基于创新理念的数控机床控制面板的人性化改造

伍倪燕 黄 河 郭 容

（宜宾职业技术学院，湖北宜宾644003）

0 引言

随着工业现代化进程的加快，为使我国数控技术和产业走向世界前列，数控机床人性化改造势在必行。

数控机床正成为工业制造领域越来越普及的设备，对数控机床人性化设计的研究是现代工业设计理念发展的需要。现代产品工业设计要求，在产品的设计过程中，不仅要满足产品的功能结构，还要考虑产品的使用方便性、操作舒适性、机构可靠性、安全性、情感性等因素。作为高科技产品的代表，数控机床除了要采用高技术外，还应当赋予产品人性化的情感。但是，目前使用的一般的数控机床，单从人性化设计而言，存在造型庞大、线条僵硬、色彩干涩单一、操作难度大、易出现误操作、显示装置不合理等问题。长期使用这种数控机床，会造成操作者情绪低落，给操作者带来压抑感，从而降低加工效率，也会增加安全隐患。

1 技术改造内容

通过对目前常用数控机床的缺点进行分析，将对数控机床人性化改造的研究内容初定为机床的罩体和控制面板。控制面板上设置有显示单元、控制单元、语音输出单元；显示单元包括图像显示屏、LED灯光显示子单元、LED数字显示子单元和指针显示子单元；控制单元包括按键输入子单元、旋钮式控制子单元和拨杆式控制子单元；语音输出单元包括喇叭和语音控制器。

2 罩体和控制面板的改造过程

罩体和控制面板的改造如图1所示，罩体包括左护罩、右护罩和后护罩，在左护罩和右护罩之间还设置有透明视窗，左护罩和右护罩均为向外凸出的弧形，如图2所示；控制面板位于左护罩和右护罩之间，为向内凹陷的弧形，如图3所示，在控制面板表面还涂覆有色彩装饰层，橙色层与浅蓝色护眼层交替间隔设置。控制面板上设置有显示单元和控制单元。

图1 罩体和控制面板的改造简图2—控制面板 3—透明视窗 11—左护罩 12—右护罩

图2 护罩人性化改造简图11—左护罩 13—色彩装饰层

图3 控制面板人性化改造简图2—控制面板 25—控制面板浅蓝色护眼层

2.1 显示单元和控制单元的改造

显示单元包括图像显示屏和转轴，图像显示屏通过转轴和控制面板转动连接，显示单元还包括LED灯光显示子单元、LED数字显示子单元和指针显示子单元，图像显示屏位于控制面板的中间位置，LED灯光显示子单元位于控制面板的右上角，LED数字显示子单元位于图像显示屏的上方，指针显示子单元位于控制面板的左上角，还设置有自动调节图像显示屏、LED灯光显示子单元、LED数字显示子单元和指针显示子单元亮度的亮度调节单元；控制单元包括按键输入子单元、旋钮式控制子单元和拨杆式控制子单元，按键输入子单元包括数字按键和字母按键，数字按键为椭圆形，字母按键为菱形，按键输入子单元的按键为软质橡胶材料，按键表面设置有磨砂层，如图4所示。

2.2 语音输出单元的改造

语音输出单元包括喇叭和语音控制器，语音控制器与控制单元信号连接。设置语音输出单元，操作者不论是按键输入、拨杆式控制操作还是旋钮式控制操作，均可以通过喇叭播放出来，这样可以提醒操作者操作是否正确，减少失误，该方式类似于点读机的实现方式，属于现有技术。

3 改造前后对比分析

图4 显示单元改造简图211—图像显示屏 212—LED灯光显示子单元213—LED数字显示子单元 214—指针显示子单元221—按键输入子单元 222—旋钮式控制子单元223—拨杆式控制子单元 23—喇叭

改造后的护罩和控制面板均采用弧形设计，在改变了传统的数控机床方正冰冷造型的缺点的同时还在上面设置了透明视窗，可以随时进行观察而不用打开或关闭各种机械门，减少了操作者的操作内容；左护罩和右护罩表面均涂覆有浅绿色装饰层，改变了千篇一律的金属或塑料原色，使得操作者情绪更放松，减少了操作的枯燥感。在控制面板上设置有多种显示单元，比如对于电源及开关采用LED灯光显示，开机运行状态为绿灯，关机休眠状态为红灯；对于温度、湿度、速度等数字信息，采用LED数字显示单元，清楚明了，不再需要操作者在显示屏幕上搜寻；对于时间、速度等信息，也可以采用指针显示，更清楚简单；图像显示屏通过转轴连接，可以根据操作者的身高和喜好调节显示屏的倾斜角度，以保证操作者的舒适度。而对于控制单元，针对不同的输入内容采用不同的输入方式，比如对于程序等的设定，采用按键式输入；对于速度、温度等的调整，可以采用旋钮式操作；对于前进、后退等控制操作，采用拨杆式控制的方式；另外，对于按键也根据不同种类设置了不同的形状，一方面便于快速辨认输入，另一方面也减少了枯燥感，并且按键采用软质材料并在表面设置磨砂层，使得操作者操作手感提高，操作可靠性提高，操作愉悦性大幅提升。

4 结语

人性化改造后的数控机床，造型柔美，色彩丰富，操作方便性及舒适性、机构可靠性等均得到了大幅提高。

[1]王继成.浅析数控机床设计的人性化[J].数字通信世界，2015（12）：134.

[2]许晓云，史逸飞，王康威.浅析数控机床的人性化设计[J].工业设计，2016（7）：104-105.

[3]王洪波.人性化设计在机床设计中的应用[J].中国机械，2015（3）：3-4.