数控机床外观造型设计创新研究

王成彪

摘 要：数控机床外观造型设计对于提高数控机床产品附加值，增强市场竞争力具有重要意义。进入 21 世纪，伴随科技的快速发展，我国数控机床的产量与质量都得到了大幅度的提高。本文对数控机床的外观造型设计原则及结构进行分析，总结了符合“科技以人为本”理念的数控机床外观造型设计的创新设计原则，对数控机床外观造型设计有一定的指导作用。

关键词：数控机床；创新设计；外观造型

1.数控机床外观造型改进设计的意义

我国在高档数控机床市场目前还缺乏竞争力，主要原因在于高精技术上的差距，这一问题无法在短时间内解决。在数控机床市场，国产品牌依靠较低廉的价格和并不逊色的技术质量占有较大市场份额。但是目前国内大多数控机床设计以满足产品的功能性为主要目标，外观造型设计服务于机床功能的实现，在审美需求、宜人性、节能环保等方面较少考虑。纵观数控机床发展史，从劳动密集型向科技密集型发展是历史发展的趋势。随着数控机床科技含量的不断提高，外观造型上也应与时俱进。研究数控机床的外观造型设计方法，目的在于提高数控机床产品的外观质量和宜人性，增强产品的附加值与整体造型效果，提高我国数控机床产品的市场竞争力，树立企业品牌价值，满足市场竞争的需要，创造更高的经济效益。

2.数控机床外观造型设原则

在数控机床外观造型设计过程中，坚持下列基本原则：

（1）数控机床的色彩设计要满足以下特点：第一，色彩的表达要与机床的相应功能相统一，在不同功能部位设计不同的

色彩进行区分。第二，根据人机协调的原则，采用偏中性的色彩设计，降低工人的疲劳感。第三，色彩的设计要与相应的工作环境协调，不同的环境采用不同的色彩，比如在寒冷的环境用暖色调，高温环境用冷色调。第四，美学原则，在外观色彩设计时要搭配适当色彩带给人美得心里感受。第五，符合企业的品牌形象，对同一品牌机床的色彩设计要大体上同一并具有一定的延续性，有利于建立长久的品牌形象认知。

（2）形态设计的原则，数控机床的设计要符合单纯化原则，坚持简洁、大方的形态设计。首先，在加工制造中均衡与稳定的形态更容易让人产生安全感。其次，机床形态设计要在

单纯、稳定和均衡的基础上，做到变化与统一相互结合，减少单调、刻板的感觉。（3）人机工程设计原则。数控机床的人机工程设计就要符合安全性，又要满足易用性。在外观设计时必须重点考虑操作人员的安全，在任何工作环境下都能保证操作人员的安全，要让数控机床在外观上能够直观区分功能区域，观察窗口、操作面板、拉门把手、按键大小等的位置设置要合理科学，符合一般人的操作习惯。（4）绿色机床原则。在数控机床设计时，既要采用合理科学的结构，以降低加工过程中的能量消耗，又要尽量使用可再生材料，有效使机床轻量化。

3 改进设计的方法

为了满足数控机床产品外观造型的审美需求、宜人性、节能环保等功能，需要综合运用色彩理论、形态理论、人机工程理论、绿色机床理论等知识。一是色彩的运用。数控机床主要由人来操作，所以色彩选用时要考虑人的活动和审美要求。现有的中低档数控机床选用色彩灰暗沉闷，容易使人郁闷，产生疲劳。改进设计时考虑到操作者需要长时间操作观察机床，所以应选择使其觉得安全、稳定、舒适的颜色搭配。机床主体可以采用纯度低的颜色如浅蓝、浅黄等使人觉得舒适、亲近；增强稳定感则可以选用上轻下重、上明下暗的处理。二是形态的运用。目前国产中低档数控机床形态设计过于简单、生硬，往往给人以不自然的感觉，造型随意，往往各种部件之间风格不统一。针对这些缺点，在改进设计时要依循形式美的法则，考虑机床外观造型尺度大小、比例的协调、对称与均衡、韵律与美感等。同时数控机床作为高科技产品，在形态设计上要体现出其科技感、时代感。三是宜人性的运用。数控机床的设计应该以人为本，符合人的操作习惯，提高操作准确度和工作效率。现有机床设计较多的是人适应机器，所以出现了诸如数控面板过高，不便于观察与操作；舱门位置不合理，把手横置不符合用力习惯；缺少安全防护措施等问题。在改进设计时要遵循“以人为本”的设计理念，使机床符合操作者习惯，各部分最大限度地满足操作者的要求。四是“绿色机床”的运用。各行各业对于環境保护都越来越重视，“绿色机床”的理念逐渐开始流行。中低档数控机床作业现场存在噪音污染、冷却液废屑污染等问题。

在外观造型设计时针对加工噪音可采用封闭设计或者降噪材料较低噪音；针对冷却液废屑可设计排液排屑渠道处理，降低环境污染。从外观造型设计上开始打造“绿色机床”的环保理念。

4 数控机床外观造型设计的发展趋势

对数控机床行业来说，重视产品的外观造型，不仅仅出于对美的追求，更多的是为了适应市场的变化和需求，维护企业形象，提高品牌价值，更好地提高企业产品的竞争力。

4.1 符合“以人为本”的设计理念

“以人为本”的设计理念是当今数控机床设计理念的发展趋势，因为机器始终为人辅助，由人来操作，只有在设计中关注“人”的因素，才能符合人类的可持续发展这一需求。

4.2 增强数控机床本身的产品属性

增强数控机床本身的产品属性，是数控机床设计的另一个重要的发展方向，在外观设计上不仅要更多地突出企业的品牌价值，也要能强化数控机床作为高科技产品的商业属性。未来数控机床的外观造型设计，不仅要给人在视觉和心里上产生美感，还要满足数控机床的安全、易用节能环保的可持续性发展需求，同时，也要使得它的商业价值和科技价值得以体现。

随着经济技术的发展以及数控技术的进步，数控机床在外观造型上也应该跟上技术发展的要求。在数控机床的外观设计上既要满足安全易用性，也要体现出具有创新元素的科技感和时代感，使数控机床的科技价值和商业价值得到更好的体现。

5 结论及展望

数控机床作为高科技产品其外观造型设计理应得到重视。本文通过工业设计原理中色彩、形态、宜人性、环保理念的浅析，提出了针对国内中低档数控机床外观造型设计的创新设计方法，并结合实例进行设计，构建了初步建模设计，为进一步的工作奠定了基础。各部件的形态细化设计，部件与整体在设计语言上的融合，将色彩理论、人机交互理论、工业设计理论、绿色机床理论等知识进一步运用于设计中使数控机床外观整体上体现出时代感、科技感是接下来所需要做的工作。

参考文献

[1]阮宝湘，邵祥华.工业设计人机工程[M]北京：机械工业出版社，2008.6.

[2]刘蕴忠，杨瑞.浅议产品的“绿色设计”[J].商业现代化，2007

[3]丁玉兰.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，2004

[4]王晨升.工业设计史[M].上海：上海人民美术出版社，2012