Эстетический и эргономический анализ технического объекта: токарно-винторезный станок с ЧПУ и наклонной станиной

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тульский Государственный Университет

Кафедра "Автоматизированные станочные системы"

Контрольно-курсовая работа

на тему «Эстетический и эргономический анализ технического объекта: токарно-винторезный станок с ЧПУ и наклонной станиной»

Выполнила: ст. гр. 631881

Фирсанова Е. С.

Проверил: Орлов А.Б.



1. Описание объекта

1.1 Общий вид (фотография)

1.2 Краткое описание конструкции и функций объекта

Цельнолитая наклонная станина из высококачественного чугуна марки «Механит» гарантирует высокую жесткость и виброустойчивость.

Наклон станины 45 градусов оптимален для обработки деталей большого диаметра.

Жесткость шпинделя обеспечивается 4-мя коническими двухрядными роликовыми подшипниками.

Цельные, широкие направляющие скольжения коробчатого типа обеспечивают повышенную жесткость и точность, как при тяжелых условиях резания, так и при финишных операциях.

Высокая мощность привода шпинделя -- 28 кВт постоянно, 38 кВт -- 30 минут (в зависимости от модели).

Увеличенный диаметр ШВП по оси Z до 50мм гарантирует стабильную работу станка на максимальных режимах резания.

Время индексации револьверной головки между соседними позициями всего 0,9 секунды. Большой выбор револьверных головок.

Ось «С» и фрезерная функция значительно расширяет технологические возможности станка, позволяет производить фрезерование, осевое сверление и растачивание, нарезание резьбы и другие операции.

Все элементы электрического шкафа отвечают европейским нормам CE.

Широкий выбор опций.

Технические характеристики:

Зона обработки

Наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над
	станиной	600	мм
	суппортом	450	мм
Длина обрабатываемой заготовки	1250	мм
Угол наклона станины	45	град

Шпиндель

Максимальная частота вращения шпинделя	3000	об/мин
Мощность главного двигателя c ЧПУ Fanuc	15/18,5 (18,5/22)	кВт
Мощность главного двигателя c ЧПУ Siemens	22/30 (28/38)	кВт
Диаметр гидравлического патрона	250 (305)	мм
Диаметр отверстия в шпинделе	77	мм

Перемещения

Перемещение по оси Х	305	мм
Перемещение по оси Z	1250	мм

Подачи

Ускоренное перемещение по оси X	24	м/мин
Ускоренное перемещение по оси Z	24	м/мин

Дополнительные данные

Емкость бака для охлаждающей жидкости	185	л
Максимальный расход охлаждающей жидкости	65	л/мин
Емкость масляного бака для смазки	2	л
Максимальный расход масла	0,13	л/мин

Точность

Точность позиционирования	±0,005	мм
Повторяемость	0,005	мм

Масса и габариты

Масса станка	8200	кг
Длина	4614	мм
Ширина	1846	мм
Высота	2016	мм

Комплектация станка.

Русифицированная система ЧПУ Fanuc 0i-TD или Siemens 802DSL

12-ти позиционная револьверная головка LS-200

Порт RS-232 и слот для карты памяти

Электронный штурвал

3-х кулачковый гидравлический патрон

Задняя бабка с гидравлическим приводом выдвижения пиноли

Автоматическая система смазки направляющих

Теплообменник электрошкафа

Система подачи СОЖ

Защитные кожуха для ограждения рабочей зоны

Поддон для сбора стружки

Комплект выравнивающих опор

Руководство по эксплуатации на станок на русском языке



2. Эстетический анализ технического объекта

2.1 Стиль

Стиль в искусстве - это характерная устойчивая общность содержания, творческих принципов, характера и художественного выражения наиболее существенных признаков предметов материальной и духовной культуры конкретного исторического периода. Кратковременным отражением существующего стиля является мода.

Современное станочное оборудование создается в стиле функционализм, когда необходимый эстетический эффект достигается минимальными средствами, одновременно с обеспечением заданных функций. Основным принципом этого стиля является идея первичности функциональности объекта. Функциональный объект как бы автоматически становится эстетичным.

При анализе стиля токарно-винторезного станка с ЧПУ и наклонной станиной можно выделить следующие особенности:

использование прямоугольных форм

основной цвет - белый

отсутствие орнаментов

при детальном рассмотрении станок можно разделить на блоки.

Таким образом, можно сказать, что токарно-винторезный станок с ЧПУ и наклонной станиной выполнен в стиле «функционализм».

2.2 Тектоника и композиционное равновесие

Композиция (от лат. compositio -- составление, соединение) -- это научная дисциплина, которая излагает закономерности и раскрывает специфические приемы и средства, применяемые в процессе работы над художественным образом. Гармоничная организация формы в технике связана с рядом объективных закономерностей.

