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-作者：sunlight  转载自：轻松数控网 [ http://www.cnctechnet.com/ ]

浙江大学现代制造工程研究所 孙磊

摘要：本文从外观、安全性、功能、布局等角度对浙大辰光智能网络化数控系统综合实验台的设计进行分析，并与其他同类产品进行比较分析。

关键词：智能网络化； 数控系统综合实验台； 人体工程学； 设计；

外观

本节从人体工程学角度对辰光实验台的外观设计进行深入的分析，并与其他同类产品进行比较。

现代产品设计中，必须坚持以使用者为中心的设计原则，应把设计提高到人性化设计的高度上来，真正使设计符合人机工程学的原理和特点，体现出产品对人的尊重和关怀。

辰光公司为了创造出一个具有竞争力的产品，在设计中处处体现了以人为本的宗旨，考虑了产品使用中人的效能、安全、身心健康与心理感受的问题，这种以人为本的设计产生的效益主要表现在以下几个方面：操作更简单、降低培训费用、改善设备利用率、减少事故和人为错误、提高学习效率、提高用户满意度。

结构造型

数控系统结构设计，数控系统是数控机床和人之间交互最重要的一个部分，也是人对机床直接操作的工具。控制面板的安放一般有四种形式，如图 11 控制面板的安放形式。

图 11 控制面板的安放形式

目前面市的实验台，大部分采用电气部分和执行部分分离设计方式，如浙大辰光、德*、华*、天*、巨*、日*、宇*和亚*等，也有电气部分和执行部分一体设计的，如广*实验台。采用分离设计，数控系统应安装电气柜，选择独立式；采用一体设计显然是选择整体式安放。

辰光实验台采用分离设计，数控系统安装于电气柜；

辰光实验台的数控系统在左边，测试面板放在右侧，符合绝大多数人右手操作的习惯；

辰光实验台采用开放式结构、模块化设计。

辰光实验台采用软件设排障系统，方便学生设排障。
 

产品标识

图 12智能网络化数控系统综合实验台

企业的标识是为提高企业的被识别度而设计，最基本的设计目标当然是标识的易读性和易识别性，标识应与企业、品牌和产品的形象特征相匹配——既能体现出设备特有的力量感和可靠感，又要具有符合时代特征的设计感，同时不失对用户的亲和力。

以往经验表明，要达到良好的视觉传达效果，标识必须做到以下三点

1. 标识设计简单明确，易识易懂；
2. 标识涂装时必须在产品上占有足够大的面积；
3. 鲜明简洁的色彩对比。

标识在实际印制于产品时的面积和位置必须认真规划，根据视觉传达的原则和产品的具体外部结构进行设计，实验台正前方是最主要的展示面，产品结构比较丰富，为避免视觉冲突，标识面积应小一些。

标识除了满足了视觉传达的功能需求，还需达到良好的远、中、近的视觉节奏，使得观者在距离产品或远或近的距离上都有面积合适的标识供其观看。并且做到和产品本身的结构轮廓美感互不干涉、相得益彰，为产品外观造型设计增色不少。这就是所谓的"50％"原则，这个原则也可以直接的理解为：在产品结构简单的部分，就突出标识；反之则突出结构。

辰光实验台前方印有企业标识、设备型号以及研发单位，大小位置适宜。比较遗憾的是设备正面未印制设备名称，笔者建议印制产品名称，便于初次接触的客户认识产品。

辰光实验台各模块标有图形及文字符号，清晰展示电路原理，易学易用；

尺寸比例

1. 数控系统显示器高度。数控系统显示器高度的应该摆放在人的最佳视野范围，考虑到中高职学生的年龄层，基本分布在15－21岁，对成人身高进行适当修正。

1. 工作台高度。工作台高度的应该适合轻体力立式工作姿势。
2. 辰光实验台尺寸

主实验台尺寸：1910×600×1780（长*宽*高）；

十字滑台柜尺寸：700×600×820（长*宽*高）。 单位：mm

产品色彩

辰光实验台在外观的色彩设计中，考虑到实验台的工作环境比较固定，工作气氛平静，因此色彩不宜过于刺激和兴奋，也不能过于沉闷。辰光实验台采用乳白色，保证操作者在工作中能够精力集中、心情愉悦、避免厌倦和疲劳；

对于实验台配套的机床来说，在色彩的搭配上，要给机床整体以稳定、安全、和谐的感觉。还要避免"傻大黑粗"的传统机床的特征。例如机床的底座、立柱等大件一般采用坚实、稳重而又避免笨重的颜色，例如灰色、绿色。

