數(shù)控機(jī)床外觀造型工業(yè)設(shè)計_圖文

1、參考資料數(shù)控機(jī)床外觀造型工業(yè)設(shè)計設(shè)計是一種藝術(shù)的造物活動,其本質(zhì)是“按照美的規(guī)律為人造物”,這就決定了對設(shè)計的研究不 能脫離審美的范疇。雖然“美”不是設(shè)計的惟一屬性和最終目的,但就設(shè)計成果而言,美的因素卻成 為考慮其優(yōu)劣程度的標(biāo)準(zhǔn)之一。對于機(jī)械造型美,最早可以追溯到 19世紀(jì)。英國著名的建筑師、工藝美術(shù)家威廉·莫里斯要求藝 術(shù)能為大多數(shù)人服務(wù),為整個社會服務(wù)。 1907 年,在莫里斯等人的影響下,德國一些工程師和工業(yè)設(shè) 計師創(chuàng)辦了“德意志藝術(shù)工業(yè)聯(lián)盟”。這個組織在大工業(yè)機(jī)器生產(chǎn)的基礎(chǔ)上將藝術(shù)和勞動結(jié)合在一起, 在提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量,特別是在改進(jìn)產(chǎn)品外觀造型上作出顯著成效。因此,德國的

2、工業(yè)機(jī)械產(chǎn)品立 即在國際市場上暢銷,從而促進(jìn)了世界各國對機(jī)械產(chǎn)品造型的重視。我國以前對美在機(jī)械造型中的作用重視不夠,出口的機(jī)械產(chǎn)品不太重視把美學(xué)運(yùn)用到造型中去, 因此,產(chǎn)品雖然在性能、堅固等方面達(dá)到國際水平,但仍不受歡迎而缺乏競爭能力。此外,機(jī)械造型 忽視和人體工程學(xué)的結(jié)合,明顯與外市場的需求不相適應(yīng),從而失去競爭能力。因此,優(yōu)良的機(jī)械產(chǎn) 品必須和美的創(chuàng)造結(jié)合,才能達(dá)到最大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。一、數(shù)控機(jī)床外觀造型要素分解數(shù)控機(jī)床的整體造型是由外觀件組成,數(shù)控機(jī)床外觀件的造型體現(xiàn)了機(jī)床的整體造型風(fēng)格。以數(shù) 控機(jī)床的造型對人視覺印象造成主要影響為依據(jù),可將數(shù)控機(jī)床外觀件分為外罩、門、觀察窗、把手

3、、 數(shù)控系統(tǒng)、排屑裝置、水箱、油箱、電控柜、標(biāo)牌等外觀部件。每個外觀部件作為數(shù)控機(jī)床整體造型 的特征要素,其對整體造型的影響是各不相同的,一般的外觀件只是研究機(jī)床門、把手和標(biāo)牌等對機(jī) 床外觀造型影響較大的外觀件。數(shù)控機(jī)床整體造型與外觀件造型、外觀件與外觀件造型之間的關(guān)系是 有機(jī)的協(xié)調(diào)關(guān)系,整體造型通過外觀件造型的有機(jī)統(tǒng)一來實現(xiàn)其造型的目的。外觀件的設(shè)計對數(shù)控機(jī) 床整體外觀質(zhì)量以及機(jī)床使用的操作性有著重要的影響,因此外觀件造型設(shè)計是數(shù)控機(jī)床造型設(shè)計的 重點。外罩:機(jī)床的外罩造型是影響整體造型風(fēng)格的最重要因素。外罩是數(shù)控機(jī)床主體上最主要的部件, 其造型的視覺沖擊力和表現(xiàn)力直接影響人們對機(jī)床的第一印

