數控機床外觀形態創新設計研究范文

本站小編為你精心準備了數控機床外觀形態創新設計研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：

目的研究互聯網新生態環境下的數控機床的外觀形態創新設計規律。方法通過對互聯網數控機床的組成和結構的解剖，探討外觀形態創新設計與數控機床的功能、結構、人機和設計的邏輯關系，并通過數控機床的外觀形態創新設計實踐來驗證。結論基于互聯網新生態數控機床外觀形態的創新設計需要融合互聯網新時代的特征，同時要符合數控機床功能的要求，遵循數控機床的結構邏輯關系，滿足人性化和裝飾美學的要求。得出的結論在互聯網新經濟時代對數控機床設計制造領域具有理論和實踐意義。

關鍵詞：

互聯網；數控機床；外觀形態；設計創新

今天，互聯網在中國已經成長得生機勃勃，而且發展得越來越迅猛，全社會已經形成互聯網新生態社會環境[1]?；ヂ摼W新經濟和各個傳統行業都能良好結合，原來根本不搭界的領域像金融、交通、設計制造等都跟互聯網掛上鉤[2]?；ヂ摼W與數控機床的結合對數控機床設計來說是一項全新的挑戰，并將誕生全新的數控機床特征。以網絡技術為背景的制造業信息化使得傳統的二維圖紙這種重要的產品設計信息媒介居于輔助地位，集成化、網絡化、智能化的CIMS，CE，AM等先進制造技術在今天的設計制造中居于核心地位[3]。數控機床以何種外觀相貌出現才能適合當今的互聯網新生態社會環境是機電產品外觀創新設計的當務之急，成為我國機電產品外觀造型設計升級研究的新課題，直接關系到我國機電產品在國際市場上的競爭力。數控機床的功能、結構、人機和裝飾是數控機床外觀形態設計創新的核心內容，是誕生魯棒設計的關鍵要點。

1互聯網數控機床的組成與結構

數控機床是通過程序控制系統使機床運行并按要求加工零件的自動化機床。主要由機械、電氣、液壓、潤滑等部分組成。操作人員按照零件加工技術資料，編輯可靠加工程序來控制的機床動作，自動完成零件的加工，操作人員需要近程控制或關照數控機床。當今互聯網新生態環境下迫切需要對數控機床進行遠程控制，以實現遠程加工操作、設備診斷和維護。近年來，設計師們正在研究互聯網技術與數控機床設計制造技術的對接和融合，使先進的數控機床具有良好的Web功能，可以通過本地或遠程的網頁瀏覽進行加工操作、設備診斷和維護[4]。即將誕生新穎的互聯網數控機床，其組成和結構見圖1。技術前衛的互聯網數控機床迫切期待工業設計師來研究其外觀形態設計規律和進行外觀形態設計創新。

2互聯網數控機床的功能外觀形態

互聯網新生態環境下的數控機床的外觀形態與其功能緊密相關聯，傳統的形式追隨功能的造型設計準則在數控機床的外觀形態創新設計中依然有效[5]。數控機床有數控的車、銑、鏜、鉆、磨床和數控加工中心等。每一種數控機床因其特定的功能需要必須采用相應的功能形態，例如數控車床和數控銑床的功能不同決定了它們的形態不同，數控車床的核心功能是車回轉零件。在設計數控車床的外形時，重點圍繞實現車削回轉零件這一功能來營造數控車床的造型，數控銑床的外形設計圍繞銑削零件這一功能來展開。同樣，為數控鏜床、數控鉆床、數控磨床和數控加工中心設計創新的外觀形態也必須以各自功能為基礎，與各自功能相適應[6]。為了實現數控機床特定的功能形態，設計人員可以構想多種功能方式，每種功能方式就有與之匹配的外觀形態，因此每一種數控機床可以有很多外觀品種，例如數控銑床就有立銑、臥銑、工具銑、龍門銑等多種外觀形態。