辰光数控机床主体部分采用二套色——既乳白色配灰色裙边，上部乳白色，显得含蓄柔和，底部纯度稍高的灰色，上轻下重，上明下暗，给人稳定感、均衡感、庄重感；增加了整体明度，降低了纯度，使人具有冷暖感，上下色彩采用对比处理，显得整体明快，庄重。使用冷色调，且整体色调统一；操作面板整体使用蓝绿色。机床由上面的按键、按钮，重点突出，主色与底色对比鲜明。

总之，从物质功能上分析，辰光实验台色彩使用中间色调，符合它的使用场合；从人机协调来看，辰光实验台使用冷色调，可使人保持冷静，提高工作效率，减少差错；从色彩的时代要求来看，这几种主色都是时代的流行色，符合现代人普遍的色彩审美观念；从使用地区人群对色彩的喜好来看，也符合要求。

储物空间

实验台下方设计四个储物抽屉和一个储物柜，以便存放实验用讲义资料，导线和测试仪器等。实验台柜门开度大于100度，便于实验人员存放物品。

配件设计

辰光实验台选择了方便操作的电气元件，以防实验者误操作，减轻操作者的疲劳，尽可能地提高操作的准确性、安全性和舒适性。

辰光实验台总电源开关，启停按钮，急停开关都安排在实验台柜的左下角，便于操作。

辰光实验台各个配件的造型均以人为本，如把手的形状适合人们抓握，使人们开启时比较方便、舒适。

小结

各产品外观各项评分表

☆ 0.5 ★ 1 ★★ 2 ★★★ 3 ★★★★ 4 ★★★★★ 5

对辰光实验台外观的评价：以人为本、完美造型、舒适操作。

安全性

 辰光实验台整个电气原理设计首先考虑的是保证实验者人身和实验设备的安全。下面对各安全项进行逐项分析。

防护功能

 辰光实验台设置急停、漏电保护、过载保护、短路保护、失压保护、电源指示等；

辰光实验台针对具体的实验特点设置了电气互锁、故障报警、超程超时保护等。

安全标识

 
辰光实验台在强电等危险部位有警示标识

测试电压

目前辰光实验台测试电压为小于24V的安全电压，保证学生实验安全；

配件安全性

辰光实验台在实际时充分考虑元器件的质量，保证学生频繁操作时的可靠性；

小结

辰光实验台设计时一直秉承"安全第一"的宗旨，确保产品在任何状态下都可靠、稳定和安全。

功能

本节从功能角度对辰光实验台进行深入的分析，首先对各分析项进行了说明，最后在小结中就各分析项与其他同类产品进行的对比。

智能化

智能化指可自动设障、自动清障、自动组卷、自动评卷以及自动生成报表。

网络化

网络化指实验台可组成局域网，教师可根据实际情况调节网络规模，实现网络教学。

模块化

模块化指实验台各部件分块设计，其的优点是便于教学，能更好更快的让学生学习数控原理、掌握数控系统结构。

故障点数量

故障点数量指可进行测试的故障点数。

故障点覆盖面

故障点覆盖面指故障点涵盖数控系统故障的范围。按电压分，数控系统故障可分为弱电和强电。

测试模式

实验台测试模式可分为在线测试和断线测试两种，都是维修中的常用模式。

数控系统连线

实验台是否具备开展数控系统连线实验的功能。

实验指导

产品是否提供深入详细的实验指导书。

小结

对辰光实验台功能的评价：操作方便，故障真实。

实验台布局设计分析

实验台配套座凳

因实验时部分时间在操作学生机以及记录数据，采用坐姿便于操作，故应在配置1－2个座凳。学生座凳应以稳定性为主，不能过于舒适，以免学生精力不集中，产生懒惰的感觉，不宜采用有靠背的椅子，可使用类似下图的凳子。

实验室整体布局

实验室整体布局，应考虑活动、维修和安全空间：

1. 最小活动空间

最小活动空间是指实验人员纵向、横向的最小活动间距，以及限制人体活动的最小人行通道和工作岗位的最小活动面积。每个实验台的实验操作人员前后活动的间距（台前缘与限制人体向后活动的界之间）应不小于1m。限制人体活动的两个界面之间的人行通道的间距应不小于2m，以便多人通过。每个实验人员的活动面积应以工作时活动不受妨碍为依据，自由活动面积以不小于1为宜。

1. 维修空间

实验设备的布置应为维修工作流出足够的空间，最小维修作业空间的大小，应能容纳高大身材的人所采用的各种作业姿势，维修空间应不小于1.5m。

1. 保洁空间

在实验室布局中，还要考虑经常性的保洁空间。保洁空间要足够大，应能容纳日常保洁工作的正常工作姿势，以避免无意中触及任何实验设备。

1. 安全空间

安全空间是指可保障人体或其局部不受伤害的必要空间距离，即指允许人员接近危险不为的受限制距离，也是对工作场所本身的尺寸限制。

图 41 实验室布局图

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