4、象乃至最終評判?，F(xiàn)有機(jī)床的外罩造型從 其正立面上大體可以概括為曲面造型、直面造型和斜面造型。這三種特征的外罩造型給人的感覺各不 相同。以曲面、曲線為基調(diào)的外罩造型給人圓潤、流暢、活潑、親切的感覺。以直面、直線為主的造 型風(fēng)格給人規(guī)整、均衡、莊重的感覺。正立面以斜面為主的造型,其面與面之間的轉(zhuǎn)折變化較為豐富, 給人以有生氣、活力、輕巧的感覺。門:機(jī)床門位于機(jī)床主體部分的正面中央,是機(jī)床造型設(shè)計的重點之一。機(jī)床門的造型要受到機(jī)床外罩正立面造型的約束,其外輪廓線要與機(jī)床外罩正立面的輪廓線相匹配?，F(xiàn)有的造型大致可以按 造型感覺分為曲門、直門和折門三種,其造型的變化要隨外罩造型的變化而變化。觀察窗:觀察

5、窗作為數(shù)控機(jī)床正立面的視覺中心,其造型對整體造型風(fēng)格的表現(xiàn)起著畫龍點睛的 作用?，F(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床的觀察窗造型變化較多,但均要求與整體造型風(fēng)格相協(xié)調(diào)。方形觀察窗帶有小 圓角,常與以直線、平面為主,邊角較硬直的外罩造型相匹配,給人以規(guī)整、精確的感覺。而帶有大 圓角的觀察窗造型常與以曲面感覺為主的或面與面之間過渡較為圓滑的外罩造型相匹配?，F(xiàn)有數(shù)控機(jī) 床的觀察窗造型已不再以方形為主,尤其是國外的數(shù)控機(jī)床造型越來越多地采用曲線造型和一些不規(guī) 矩形作為觀察窗的外形,以滿足機(jī)床造型風(fēng)格多樣化的需求。把手:把手雖然在數(shù)控機(jī)床外觀部件中體積較小,但其造型的視覺沖擊力卻不小。把手的造型和 安裝的位置都要考慮人機(jī)工程

6、學(xué)方面的因素,以方便操作者使用。把手的造型主要由其截面形狀和外 形輪廓線決定?，F(xiàn)有機(jī)床的把手截面多以圓形為主,但方形截面把手也有少量的應(yīng)用?，F(xiàn)有的把手外 形輪廓線可歸納為直、曲、折三種,每種造型可分別與不同造型風(fēng)格的機(jī)床造型搭配,但要考慮風(fēng)格 協(xié)調(diào)問題。直把手多用于方正的機(jī)床造型;曲把手多用于曲面的造型,以體現(xiàn)整體形態(tài)的張力;而折 把手多應(yīng)用于面與面之間轉(zhuǎn)折變化豐富的機(jī)床造型,形成整體風(fēng)格的統(tǒng)一。二、數(shù)控機(jī)床外觀造型設(shè)計中的藝術(shù)美數(shù)控機(jī)床是多種技術(shù)的綜合體,因而在設(shè)計過程中,僅僅局限于使其安全、快捷以及功能性的提 高已經(jīng)無法滿足人們的需求。設(shè)計師還應(yīng)注重機(jī)床的外觀質(zhì)量,比如形態(tài)、色彩、質(zhì)感和裝

7、飾等綜合 整體給予人們的審美形象。要塑造美的形式很大程度上受到相對獨(dú)立的審美法則的制約,機(jī)床造型設(shè) 計同樣也需要一些審美法則來加以指導(dǎo),在數(shù)控機(jī)床造型設(shè)計中貫徹。例如:對立與統(tǒng)一、比例與尺 度等造型設(shè)計法則,有利于處理好機(jī)床局部部件造型與整體造型之間的關(guān)系,以獲得風(fēng)格統(tǒng)一、比例 協(xié)調(diào)的機(jī)床造型。宇宙間萬物的形態(tài)無論有多復(fù)雜,都可以歸納為點、線、面、體四個基本要素。不同造型要素的 組合,在造型意義上可以產(chǎn)生不同的性格,既能產(chǎn)生和諧,又能產(chǎn)生動態(tài)的緊張。數(shù)控機(jī)床外觀藝術(shù) 形式大體可分以下幾種:1. 方直的形態(tài)這類機(jī)床的形態(tài)多為直線加以小圓角過渡,整體造型較為方正。直線給人以精致、嚴(yán)肅、統(tǒng)一有 序并

