金属带锯床人机工程设计与应用研究

2020-03-02

技术与市场 2020年1期

(浙江晨龙锯床股份有限公司，浙江丽水 321404)

0 引言

金属带锯床设备，在工业化生产活动中，有较高的适应性条件，尤其在机械加工、建筑建造、汽车生产、航天技术等领域中，表现出了明显的应用优势。在进行技术管理的过程中，应用人机工程设计理念进行优化，需要对金属带锯床设备的基本结构有详细的了解，以此保证整体技术的执行效果。

1 金属带锯床结构分析

金属带锯床设备是工业生产中不可或缺的重要工序性设备，在保证加工精度的同时，提高自动化程度，并以此形成效率化、质量化的工业生产保障条件。同时，在设备处理中，要保证变频电动驱动设备的管理状态，在引入滚珠丝杠传动与光栅定位技术条件的基础上，提高设备的运行精度，完成与控制液压系统的配合。另外，在现代化数字技术的内容上，还引入了以计算机系统为核心的自动监控系统，完成对于锯切过程中全程监控。以数控计算机程序作为有效管理手段，对锯条运动速度、进给速率、卡紧力度等内容进行控制，保证设备的使用精度控制，完成各种技术材料的锯切处理。

2 设备人机工程设计应用条件

在金属带锯床的人机工程设计中，需要保证代行设备的操作性与功能性。而在应用条件上，需要结合具体生产对象与应用环境，对其设备的设计细节进行控制。由此本文以某机械化生产流水线中的金属带锯床结构进行分析，并根据安全性、实用性的技术需求，完成相应操作内容的优化调整，并在以下结构条件上，使改机械生产单位的人际工程技术得到合理化保证。

2.1 控制箱

控制箱是金属带锯床结构中的重要组成部分，也是操作技术人员直接控制生产设备的主要独立装置，需要在设计上以操作人员的便捷化为基础，并保持整体形态风格与主机设备的及执行。为了更好地处理控制箱的管理状态，需要根据具体操作人员的技术能力与反应速度，对其进行合理的设定，并在操作按钮的颜色、尺寸等条件上满足技术人员的客观需求。

按照人际工程的设计，持续需要根据工作人员的身高条件进行设置。在案例项目中，对金属带锯床操作班组进行身高测量与分析，将175 cm作为其平均身高状态，并以此作为标准，完成控制箱的设置，使其高度保持在95 cm的尺寸规格。同时，在控制箱型号的控制选择上，还需要对其箱体结构进行表征[1]。效果上，应保证操作人员双手可以自然地放置在控制台上，防止双手弯曲放置而引起肌肉静态施力。由此，以提高控制箱使用舒适度为核心，将其桌面的抬升角度设置为30°，配合操作台的尺寸与型号的控制，使操作人员的视线，可以垂直地落到操作面上，提高控制箱使用的舒适化状态。

2.2 控制器

金属带锯床设备上，控制器结构主要有按钮、旋钮、摇杆等操作控制键位，在对此类控制装置进行调整的过程中，须以人机交互的核心思想作为引导，在尺寸上满足操作人员的基本生理需求。例如在案例项目的操作中，根据人手部的尺寸数据，对按钮的间距做出了调整，并在保证每个按钮宽度的条件上，维护整体控制器使用中的操作便捷性状态。

在实际技术控制中，以成年男性的手掌尺寸为基础，将圆形按钮的最小尺寸限定在10 mm以上，并根据案件的使用条件，将常用的操作按钮直径设置为16 mm，以此保证不同功能按钮的尺寸形态区分，并提高操作台人际设计的规范性状态。注意，如果按钮为矩形状态，则控制按钮的具体规格型号。案例项目中，采用10 mm×10 mm、10 mm×15 mm、15 mm×20 mm这3种型号的尺寸规格完成按钮型号设置。另外，在按钮高度上，也要作出区分，在5～12 mm，保证按钮升降形成的控制状态。在控制器操作中，还需要对按钮的弹性阻力状态进行维护，使其始终处于良好的使用条件下，避免出现设备故障所引发的连键问题。对于部分带有重要功能作用的按钮，不仅要在色彩选择上使用鲜艳的颜色进行区分，也要采取特殊化的技术手段，对其安全操作指令的执行状态作出指示[2]。例如在安装操作中，可针对设备启动按钮，设置指示灯；并在主电流按钮上，设置阻力反馈装置，对操作信息执行的执行情况作出说明，避免出现重复执行的操作，保证控制器使用效果。

2.3 工作台

在人机系统的工程设计方案中，须发挥人工与机械的特长，在平衡技术操作内容的同时，使整体人机系统达到最佳状态的平衡效果。在案例项目的机床设计中，将金属带锯床的床身作为支撑，通过沉头螺栓完成对整体锯床的固定，维持整体切削运动与送给料装置的连接状态，并由此构筑起完整的工作台结构。在这一结构的设计上，需要将基础的物理机能作为核心，在保证整体机床设计合理性的前提下，维护削切工作的执行状态。同时，通过床身的设置，也可以将工作中的设备操作人员，有效地与削切装置进行隔离，降低安全事故的发生概率，以满足安全生产工作中的客观需要。

在实际操作中，工作台的技术处理，须设置具体的控制操作数值，并在安放材料、监视设备，搬运废料的应用内容上，保证整体工序的完整状态。设计参数须将视距条件设定在250～1 500 mm区间内，并在工作人员站立操作的前提下，与工作台面间保持适当的距离。而这种任务视距，也会在不同的任务要求条件中，表现出明显的差异化状态。例如在控制操作与数值的视距管理上，须将视野直径控制在400～600 mm，并使视距条件保持在250～350 mm。而对于防止材料的视野直径，则应当固定在800 mm上，并将500 mm作为视距标准，将其作为实际操视距的最高值。另外，在监视机器与搬运废料的控制中，则相对较为宽松，可在保证最低距离条件的基础上，根据操作人员的实际情况，对视距与视野上限进行控制。

2.4 设计方案整合

在金属带锯床设备的人机工程设计中，交互界面是重要的技术核心，在人工操作与机械系统之间，建立起了基础性的工作桥梁。在进行技术管理的过程中，需要保证整体设计方案的执行效果，并在块面叠加的同时，完成可控操作与机械程序的交互运行模式，并由此形成造型化的层次体系。

在机械设计过程中，需要根据应用条件，适当地引入多色彩设备设施。例如在案例工程中，将灰色作为金属带锯床设备的主色彩，然后，将其中的重要设备设施转化为橙色，以此与基础设备结构作出区分，使色彩的调整可以更好地起到警示作用。同时，对于设备上的按钮，应保证其与所在位置颜色的差异性，并通过对比颜色的区分，使操作人员可以在第一时间定位并完成按钮的操作。设计上，应遵照技术人员右手操作的习惯，保证按钮设置位置的合理性。另外，对于部分开放性设备，还需要设置防护罩，避免杂物与人员对于该区域的接触。