金屬帶鋸床人機(jī)工程設(shè)計與應(yīng)用研究

(浙江晨龍鋸床股份有限公司，浙江 麗水 321404)

0 引言

金屬帶鋸床設(shè)備，在工業(yè)化生產(chǎn)活動中，有較高的適應(yīng)性條件，尤其在機(jī)械加工、建筑建造、汽車生產(chǎn)、航天技術(shù)等領(lǐng)域中，表現(xiàn)出了明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。在進(jìn)行技術(shù)管理的過程中，應(yīng)用人機(jī)工程設(shè)計理念進(jìn)行優(yōu)化，需要對金屬帶鋸床設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)有詳細(xì)的了解，以此保證整體技術(shù)的執(zhí)行效果。

1 金屬帶鋸床結(jié)構(gòu)分析

金屬帶鋸床設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要工序性設(shè)備，在保證加工精度的同時，提高自動化程度，并以此形成效率化、質(zhì)量化的工業(yè)生產(chǎn)保障條件。同時，在設(shè)備處理中，要保證變頻電動驅(qū)動設(shè)備的管理狀態(tài)，在引入滾珠絲杠傳動與光柵定位技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，提高設(shè)備的運(yùn)行精度，完成與控制液壓系統(tǒng)的配合。另外，在現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)的內(nèi)容上，還引入了以計算機(jī)系統(tǒng)為核心的自動監(jiān)控系統(tǒng)，完成對于鋸切過程中全程監(jiān)控。以數(shù)控計算機(jī)程序作為有效管理手段，對鋸條運(yùn)動速度、進(jìn)給速率、卡緊力度等內(nèi)容進(jìn)行控制，保證設(shè)備的使用精度控制，完成各種技術(shù)材料的鋸切處理。

2 設(shè)備人機(jī)工程設(shè)計應(yīng)用條件

在金屬帶鋸床的人機(jī)工程設(shè)計中，需要保證代行設(shè)備的操作性與功能性。而在應(yīng)用條件上，需要結(jié)合具體生產(chǎn)對象與應(yīng)用環(huán)境，對其設(shè)備的設(shè)計細(xì)節(jié)進(jìn)行控制。由此本文以某機(jī)械化生產(chǎn)流水線中的金屬帶鋸床結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并根據(jù)安全性、實(shí)用性的技術(shù)需求，完成相應(yīng)操作內(nèi)容的優(yōu)化調(diào)整，并在以下結(jié)構(gòu)條件上，使改機(jī)械生產(chǎn)單位的人際工程技術(shù)得到合理化保證。

2.1 控制箱

控制箱是金屬帶鋸床結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，也是操作技術(shù)人員直接控制生產(chǎn)設(shè)備的主要獨(dú)立裝置，需要在設(shè)計上以操作人員的便捷化為基礎(chǔ)，并保持整體形態(tài)風(fēng)格與主機(jī)設(shè)備的及執(zhí)行。為了更好地處理控制箱的管理狀態(tài)，需要根據(jù)具體操作人員的技術(shù)能力與反應(yīng)速度，對其進(jìn)行合理的設(shè)定，并在操作按鈕的顏色、尺寸等條件上滿足技術(shù)人員的客觀需求。

按照人際工程的設(shè)計，持續(xù)需要根據(jù)工作人員的身高條件進(jìn)行設(shè)置。在案例項目中，對金屬帶鋸床操作班組進(jìn)行身高測量與分析，將175 cm作為其平均身高狀態(tài)，并以此作為標(biāo)準(zhǔn)，完成控制箱的設(shè)置，使其高度保持在95 cm的尺寸規(guī)格。同時，在控制箱型號的控制選擇上，還需要對其箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征[1]。效果上，應(yīng)保證操作人員雙手可以自然地放置在控制臺上，防止雙手彎曲放置而引起肌肉靜態(tài)施力。由此，以提高控制箱使用舒適度為核心，將其桌面的抬升角度設(shè)置為30°，配合操作臺的尺寸與型號的控制，使操作人員的視線，可以垂直地落到操作面上，提高控制箱使用的舒適化狀態(tài)。

2.2 控制器

金屬帶鋸床設(shè)備上，控制器結(jié)構(gòu)主要有按鈕、旋鈕、搖桿等操作控制鍵位，在對此類控制裝置進(jìn)行調(diào)整的過程中，須以人機(jī)交互的核心思想作為引導(dǎo)，在尺寸上滿足操作人員的基本生理需求。例如在案例項目的操作中，根據(jù)人手部的尺寸數(shù)據(jù)，對按鈕的間距做出了調(diào)整，并在保證每個按鈕寬度的條件上，維護(hù)整體控制器使用中的操作便捷性狀態(tài)。