8、理性的感覺,符合加工中心高精度、高速度、高效率的特點。這類機(jī)床造型的外罩、門多為方正 的直線造型,可有傾斜變化。觀察窗多為直線形帶小圓角。把手多為直線造型,豎直或橫向位于觀察 窗旁。2. 圓潤的形態(tài)這類機(jī)床多以曲面造型為主,面與面之間采用大圓角平滑連接,給人的整體印象是造型圓潤、統(tǒng)一、線條溫婉流暢。這類造型的外罩、門多為大弧度的曲面,曲面與直面間運(yùn)用大倒角圓滑過渡,觀 察窗可采用方形帶較大的圓角,也可運(yùn)用曲線型等作些變化。把手為了配合門的曲面,多設(shè)計曲把手, 但較短小的把手也可以是直線型,豎直或橫向安放于觀察窗旁。3. 對比變化的形態(tài)這類機(jī)床給人的視覺沖擊力較大,由此帶來了很強(qiáng)的視覺效果。機(jī)床

9、的造型常常是由曲面和直面 組合在一起,使得不同部位形成形體的對比,并且面與面之間有較多的起伏變化,給人感覺造型層次 豐富。這類機(jī)床門的輪廓常與外罩的正面輪廓不一致,而且觀察窗的造型則有較多的變化,使得整體 造型細(xì)部較多,耐人尋味。4. 簡潔統(tǒng)一的形態(tài)這類機(jī)床外觀簡潔,采用大塊的直面或曲面造型,面與面之間少有起伏變化,外罩可適當(dāng)做些斜 角或圓角的造型,以打破造型過于簡潔而造成的沉悶感。這類機(jī)床門和觀察窗的造型與整體設(shè)計相協(xié) 調(diào),門、窗和把手的造型可增加一些細(xì)部結(jié)構(gòu),使得機(jī)床外觀不會過于簡單。三、數(shù)控機(jī)床外觀造型設(shè)計中的技術(shù)美數(shù)控機(jī)床外觀造型設(shè)計的技術(shù)美主要體現(xiàn)在造型設(shè)計中,要考慮人機(jī)工程學(xué)方面的

10、要求。外觀件 的人性化設(shè)計是機(jī)床造型設(shè)計的重點,外觀件人機(jī)性能的好壞將直接影響人們對機(jī)床整體性能的評價。 人對機(jī)床操作時經(jīng)常接觸的外觀件是機(jī)床人機(jī)工程設(shè)計中所要把握的關(guān)鍵,這類部件主要有機(jī)床門、 觀察窗、把手等,以下將對這幾類外觀件的人機(jī)工程設(shè)計進(jìn)行分析,總結(jié)出外觀件造型設(shè)計中需要滿 足的相關(guān)要求。1. 機(jī)床門的人機(jī)工程設(shè)計機(jī)床門是機(jī)床整體造型的重要部件,而且與機(jī)床操作人員接觸較多,其尺寸與結(jié)構(gòu)是否合理對機(jī) 床操作的易用性有著重要的影響。機(jī)床門的設(shè)計除了要求其造型與機(jī)床外罩相配合,還需要考慮門的 寬度。門的寬度不但會對機(jī)床整體外觀造成較大影響,而且還會關(guān)系到機(jī)床的使用性能。因此,在門 的造型設(shè)

11、計中寬度是一個不可忽視的要素。機(jī)床門的寬度主要受到工作臺尺寸的限制,為了方便操作人員裝卡零件的需要,門的寬度尺寸在 一般情況下要求略大于工作臺的寬度,即把工作臺完全敞開。由于不同型號機(jī)床的工作臺尺寸差別較 大,因此門的造型也需要作較大的變化,以滿足操作人員的工作要求。對于工作臺較小的機(jī)床一般采 用單開門的結(jié)構(gòu),而對于工作臺較寬的機(jī)床則多選用雙開門。因為要把工作臺完全敞開,如果采用單 門結(jié)構(gòu),機(jī)床門的體積過大,推拉操作較吃力,不便于使用,所以在大型的加工中心等機(jī)床中雙開門 的結(jié)構(gòu)較為常見。另外,在機(jī)床門的造型設(shè)計中,門的高度尺寸也應(yīng)適當(dāng)考慮。特別是在大型的加工中心的設(shè)計中, 由于機(jī)床體量大,門的