Тектоника, или архитектоника (от греч. tektonikos -- относящийся к строительству), в широком смысле слова означает построение, структуру любого произведения искусства, в архитектуре -- художественное выражение закономерностей конструктивного строения здания, сооружения. Тектоника в технике означает зримое отражение в форме работы конструкции и организации материала. Взаимообусловленность конструкции и выраженной в конкретном материале формы является наиболее существенным признаком, который предопределяет композицию всего изделия.

Тектоника токарно-винторезного станка с ЧПУ и наклонной станиной такова, что в целом он воспринимается точно уравновешенным и хорошо защищенным от вибрации. Несущие части легко поддерживают на себе рабочий механизм. Композиционное равновесие достигнуто за счёт монолитной формы станка и симметрично расположенных узлов.

2.3 Объёмно-пространственная структура

Любая форма так или иначе взаимодействует с пространством. Как бы ни была построена форма, можно говорить о двух компонентах ее структуры - объеме и пространстве.

По признаку объемно-пространственного строения формы токарно-винторезный станок с ЧПУ и наклонной станиной относится к относительно просто организованным моноблочным структурам со скрытым механизмом, размещенным в корпусе. Можно выделить следующие градации плотности объемно-пространственной структуры: очень неплотная, пониженной плотности, средней плотности, повышенной плотности и высокой плотности. В данном случае имеет место структура высокой плотности.



2.4 Гармоничная целостность формы

Целостность формы отражает логику и органичность связи конструктивного решения изделия с его композиционным воплощением. Элементы изделий необходимо объединить не только механически, с помощью болтов или сварки, по и композиционно, т. е. добиться гармоничной целостности формы.

Целостность формы достигается при соблюдении закономерностей соподчинения элементов, т. е. она неразрывно связана с другим качеством композиции -- соподчиненностью.

Токарно-винторезный станок с ЧПУ и наклонной станиной выглядит достаточно гармоничным и удобным. Целостность формы обусловлена её монолитным характером. При этом сохранено удобство эксплуатации.

2.5 Соподчинённость элементов формы

При отсутствии соподчиненности важнейших элементов полученное целое не смотрится. В некоторых моделях металлорежущих станков, например, этот недостаток проявляется чаще всего в том, что по линиям примыканий крупные формообразующие части как бы отслаиваются одна от другой, поскольку отсутствует их ограниченная взаимосвязь, спаянность, когда ни один элемент композиции нельзя ни стронуть, ни изменить, чтобы не нарушить целостности.

В данном случае соподчинённость элементов достигается за счёт единства цвета. Все основные узлы станка имеют одинаковый цвет.

2.6 Пропорции и пропорциональность.

Пропорция означает соразмерность, определенное соотношение отдельных частей и предметов между собой. Размерные отношения элементов формы изделий служат той основой, на которой строится вся композиция.

Существует два основных подхода к пропорционированию различных промышленных изделий. Первый строится на относительной свободе проектировщика в выборе пропорций, когда он может задавать пропорции, идя от формы к конструкции. Иного подхода требуют изделия со сложной объемно-пространственной структурой, размерные отношения которых определяются конструкцией. Здесь необходимо вовремя корректировать пропорциональный строй формы как в целом, так и в отдельных ее элементах.

В многооперационном станке с ЧПУ на первый взгляд, все пропорции гармоничны. Я думаю, что в создании станка использовали именно второй подход пропорционирования. Также есть некоторые особенности пропорционирования, связанных с усилением воздействия пропорциональной закономерности, определенная цветовая структура.

Можно сказать, что пропорции соблюдены. Все необходимые части станка для работы находятся в удобном расположении для человека.

2.7 Масштаб и масштабность

Исследователи композиции в архитектуре справедливо указывают, что масштабность сооружения не определяется его абсолютной величиной - маленькое здание может иметь крупный масштаб, а большое, напротив, быть мелким по масштабу. Когда архитектор проектирует здание, он всегда рисует около фасада фигуру человека в масштабе чертежа, и она как архитектурная мера заставляет соотносить с собой все элементы здания, его пропорциональный строй.

К сожалению, в технике это не практикуется. Инженер-конструктор имеет дело с механизмами, для которых масштаб как будто не может быть избран, а скорее сам задается многими условиями. Членение здания, даже его строй и ритм в какой-то мере можно задать, и для этого существует немало приемов. Членение же станка, трактора, дорожной машины или микроскопа подчас строго обусловлены самой конструкцией. И все-таки в любой области техники у проектировщика тоже немало средств достижения масштабности изделия.

Можно сказать, что в токарно-винторезном станке с ЧПУ и наклонной станиной масштабность хорошо соблюдена. Станок сделан именно под рост среднестатистического человека.

2.8 Симметрия и ассиметрия

Симметрия - равномерное размещение элементов по оси, делящее пространство на равные части. Уравновешивание частей по цвету,тону, форме или объему. Для симметрии характерен ярко выраженный центр, часто совпадающий с геометрическим. Симметричной называется всякая фигура, которая состоит из геометрически и физически равных частей, должным образом расположенных относительно друг друга. Под геометрическим равенством подразумевается совместимое (конгруэнтность) либо зеркальное равенство.

