進行優化,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,數控機床的整體造型多以直線為主,板間的過渡經常采用圓角或斜面,這體現了簡潔、明快和干凈的設計理念。由于這種數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控機床的控制和對數控機床的運行狀況進行監控。
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的舒適性和安全性,因此研究和優化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控機床主機的工作狀況。