12、高度尺寸要比普通機(jī)床大些。2. 觀察窗的人機(jī)工程設(shè)計觀察窗的作用主要是操作者可通過它對加工工件和機(jī)床的運(yùn)動進(jìn)行觀察。這種觀察和顯示數(shù)據(jù)一 起構(gòu)成了機(jī)床對個人的重要反饋。操作者對工件的觀察在監(jiān)視控制中是十分頻繁的,觀察的姿勢受到 觀察窗的影響很大,因此觀察窗的設(shè)計是機(jī)床人機(jī)工程設(shè)計中需要把握的要點。觀察窗的高度應(yīng)按照 人體的視高尺寸的 50% 位置來設(shè)計,以適應(yīng)不同身高的人群。3. 把手的人機(jī)工程設(shè)計把手是操作人員操作機(jī)床常接觸的部件,對機(jī)床操作的舒適性和操作人員工作效率的提高都有一 定的影響。把手的設(shè)計要考慮的因素較多,其直徑與長度要與人手的尺寸相適應(yīng),使得抓握舒適,操 作方便。把手的長度在設(shè)

13、計中也需要重視?，F(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床的把手造型多采用長把手的設(shè)計,一方面 是為了造型的需要,另一方面也可以適合不同身高的人群抓握。但也有不少機(jī)床采用短把手,短把手 的設(shè)計就要考慮把手長度對人手抓握的影響。對于把手安裝高度的確定,同樣選取五十人體身高的 50% 位置來作為設(shè)計依據(jù),以適合不同身高 的人使用。手的活動范圍和肘的高度共同確定了最佳的手控制區(qū),相關(guān)數(shù)據(jù)可以通過查閱人體測量的 資料獲得。對于長把手來說,其安裝的高度沒有太多限制,只要把手抓握位置能包括最佳控制區(qū),且 安放位置美觀即可;而對于短把手則要盡量安裝在最佳控制區(qū)內(nèi),而且位置多設(shè)計在門中間偏下的位 置,這樣能盡量使手腕保持自然狀態(tài),手與小

14、臂處于一條直線上,避免因手腕彎曲而引起肌肉靜態(tài)施 力。從以上分析可以得出,機(jī)床中與操作者接觸較多的部件是機(jī)床人機(jī)工程設(shè)計的重點。這類部件不 僅要求造型美觀、結(jié)構(gòu)簡單,而且要把握“以人為本”的設(shè)計原則,讓操作人員使用方便、舒適,工 作效率大大提高。參考資料機(jī)床產(chǎn)品外觀設(shè)計的新動向在一般人眼中,機(jī)床的核心價值是其加工能力,外觀設(shè)計只是機(jī)床行業(yè)模仿消費(fèi)品制造行業(yè)的作 風(fēng),在機(jī)床設(shè)計工作結(jié)束以前對設(shè)計方案進(jìn)行的局部修飾。然而,回顧工業(yè)設(shè)計的歷史,機(jī)床其實是 最早應(yīng)用產(chǎn)品外觀設(shè)計的行業(yè)之一,機(jī)床企業(yè)講究產(chǎn)品外觀的原因,除了對美的追求以外,更重要的 是在市場形勢出現(xiàn)變化時,提高自身產(chǎn)品在同類產(chǎn)品之間的競爭

15、力。最近兩年,世界機(jī)床產(chǎn)品市場開 始了新一輪以外觀設(shè)計為主題的競爭,這種變化的出現(xiàn)和近年機(jī)床市場形勢轉(zhuǎn)變有莫大的關(guān)系。 突出內(nèi)在價值中國是世界上最大的機(jī)床市場,國產(chǎn)機(jī)床質(zhì)和量的提升對世界機(jī)床產(chǎn)業(yè)格局帶來重大影響,當(dāng)國 產(chǎn)機(jī)床的性能、外觀和國外產(chǎn)品日益接近,同時又具有較高性價比優(yōu)勢的情況下,國外高檔機(jī)床開始 爭取將本身獨(dú)有的內(nèi)在價值,通過非傳統(tǒng)的外觀裝飾向客戶展示。例如,日本的板材加工機(jī)床制造商 天田(AMADA 公司為了凸顯與國產(chǎn)機(jī)床產(chǎn)品的技術(shù)差距,改換了一套更具科技色彩的外觀語言。 利用外觀突出產(chǎn)品內(nèi)在價值的另一例子是馬扎克(Mazak 公司的 e 系列復(fù)合加工機(jī)床,為了顯 示其獨(dú)創(chuàng)的生產(chǎn)信

