1、參考資料數控機床外觀造型工業設計設計是一種藝術的造物活動，其本質是“按照美的規律為人造物”，這就決定了對設計的研究不能脫離審美的范疇。雖然“美”不是設計的惟一屬性和最終目的，但就設計成果而言，美的因素卻成為考慮其優劣程度的標準之一。對于機械造型美，最早可以追溯到19世紀。英國著名的建筑師、工藝美術家威廉·莫里斯要求藝術能為大多數人服務，為整個社會服務。1907 年，在莫里斯等人的影響下，德國一些工程師和工業設計師創辦了“德意志藝術工業聯盟”。這個組織在大工業機器生產的基礎上將藝術和勞動結合在一起，在提高機械產品的質量，特別是在改進產品外觀造型上作出顯著成效。因此，德國的工業機械產品立

2、即在國際市場上暢銷，從而促進了世界各國對機械產品造型的重視。我國以前對美在機械造型中的作用重視不夠，出口的機械產品不太重視把美學運用到造型中去，因此，產品雖然在性能、堅固等方面達到國際水平，但仍不受歡迎而缺乏競爭能力。此外，機械造型忽視和人體工程學的結合，明顯與外市場的需求不相適應，從而失去競爭能力。因此，優良的機械產品必須和美的創造結合，才能達到最大的社會效益和經濟效益。一、數控機床外觀造型要素分解數控機床的整體造型是由外觀件組成，數控機床外觀件的造型體現了機床的整體造型風格。以數控機床的造型對人視覺印象造成主要影響為依據，可將數控機床外觀件分為外罩、門、觀察窗、把手、數控系統、排屑裝置、水

3、箱、油箱、電控柜、標牌等外觀部件。每個外觀部件作為數控機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床門、把手和標牌等對機床外觀造型影響較大的外觀件。數控機床整體造型與外觀件造型、外觀件與外觀件造型之間的關系是有機的協調關系，整體造型通過外觀件造型的有機統一來實現其造型的目的。外觀件的設計對數控機床整體外觀質量以及機床使用的操作性有著重要的影響，因此外觀件造型設計是數控機床造型設計的重點。外罩：機床的外罩造型是影響整體造型風格的最重要因素。外罩是數控機床主體上最主要的部件，其造型的視覺沖擊力和表現力直接影響人們對機床的第一印象乃至最終評判。現有機床的外罩造型從其

4、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、直線為主的造型風格給人規整、均衡、莊重的感覺。正立面以斜面為主的造型，其面與面之間的轉折變化較為豐富，給人以有生氣、活力、輕巧的感覺。門：機床門位于機床主體部分的正面中央，是機床造型設計的重點之一。機床門的造型要受到機床外罩正立面造型的約束，其外輪廓線要與機床外罩正立面的輪廓線相匹配。現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：觀察窗作為數控機床正立面的視覺中心，其造型對整體造型

5、風格的表現起著畫龍點睛的作用?，F有的數控機床的觀察窗造型變化較多，但均要求與整體造型風格相協調。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有數控機床的觀察窗造型已不再以方形為主，尤其是國外的數控機床造型越來越多地采用曲線造型和一些不規矩形作為觀察窗的外形，以滿足機床造型風格多樣化的需求。把手：把手雖然在數控機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工程學方面的因素，以方便操作者使用。把手的造型主要由其截面形狀和

6、外形輪廓線決定。現有機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用?，F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格的機床造型搭配，但要考慮風格協調問題。直把手多用于方正的機床造型；曲把手多用于曲面的造型，以體現整體形態的張力；而折把手多應用于面與面之間轉折變化豐富的機床造型，形成整體風格的統一。二、數控機床外觀造型設計中的藝術美數控機床是多種技術的綜合體，因而在設計過程中，僅僅局限于使其安全、快捷以及功能性的提高已經無法滿足人們的需求。設計師還應注重機床的外觀質量，比如形態、色彩、質感和裝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立的

7、審美法則的制約，機床造型設計同樣也需要一些審美法則來加以指導，在數控機床造型設計中貫徹。例如：對立與統一、比例與尺度等造型設計法則，有利于處理好機床局部部件造型與整體造型之間的關系，以獲得風格統一、比例協調的機床造型。宇宙間萬物的形態無論有多復雜，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生不同的性格，既能產生和諧，又能產生動態的緊張。數控機床外觀藝術形式大體可分以下幾種：1. 方直的形態這類機床的形態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、嚴肅、統一有序并理性的感覺，符合加工中心高精度、高速度、高效率的特點。這類機床造型的外罩、門多為方正

8、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. 圓潤的形態這類機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，也可運用曲線型等作些變化。把手為了配合門的曲面，多設計曲把手，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. 對比變化的形態這類機床給人的視覺沖擊力較大，由此帶來了很強的視覺效果。機床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

9、化，給人感覺造型層次豐富。這類機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，使得整體造型細部較多，耐人尋味。4. 簡潔統一的形態這類機床外觀簡潔，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。這類機床門和觀察窗的造型與整體設計相協調，門、窗和把手的造型可增加一些細部結構，使得機床外觀不會過于簡單。三、數控機床外觀造型設計中的技術美數控機床外觀造型設計的技術美主要體現在造型設計中，要考慮人機工程學方面的要求。外觀件的人性化設計是機床造型設計的重點，外觀件人機性能的好壞將直接影響人們對機床整體性能的評價。

