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为使设计在满足设计要求的情况下易于进行优化,本文采用了虚拟设计技术[5]。首先利用AUTOCAD软件绘制二维图,然后用SolidWorks软件进行三维造型,并进行装配干涉检验,后由PhotoShop软件生成防护罩造型设计图。
基于人机工程学的设计内容
将人机工程学应用于设计过程应当包括两个方面:(1)应用是全过程的;(2)应用是全方位的。全过程、全方位地应用人机工程学进行防护罩的设计,使其外观造型结构不仅体现其功能的科学性、使用的合理性,还考虑到舒适、安全、省力和高效等功能。
数控机床防护罩一般分前罩体、后罩体、中罩体、左罩体、右罩体、CRT操作站和可视性拉门等。将人机工程学全方位地应用到防护罩的设计中包括如下几个方面:总体造型结构设计;可视性拉门的设计;CRT操作站外观布置的设计;散热装置的设计及报警装置的设计。
防护罩总体结构设计
数控机床的防护罩的主要功能就是安全防护功能。总体结构包括前罩体、后罩体、中罩体、左罩体、右罩体。为保证防护罩安全可靠,防护罩的材料采用厚度为2mm,材质为Q235的钢材折弯制成。
目前,数控机床的整体造型多以直线为主,板间的过渡经常采用圆角或斜面,这体现了简洁、明快和干净的设计理念。由于这种数控机床属于小型机床,将左罩体、中罩体和右罩体合为一体制作,从而减少了接缝,提高其美观性、增加其舒适感且易于维护和管理。
CRT操作站外观布置设计
CRT操作站是由微处理器、CRT、键盘等组成。这部分装置的工作主要是通过人机交互来完成对数控机床的控制和对数控机床的运行状况进行监控。
对于操作人员来说,所进行的大部分工作都是在CRT操作站上完成的。所以CRT操作站外观布置是否合理将直接影响到人机系统的舒适性和安全性,因此研究和优化CRT操作站外观布置是很有必要的。
操作站的安装位置应在操作者有效的视野范围内,并且操作者的手臂可以灵活舒适地工作较长时间不感到疲劳。为此,将操作站安装在可视性拉门的右侧并且尽可能地靠近视窗,这样的位置不仅舒适,而且可以使操作者在键盘和CRT上工作的同时,通过可视性拉门的视窗方便地监控机床主机的工作状况。
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