16、息管理系統(tǒng)的存在,馬扎克在 e 系列機(jī)床上裝上如圖 3所示的生產(chǎn)信息管理塔(e-TOWER ,該塔的外觀采用公眾場所的信息柜臺造型,以突出 e 系列機(jī)床的信息交互和管理的能 力。 統(tǒng)一企業(yè)形象早于 1992年,德國 Dekel 和 Maho 兩家機(jī)床公司在合并后,由于各自保持原有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和風(fēng)格, 仍然無法擺脫困境,于 1994年被 Gildmeister 公司收購,成立德馬吉(DMG 機(jī)床集團(tuán)。德馬吉一改以 前各自為政的做法,致力統(tǒng)一旗下企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)計劃和產(chǎn)品外觀,成為機(jī)床外觀設(shè)計潮流的引領(lǐng)者。 德馬吉的成功,證明了統(tǒng)一的產(chǎn)品形象對機(jī)床集團(tuán)的重要性。近年來，類似德馬吉的機(jī)床企業(yè)的聯(lián)合、重組

17、和并購，形成了若干新的機(jī)床大集團(tuán)，如MAG、GF AgieChamiles、斯來福臨等。跟蹤這些集團(tuán)的新產(chǎn)品開發(fā)計劃，可以發(fā)現(xiàn)它們不單統(tǒng)一旗下機(jī)床的商 標(biāo)和配色，也通過共用零部件，統(tǒng)一造型元素的組合規(guī)律等方法，令不同大小、體型的機(jī)床展現(xiàn)家族 化的外觀。 MAG集團(tuán)的機(jī)床，除了采用相同的配色，外殼貼裝相同形狀的銀色飾帶以外，其控制臺也采用了 相同的外罩，并且在每臺機(jī)床的其中一面設(shè)計了一段深灰色的垂直凹槽，令機(jī)床的家族感更加鮮明。 GF AgieChamiles 是另一個利用造型元素的組合規(guī)律實現(xiàn)機(jī)床家族化外觀的例子， AgieChamiles 集團(tuán)旗下?lián)碛邪娀鸹庸C(jī)、線切割機(jī)、加工中心等多

18、種不同產(chǎn)品，這些機(jī)床體型各異，單靠配 色和圖案很難有效地營造家族感覺，AgieChamiles 的處理辦法是，巧妙地在機(jī)床部件的結(jié)合部和拐 角加上橙色垂直邊條和門把，以最有限的改動實現(xiàn)外觀的統(tǒng)一，如圖所示。 6 機(jī)床產(chǎn)品被客戶認(rèn)同是經(jīng)年累月的品牌形象建設(shè)的結(jié)果，因此一個機(jī)床品牌并購了其它品牌后， 在統(tǒng)一外觀語言的同時，必須保證原品牌的正面形象盡量過渡到新品牌內(nèi)，以AgieChamiles并購米克 朗高速加工中心品牌為例，從圖可見，GF選擇保留米克朗機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)配置，外殼形狀、門窗比例 等特征，只增加橙色垂直邊條和門把。 開拓第二品牌 在保衛(wèi)高檔產(chǎn)品市場空間的同時，一些國外機(jī)床公司希望以其品牌優(yōu)勢，扭轉(zhuǎn)性價比的劣勢，進(jìn) 入國內(nèi)中檔市場。但是，高檔品牌的公司如果貿(mào)然推出中檔產(chǎn)品，必然會對其原有的高檔市場造成沖 擊，容易出現(xiàn)自相殘殺的局部，因此國外品牌公司有需要通過設(shè)計不同的產(chǎn)品外觀風(fēng)格，營造產(chǎn)品檔 次差別，實現(xiàn)客戶群的隔離。 以德馬吉為例，圖 7的“New Des