10、人對機床操作時經常接觸的外觀件是機床人機工程設計中所要把握的關鍵，這類部件主要有機床門、觀察窗、把手等，以下將對這幾類外觀件的人機工程設計進行分析，總結出外觀件造型設計中需要滿足的相關要求。1. 機床門的人機工程設計機床門是機床整體造型的重要部件，而且與機床操作人員接觸較多，其尺寸與結構是否合理對機床操作的易用性有著重要的影響。機床門的設計除了要求其造型與機床外罩相配合，還需要考慮門的寬度。門的寬度不但會對機床整體外觀造成較大影響，而且還會關系到機床的使用性能。因此，在門的造型設計中寬度是一個不可忽視的要素。機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

11、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床一般采用單開門的結構，而對于工作臺較寬的機床則多選用雙開門。因為要把工作臺完全敞開，如果采用單門結構，機床門的體積過大，推拉操作較吃力，不便于使用，所以在大型的加工中心等機床中雙開門的結構較為常見。另外，在機床門的造型設計中，門的高度尺寸也應適當考慮。特別是在大型的加工中心的設計中，由于機床體量大，門的高度尺寸要比普通機床大些。2. 觀察窗的人機工程設計觀察窗的作用主要是操作者可通過它對加工工件和機床的運動進行觀察。這種觀察和顯

12、示數據一起構成了機床對個人的重要反饋。操作者對工件的觀察在監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，因此觀察窗的設計是機床人機工程設計中需要把握的要點。觀察窗的高度應按照人體的視高尺寸的50% 位置來設計，以適應不同身高的人群。3. 把手的人機工程設計把手是操作人員操作機床常接觸的部件，對機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，使得抓握舒適，操作方便。把手的長度在設計中也需要重視。現有的數控機床的把手造型多采用長把手的設計，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。但也有不少機床采用

13、短把手，短把手的設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% 位置來作為設計依據，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，相關數據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，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內，而且位置多設計在門中間偏下的位置，這樣能盡量使手腕保持自然狀態，手與小臂處于一條直線上，避免因手腕彎曲而引起肌肉靜態施力。從以上分析可以得出，機床中與操作者接觸較多的部件是機床人機工程設計的重點。這類部件不僅要求造型美觀、結

14、構簡單，而且要把握“以人為本”的設計原則，讓操作人員使用方便、舒適，工作效率大大提高。參考資料機床產品外觀設計的新動向在一般人眼中，機床的核心價值是其加工能力，外觀設計只是機床行業模仿消費品制造行業的作風，在機床設計工作結束以前對設計方案進行的局部修飾。然而，回顧工業設計的歷史，機床其實是最早應用產品外觀設計的行業之一，機床企業講究產品外觀的原因，除了對美的追求以外，更重要的是在市場形勢出現變化時，提高自身產品在同類產品之間的競爭力。最近兩年，世界機床產品市場開始了新一輪以外觀設計為主題的競爭，這種變化的出現和近年機床市場形勢轉變有莫大的關系。突出內在價值中國是世界上最大的機床市場，國產機床質

15、和量的提升對世界機床產業格局帶來重大影響，當國產機床的性能、外觀和國外產品日益接近，同時又具有較高性價比優勢的情況下，國外高檔機床開始爭取將本身獨有的內在價值，通過非傳統的外觀裝飾向客戶展示。例如，日本的板材加工機床制造商天田（AMADA）公司為了凸顯與國產機床產品的技術差距，改換了一套更具科技色彩的外觀語言。利用外觀突出產品內在價值的另一例子是馬扎克（Mazak）公司的e系列復合加工機床，為了顯示其獨創的生產信息管理系統的存在，馬扎克在e系列機床上裝上如圖 3所示的生產信息管理塔（e-TOWER），該塔的外觀采用公眾場所的信息柜臺造型，以突出e系列機床的信息交互和管理的能力。統一企業形象早于

16、1992年，德國Dekel和Maho兩家機床公司在合并后，由于各自保持原有產品的結構和風格，仍然無法擺脫困境，于1994年被Gildmeister公司收購，成立德馬吉（DMG）機床集團。德馬吉一改以前各自為政的做法，致力統一旗下企業的產品開發計劃和產品外觀，成為機床外觀設計潮流的引領者。德馬吉的成功，證明了統一的產品形象對機床集團的重要性。近年來，類似德馬吉的機床企業的聯合、重組和并購，形成了若干新的機床大集團，如MAG、GF AgieChamiles、斯來福臨等。跟蹤這些集團的新產品開發計劃，可以發現它們不單統一旗下機床的商標和配色，也通過共用零部件，統一造型元素的組合規律等方法，令不同大小

17、、體型的機床展現家族化的外觀。MAG集團的機床，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，并且在每臺機床的其中一面設計了一段深灰色的垂直凹槽，令機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律實現機床家族化外觀的例子，AgieChamiles集團旗下擁有包括電火花加工機、線切割機、加工中心等多種不同產品，這些機床體型各異，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，巧妙地在機床部件的結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外觀的統一，如圖所示。機床產品被客戶認同是經年累月的品牌

18、形象建設的結果，因此一個機床品牌并購了其它品牌后，在統一外觀語言的同時，必須保證原品牌的正面形象盡量過渡到新品牌內，以AgieChamiles并購米克朗高速加工中心品牌為例，從圖可見，GF選擇保留米克朗機床的總體結構配置，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高檔產品市場空間的同時，一些國外機床公司希望以其品牌優勢，扭轉性價比的劣勢，進入國內中檔市場。但是，高檔品牌的公司如果貿然推出中檔產品，必然會對其原有的高檔市場造成沖擊，容易出現自相殘殺的局部，因此國外品牌公司有需要通過設計不同的產品外觀風格，營造產品檔次差別，實現客戶群的隔離。以德馬吉為例，圖 7的“New Design”外觀語言已經成為