數控機床外觀造型設計創新研究

王成彪

摘 要：數控機床外觀造型設計對于提高數控機床產品附加值，增強市場競爭力具有重要意義。進入 21 世紀，伴隨科技的快速發展，我國數控機床的產量與質量都得到了大幅度的提高。本文對數控機床的外觀造型設計原則及結構進行分析，總結了符合“科技以人為本”理念的數控機床外觀造型設計的創新設計原則，對數控機床外觀造型設計有一定的指導作用。

關鍵詞：數控機床；創新設計；外觀造型

1.數控機床外觀造型改進設計的意義

我國在高檔數控機床市場目前還缺乏競爭力，主要原因在于高精技術上的差距，這一問題無法在短時間內解決。在數控機床市場，國產品牌依靠較低廉的價格和并不遜色的技術質量占有較大市場份額。但是目前國內大多數控機床設計以滿足產品的功能性為主要目標，外觀造型設計服務于機床功能的實現，在審美需求、宜人性、節能環保等方面較少考慮。縱觀數控機床發展史，從勞動密集型向科技密集型發展是歷史發展的趨勢。隨著數控機床科技含量的不斷提高，外觀造型上也應與時俱進。研究數控機床的外觀造型設計方法，目的在于提高數控機床產品的外觀質量和宜人性，增強產品的附加值與整體造型效果，提高我國數控機床產品的市場競爭力，樹立企業品牌價值，滿足市場競爭的需要，創造更高的經濟效益。

2.數控機床外觀造型設原則

在數控機床外觀造型設計過程中，堅持下列基本原則：

（1）數控機床的色彩設計要滿足以下特點：第一，色彩的表達要與機床的相應功能相統一，在不同功能部位設計不同的

色彩進行區分。第二，根據人機協調的原則，采用偏中性的色彩設計，降低工人的疲勞感。第三，色彩的設計要與相應的工作環境協調，不同的環境采用不同的色彩，比如在寒冷的環境用暖色調，高溫環境用冷色調。第四，美學原則，在外觀色彩設計時要搭配適當色彩帶給人美得心里感受。第五，符合企業的品牌形象，對同一品牌機床的色彩設計要大體上同一并具有一定的延續性，有利于建立長久的品牌形象認知。

（2）形態設計的原則，數控機床的設計要符合單純化原則，堅持簡潔、大方的形態設計。首先，在加工制造中均衡與穩定的形態更容易讓人產生安全感。其次，機床形態設計要在

單純、穩定和均衡的基礎上，做到變化與統一相互結合，減少單調、刻板的感覺。（3）人機工程設計原則。數控機床的人機工程設計就要符合安全性，又要滿足易用性。在外觀設計時必須重點考慮操作人員的安全，在任何工作環境下都能保證操作人員的安全，要讓數控機床在外觀上能夠直觀區分功能區域，觀察窗口、操作面板、拉門把手、按鍵大小等的位置設置要合理科學，符合一般人的操作習慣。（4）綠色機床原則。在數控機床設計時，既要采用合理科學的結構，以降低加工過程中的能量消耗，又要盡量使用可再生材料，有效使機床輕量化。

3 改進設計的方法

為了滿足數控機床產品外觀造型的審美需求、宜人性、節能環保等功能，需要綜合運用色彩理論、形態理論、人機工程理論、綠色機床理論等知識。一是色彩的運用。數控機床主要由人來操作，所以色彩選用時要考慮人的活動和審美要求。現有的中低檔數控機床選用色彩灰暗沉悶，容易使人郁悶，產生疲勞。改進設計時考慮到操作者需要長時間操作觀察機床，所以應選擇使其覺得安全、穩定、舒適的顏色搭配。機床主體可以采用純度低的顏色如淺藍、淺黃等使人覺得舒適、親近；增強穩定感則可以選用上輕下重、上明下暗的處理。二是形態的運用。目前國產中低檔數控機床形態設計過于簡單、生硬，往往給人以不自然的感覺，造型隨意，往往各種部件之間風格不統一。針對這些缺點，在改進設計時要依循形式美的法則，考慮機床外觀造型尺度大小、比例的協調、對稱與均衡、韻律與美感等。同時數控機床作為高科技產品，在形態設計上要體現出其科技感、時代感。三是宜人性的運用。數控機床的設計應該以人為本，符合人的操作習慣，提高操作準確度和工作效率。現有機床設計較多的是人適應機器，所以出現了諸如數控面板過高，不便于觀察與操作；艙門位置不合理，把手橫置不符合用力習慣；缺少安全防護措施等問題。在改進設計時要遵循“以人為本”的設計理念，使機床符合操作者習慣，各部分最大限度地滿足操作者的要求。四是“綠色機床”的運用。各行各業對于環境保護都越來越重視，“綠色機床”的理念逐漸開始流行。中低檔數控機床作業現場存在噪音污染、冷卻液廢屑污染等問題。

在外觀造型設計時針對加工噪音可采用封閉設計或者降噪材料較低噪音；針對冷卻液廢屑可設計排液排屑渠道處理，降低環境污染。從外觀造型設計上開始打造“綠色機床”的環保理念。

4 數控機床外觀造型設計的發展趨勢

對數控機床行業來說，重視產品的外觀造型，不僅僅出于對美的追求，更多的是為了適應市場的變化和需求，維護企業形象，提高品牌價值，更好地提高企業產品的競爭力。

4.1 符合“以人為本”的設計理念

“以人為本”的設計理念是當今數控機床設計理念的發展趨勢，因為機器始終為人輔助，由人來操作，只有在設計中關注“人”的因素，才能符合人類的可持續發展這一需求。

4.2 增強數控機床本身的產品屬性

增強數控機床本身的產品屬性，是數控機床設計的另一個重要的發展方向，在外觀設計上不僅要更多地突出企業的品牌價值，也要能強化數控機床作為高科技產品的商業屬性。未來數控機床的外觀造型設計，不僅要給人在視覺和心里上產生美感，還要滿足數控機床的安全、易用節能環保的可持續性發展需求，同時，也要使得它的商業價值和科技價值得以體現。

隨著經濟技術的發展以及數控技術的進步，數控機床在外觀造型上也應該跟上技術發展的要求。在數控機床的外觀設計上既要滿足安全易用性，也要體現出具有創新元素的科技感和時代感，使數控機床的科技價值和商業價值得到更好的體現。

5 結論及展望

數控機床作為高科技產品其外觀造型設計理應得到重視。本文通過工業設計原理中色彩、形態、宜人性、環保理念的淺析，提出了針對國內中低檔數控機床外觀造型設計的創新設計方法，并結合實例進行設計，構建了初步建模設計，為進一步的工作奠定了基礎。各部件的形態細化設計，部件與整體在設計語言上的融合，將色彩理論、人機交互理論、工業設計理論、綠色機床理論等知識進一步運用于設計中使數控機床外觀整體上體現出時代感、科技感是接下來所需要做的工作。

參考文獻

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