3互聯網數控機床的結構外觀形態

互聯網新生態環境下的數控機床的外觀形態是在普通機床的基礎上發展而來的，每一種數控機床因其功能不同具有不同的結構，對某種數控機床進行外觀形態設計創新時必須分析其結構，探索與數控機床的結構相匹配的外觀形態。下面以數控車床的結構外觀形態分析為例來加以論述?；ヂ摼W數控車床主要由床身、主軸箱、刀架、進給系統、冷卻系統、潤滑系統、控制面板和互聯網系統等部分組成。數控車床的進給系統與普通車床有本質的區別，傳統普通車床有進給箱和交換齒輪架，而數控車床沒有，數控車床是直接用伺服電機驅動來實現進給運動的[7]，因此，在互聯網新生態環境下，數控車床外觀形態的一個突出特征是車床主體結構大為簡化。數控車床的這些組成和結構決定了數控車床的外觀形態的骨架特征和造型方向，是數控車床外觀形態設計創新的核心本質內容，外觀設計創新受結構的約束，結構決定基礎外觀形象。臥式造型和立式造型是數控車床的兩大核心造型。車床主軸位置結構決定車床造型，車床主軸平行于水平面，必須采用臥式造型，車床主軸垂直于水平面，必須采用立式造型。車床其他組成部分的結構也會對車床的外觀形態起直接決定作用。在互聯網新生態環境下，數控車床外觀形態的另一個突出特征是具備互聯網系統，控制面板和互聯網系統呈現出互聯網產品的造型特征[8]。

4互聯網數控機床的人機外觀形態

互聯網時代的數控機床的人機外觀形態主要包括數控機床的外觀造型、數控機床的操作面板、數控機床的操作方式等。設計創新需要貫穿人本主義的設計原則，即以人為本，根據人的要求、人的特點、人的感受進行設計創新。數控機床的外觀造型是人機交互的最直接界面，主要包括數控機床的外觀尺寸、比例、形態、結構、材質等。數控機床的外觀尺寸和比例要符合正常人操作時的尺度和比例要求，以正常人的平均解剖尺度為基準進行設計[9]。數控機床的操作面板是人對數控機床直接操作和交互的界面，數控機床的操作面板的安放一般有4種形式，見圖2。具體采用哪種形式要在充分考慮操作人性化的前提下根據不同機床的功能和結構要求而定?？刂泼姘逋庥^呈觸摸屏形式，主要界面包括數控系統操作界面、機床操作界面和互聯網控制界面3個部分。

5互聯網數控機床的外觀設計

互聯網數控機床的外觀設計主要包括色彩、文字、符號、標志等內容。色彩設計主要包括互聯網數控機床的整體外觀形態色彩、控制面板的色彩、控制器的色彩和操作鍵盤的色彩。整體外觀形態色彩通常采用銀灰、淡藍、中綠等中明度、中純度的色彩，這種穩定、安全、和諧的配色對操作者的刺激比較溫和，能夠讓操作者獲得愉悅的心情，且操作注意力集中，不易疲勞[10]?？刂破骱筒僮麈I的色彩要根據功能來設置，如啟動鍵為綠色、警示鍵為紅色，即鍵的色彩設計要符合色彩認知心理的要求。文字、符號的設計既要反映互聯網數控機床的功能和技術參數，也要符合操作語義的要求，并且要美觀、醒目、傳達效果好[11]。標志設計要反映產品的特征以及符合企業的CI要求。

6互聯網數控機床外觀形態的創新設計

基于互聯網新生態的數控機床在技術層面上具有前衛性，外觀造型的創新升級需要融合互聯網新時代的特征，同時要符合數控機床功能的要求，遵循數控機床的結構邏輯關系，滿足人性化和裝飾美學的要求。本次創新設計實踐基于互聯網新生態的上述要求，對某立式加工中心進行造型設計。以互聯網為設計平臺，將數控機床研究領域的教授、數控機床制造企業的高工、工業設計師和高校學生組成的設計團隊，采用并聯設計創新的方式展開了創新設計，首先根據某立式加工中心的功能和結構要求構想了該立式加工中心的功能結構樣式，見圖3。再依據功能、結構與外形的邏輯關系設計了整體外觀形態，然后進行人機操作界面的設計，重點突出互聯網新生態環境下的數控機床的外觀形態特征，最后進行裝飾美化設計，設計一系列整機色彩并進行優化，對文字、符號、標志進行設計，進行造型輪廓線的修整與美化等，設計創新成果在企業數控機床的改造項目中得到應用，呈現出可滿足市場需求的優勢。設計創新的某立式加工中心外觀形態方案見圖4。

7結語

基于互聯網新生態的數控機床外觀形態創新設計研究是當今企業數控機床改造升級的迫切需要。研究指出：基于互聯網新生態數控機床外觀形態的創新設計需要融合互聯網新時代的特征，同時要符合數控機床功能的要求，遵循數控機床的結構邏輯關系，滿足人性化和裝飾美學的要求。研究探索對企業數控機床外觀創新設計具有積極推動作用，創新設計的互聯網數控機床外觀形態方案具有應用價值，可直接提高產品的市場競爭力，幫助我國數控機床制造業開創互聯網經濟時代的新局面。

作者：任立昭 寧紹強 尹翠君 單位：廣西大學 廣西師范大學