基于安全人机工程学的激光切割机人机系统设计

发布时间：2020-05-03 12:50

【摘要】：安全人机工程学是研究人—机—环境关系的合理搭配,它要求产品设计要遵循“以人为本”的设计理念,人机系统的安全设计是它所研究的部分内容,随着这种以人为中心的设计思想逐渐被认可,在人机系统的设计中做到人机关系的最佳匹配变得越来越重要,人机系统设计的好坏直接关系到人员的生理和心理状况,合理的人机系统可防止职业病或重大事故的发生,可保证人员的工作效率和安全健康。非金属激光切割雕刻一体机作为一种新型数控机床,它的出现加快了制造业的发展,已广泛应用在各类大中小企业及高校实验室等,与传统的数控机床相比,激光无需触碰即可对人员造成辐射伤害,高能激光意外释放会造成意外事故,所以激光作业会对安全生产带来新的问题,那么就有必要对激光切割雕刻机进行人机系统的安全设计,然而只根据现有数控机床人机系统的研究成果无法充分考虑这些问题。为了使激光切割雕刻机在设计时充分考虑激光会给人带来的诸如对眼的危害、对皮肤的危害以及激光器工作时将会产生的有害颗粒及气体等,本文依据安全人机工程学中人机系统的设计原则,基于非金属激光切割雕刻一体机的自身特性,对激光切割雕刻机的人机系统进行改进设计,主要包括机床外观结构、显示器与控制器、观察窗、作业环境及安全防护装置的设计,并借助链式分析评价法和计算机辅助人机工程学仿真分析评价软件JACK对设计方案进行简单的分析评价。使设计符合操作者生理及心理特征,避免人员产生疲劳以及职业病,防范工作中可能存在的安全隐患,以保证操作者使用激光切割雕刻机时的安全、高效和可靠,进而得到合理的激光切割雕刻机的人机系统。
【图文】：

数控机床,德国

—环境的协调关系，综合三者关系得到最佳机器的高速化、精密化、复杂化的发展方向，人—机—环境的人性化设计可以使人处于安全人机工程学的一个应用学科分支的安全人机工计问题的研究工作也在不断发展，至今已经发，，并引入了计算机辅助人机工程学为人机系统。展迅速的美国、德国、日本已经将人机系统设达到了很高的水平。美国是世界上第一台数控发偏向于基础性的科学研究；德国政府坚持推传的技术传承理念，如图 1-2 所示为德国的仿然后再创新的道路，在学习德、美先进技术5]。

整体布局,整体布局,控制面板,旋钮

.旋钮的安全设计钮是用手控制旋转的元件，激光切割雕刻机所用到的旋钮是电流择圆形旋钮即可，根据操作旋钮所用到的手指可选尺寸为直径 25mm 的旋钮型号。显—控装置的配置设计示器与控制器的配置要保证运动相合性，如右旋电流调节旋钮使大，反之左旋则变小；要保证空间相合性，如使有配合使用关系制器的位置布置紧密；还要保证控制—显示比，控制—显示比是器的移动量的比，即 C/D，它关系到控制和显示系统的灵敏度。制面板的大小应可合理容纳以上设计中具有固定尺寸的显示器步设定其长为 260mm，宽为 130mm，位置应在人手可及范围内佳视野范围内，控制面板上显示器与控制器的布局应按照重要程及操作顺序等情况进行合理地布局，对控制面板区域的划分包框法、色块法、分面法等，根据分面法可将各显示器和控制器按外形进行归类。所得控制面板如图 3-3 所示。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG485

【参考文献】