在實(shí)際技術(shù)控制中，以成年男性的手掌尺寸為基礎(chǔ)，將圓形按鈕的最小尺寸限定在10 mm以上，并根據(jù)案件的使用條件，將常用的操作按鈕直徑設(shè)置為16 mm，以此保證不同功能按鈕的尺寸形態(tài)區(qū)分，并提高操作臺人際設(shè)計的規(guī)范性狀態(tài)。注意，如果按鈕為矩形狀態(tài)，則控制按鈕的具體規(guī)格型號。案例項目中，采用10 mm×10 mm、10 mm×15 mm、15 mm×20 mm這3種型號的尺寸規(guī)格完成按鈕型號設(shè)置。另外，在按鈕高度上，也要作出區(qū)分，在5～12 mm，保證按鈕升降形成的控制狀態(tài)。在控制器操作中，還需要對按鈕的彈性阻力狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)，使其始終處于良好的使用條件下，避免出現(xiàn)設(shè)備故障所引發(fā)的連鍵問題。對于部分帶有重要功能作用的按鈕，不僅要在色彩選擇上使用鮮艷的顏色進(jìn)行區(qū)分，也要采取特殊化的技術(shù)手段，對其安全操作指令的執(zhí)行狀態(tài)作出指示[2]。例如在安裝操作中，可針對設(shè)備啟動按鈕，設(shè)置指示燈；并在主電流按鈕上，設(shè)置阻力反饋裝置，對操作信息執(zhí)行的執(zhí)行情況作出說明，避免出現(xiàn)重復(fù)執(zhí)行的操作，保證控制器使用效果。

2.3 工作臺

在人機(jī)系統(tǒng)的工程設(shè)計方案中，須發(fā)揮人工與機(jī)械的特長，在平衡技術(shù)操作內(nèi)容的同時，使整體人機(jī)系統(tǒng)達(dá)到最佳狀態(tài)的平衡效果。在案例項目的機(jī)床設(shè)計中，將金屬帶鋸床的床身作為支撐，通過沉頭螺栓完成對整體鋸床的固定，維持整體切削運(yùn)動與送給料裝置的連接狀態(tài)，并由此構(gòu)筑起完整的工作臺結(jié)構(gòu)。在這一結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，需要將基礎(chǔ)的物理機(jī)能作為核心，在保證整體機(jī)床設(shè)計合理性的前提下，維護(hù)削切工作的執(zhí)行狀態(tài)。同時，通過床身的設(shè)置，也可以將工作中的設(shè)備操作人員，有效地與削切裝置進(jìn)行隔離，降低安全事故的發(fā)生概率，以滿足安全生產(chǎn)工作中的客觀需要。

在實(shí)際操作中，工作臺的技術(shù)處理，須設(shè)置具體的控制操作數(shù)值，并在安放材料、監(jiān)視設(shè)備，搬運(yùn)廢料的應(yīng)用內(nèi)容上，保證整體工序的完整狀態(tài)。設(shè)計參數(shù)須將視距條件設(shè)定在250～1 500 mm區(qū)間內(nèi)，并在工作人員站立操作的前提下，與工作臺面間保持適當(dāng)?shù)木嚯x。而這種任務(wù)視距，也會在不同的任務(wù)要求條件中，表現(xiàn)出明顯的差異化狀態(tài)。例如在控制操作與數(shù)值的視距管理上，須將視野直徑控制在400～600 mm，并使視距條件保持在250～350 mm。而對于防止材料的視野直徑，則應(yīng)當(dāng)固定在800 mm上，并將500 mm作為視距標(biāo)準(zhǔn)，將其作為實(shí)際操視距的最高值。另外，在監(jiān)視機(jī)器與搬運(yùn)廢料的控制中，則相對較為寬松，可在保證最低距離條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)操作人員的實(shí)際情況，對視距與視野上限進(jìn)行控制。

2.4 設(shè)計方案整合

在金屬帶鋸床設(shè)備的人機(jī)工程設(shè)計中，交互界面是重要的技術(shù)核心，在人工操作與機(jī)械系統(tǒng)之間，建立起了基礎(chǔ)性的工作橋梁。在進(jìn)行技術(shù)管理的過程中，需要保證整體設(shè)計方案的執(zhí)行效果，并在塊面疊加的同時，完成可控操作與機(jī)械程序的交互運(yùn)行模式，并由此形成造型化的層次體系。

在機(jī)械設(shè)計過程中，需要根據(jù)應(yīng)用條件，適當(dāng)?shù)匾攵嗌试O(shè)備設(shè)施。例如在案例工程中，將灰色作為金屬帶鋸床設(shè)備的主色彩，然后，將其中的重要設(shè)備設(shè)施轉(zhuǎn)化為橙色，以此與基礎(chǔ)設(shè)備結(jié)構(gòu)作出區(qū)分，使色彩的調(diào)整可以更好地起到警示作用。同時，對于設(shè)備上的按鈕，應(yīng)保證其與所在位置顏色的差異性，并通過對比顏色的區(qū)分，使操作人員可以在第一時間定位并完成按鈕的操作。設(shè)計上，應(yīng)遵照技術(shù)人員右手操作的習(xí)慣，保證按鈕設(shè)置位置的合理性。另外，對于部分開放性設(shè)備，還需要設(shè)置防護(hù)罩，避免雜物與人員對于該區(qū)域的接觸。

3 結(jié)語

以人機(jī)工程學(xué)原理為核心，對金屬帶鋸床設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。通過對控制裝置、顯示裝置、作業(yè)空間、觀察模式等內(nèi)容的技術(shù)處理，使金屬帶鋸床人機(jī)工程設(shè)計保持了較好的工作狀態(tài)，在維護(hù)其安全性的同時，提高了設(shè)備操作的便捷化程度，為人機(jī)交互狀態(tài)下的應(yīng)用技術(shù)升級奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。