柔性材料数控裁切机改良设计研究

潘 毅 皮 珊

(宁波财经学院 浙江宁波 315175)

1 设计目标

对一款柔性材料数控裁切机进行改良设计，通过设计调研、人机改良、形态设计，使设备家族化具有外观形象，提高该类设备的产品附加值。将人机工程学理论与马斯洛的需求层次理论有机结合，从而提高数控机床人性化程度，最大程度地满足人的需求。

2 设计内容

结合目前市场常见的柔性材料数控裁切机及存在的问题进行改良设计，对控制台进行人机改良设计，通过人机分析将工作台面角度设计为15°倾斜，将显示屏高度设计在人眼最佳视野附近（1539～1597mm），将原有放置在机床侧板的刀头架移动到控制台后方位置，可简化操作者取换刀头的工作流程，提高安全性。横梁在机器高速运行时移动速度较快，基于操作者的心理特征的要求，设计智能防撞装置与红外线阻断装置，保护操作人员安全，提高工作效率。增加投影摄像模块，配合机头图像读取装置，有效提高裁切精度，支持远程监控，实时获取工作进度，使其更加智能。使用整体性较强的外观设计，使机床造型更加简洁、大气。通过提取企业文化元素进行系列化设计，形成系列化风格，凸显品牌特征。使用合理的色彩搭配增强设备的空间层次，突出造型的特征部分，减弱形体的笨重感。

3 设计流程

3.1 分析设备运转流程，了解设备加工材料的技术要求。

3.2 理解各个模快结构的工作原理（建立基础功能模型）。

3.3 实地考察、与操作人员交流，发现设备存在的问题。

3.4 基于人机学理论提出改良优化方案，通过人机实验对改良方案进行优选。

3.5 深入设计优选方案完成外观设计，绘制大量草图，确定设计语言。

3.6 进行效果图绘制和建立草模更直观的验证自己的设计、与企业工程师交流，确认方案的合理性，并对方案进行细节深化。

4 总结

通过以工业设计为主导的跨界协同设计实践，整合出一套运用人机工程学设计自动化机床设备的程序方法。通过操作者满意度KANO评价分析，验证人机工程学在自动化机床设计中应用的可行性。帮助企业进行技术改造和设备更新，提高国产自动化机床的国际竞争力，助力“2025中国智造”。