基于人机工程的数控机床外防护设计研究

论文摘要

数控机床是现代工业母机装备,其安全性和人性化设计水平是衡量当代数控机床质量及优劣的重要评价指标,具体主要体现在其外防护的设计上。国产数控机床功能设计与国外几乎无多大差别,与国外发达国家数控机床相比,其最大的差别主要是人性化设计不重视,多数机床没有专门系统的外防护设计。有的虽然有,但多数是仿造国外某些名牌的技术,忽视了国人的习惯及人体尺度的不同,很难满足现代数控机床研发的需要。本论文以人机工程学理论和方法为基础,以国内立式数控加工中心为研究载体,对这类数控机床外防护技术要求、人机学要求及设计方法进行了研究,通过研究和分析,总结提出了适用于数控机床外防护设计应遵循的工业设计设计原则、技术要求以及“预设计——人机工程设计——结构设计——结果表现”的设计路线,并研究了计算机辅助人机工程学设计方法。研究实践及结果表明,本论文提出的针对数控机床外防护设计的工业设计原则、要求、设计路线及计算机辅助人机工程学设计方法,科学可行,试用效果良好,对于系统地解决同类机械工程问题,具有重要理论指导意义和实践价值,有利于提升我国数控机床类产品的总体性能、质量及市场认可度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究对象分析
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 发展趋势
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 研究内容及研究方法
• 1.5 本章小结
• 2 课题研究的主要理论基础
• 2.1 现代工业设计简述
• 2.1.1 什么是工业设计
• 2.1.2 工业设计在国内外的研究发展现状
• 2.1.3 工业设计的发展趋势
• 2.2 人机工程与工业设计
• 2.2.1 人机工程学
• 2.2.2 工业设计中的人机工程学
• 2.2.3 计算机辅助人机工程学
• 2.3 本章小结
• 3 数控机床及其外防护的人性化设计研究
• 3.1 数控机床系统的功能分配与人机匹配
• 3.1.1 功能分配
• 3.1.2 人机匹配
• 3.2 数控机床的人机界面分析
• 3.2.1 显示输入面板的人机分析
• 3.2.2 控制装置的人机分析
• 3.2.3 观察方式与工作区显示
• 3.3 数控机床的色彩宜人性
• 3.4 数控机床的安全防护、环保与硬件维护
• 3.4.1 安全防护及环保措施
• 3.4.2 故障诊断与处理
• 3.5 本章小结
• 4 立式加工中心外防护的研究与虚拟设计
• 4.1 加工中心简介
• 4.2 总体造型预设计
• 4.2.1 主体风格线型设计
• 4.2.2 主要外观件设计
• 4.2.3 预设计效果展示
• 4.3 计算机辅助人机工程设计
• 4.4 结构设计及干涉检查
• 4.5 立式加工中心外防护虚拟设计最终结果
• 4.5.1 材料选择
• 4.5.2 色彩方案
• 4.5.3 模拟展示效果
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