Симметрия в искусстве основана на реальной действительности, изобилующей симметрично устроенными формами. Например, симметрично устроены фигура человека, бабочка, снежинка и многое другое. Симметричные композиции - статичные (устойчивые),левая и правая половины уравновешены.

Художники разных эпох использовали симметричное построение картины. Симметричными были многие древние мозаики. Живописцы эпохи Возрождения часто строили свои композиции по законам симметрии. Такое построение позволяет достигнуть впечатления покоя, величественности, особой торжественности и значимости событий.

Существуют три основных вида симметрии: зеркальная, осевая, винтовая. Зеркальная симметрия подразумевает наличие оси и зеркальное, т.е. полное, отражение в одну и другую стороны. Осевая симметрия обусловлена конгруэнтностью (равенством геометрических фигур в осевых сечениях) и достигается вращением фигуры относительно оси симметрии. Например, можно представить люстру, у которой три рожка. Она симметрична, но здесь нет зеркальности отражения, а есть повторяемость, совместимость одной и той же формы через определенный угол. Так, рожок люстры повторяется через 120°. Винтовая симметрия достигается в результате вращательного движения линии или плоскости вокруг неподвижной оси с постоянной угловой скоростью и одновременно поступательного движения вдоль оси. Спираль, винты, винтовые лестницы - вот наиболее простые случаи такой симметрии.

Асимметрия - неравномерное размещение элементов при сохранении общего равновесия. В асимметричной композиции расположение объектов может быть самым разнообразным в зависимости от сюжета и замысла произведения, левая и правая половины неуравновешены.

При асимметричной композиции отдельные элементы лишены своей связующей - оси симметрии, поэтому работа над асимметричной формой сложнее, чем над симметричной (это дает возможность индивидуального проявления мастерства и отличается высокой степенью действенности). Соподчинение элементов формы в данном случае сводится к соблюдению композиционного равновесия.

В основном, токарно-винторезный станок с ЧПУ и наклонной станиной в закрытом виде выглядит как симметричный корпус. Асимметрией можно считать расположенную справа коробку ЧПУ. Однако, если рассматривать саму коробку с ЧПУ, можно сказать, что она полностью симметрична. Таким образом, получается, что многооперационный станок старались сделать более симметричным.



2.9 Статичность и динамичность

Статичные композиции в основном используются для передачи покоя, гармонии.

Предметы для статичной композиции выбираются близкие по форме, по массе, по фактуре. Характерна мягкость в тональном решении. Цветовое решение строиться на нюансах - сближенные цвете: сложные, земляные, коричневые.

В основном задействован центр, симметричные композиции.

Цвета мягкие, сложные. Все построено на нюансе. Предметы одинаковые по фактуре, практически одинаковые по цвету. Общее световое решение их объединяет и создает атмосферу спокойствия и гармонии.

Статичность - выражение покоя, устойчивости формы. Статичны предметы, которые имеют явный центр и у которых ось симметрии служит главным средством организации формы. Такая форма пожалуй, не столь эффектна, как форма динамичная. Движение впечатляет куда больше, чем покой. Статичная форма обычно не только симметрична ( четко выраженный центр), но еще и обладает крупной массой. В понятие статичности мы вкладываем как нечто обязательно тяжелое и большого размера.

Динамика, это полная противоположность статики во всем.

Используя динамическое построение можно более ярко передать настроение, взрыв эмоций, радость, подчеркнуть форму и цвет предметов!

Предметы в динамике в основном выстраиваются по диагонали, приветствуется ассиметричное расположение.

Все построено на контрастах - контраст форм и размеров, контраст цвета и силуэтов, контраст тона и фактуры.

Цвета открытые, спектральные.

Динамичность формы связана, прежде всего, с пропорциями. Равенство трех сторон объекта характеризует его относительную статичность. Разность сторон создает динамику, «зрительное движение» в направлении преобладающей величины.

В токарно-винторезном станке с ЧПУ и наклонной станиной к статичности можно отнести симметричные формы станка и цветовую композицию. Цвета станка мягкие и однотонные.

2.10 Метрические и ритмические ряды повторности

В художественном конструировании, как и в архитектуре, используется специфическое средство композиции -- закономерное повторение и чередование элементов. Существуют два вида повторности -- метрическая и ритмическая (метр и ритм).

Метрический строй композиции в большинстве случаев определяется функциональными особенностями предметов, например, структура внутреннего пространства общественного транспорта, слагаемая из одинаковых рядов мест для пассажиров; структура ряда шкафов в виде ячеек, пульт управления.

Метрический ряд является простым видом повторности, если он основан из одного элемента, сложным, если ряды скоординированы с другими элементами, весьма сложным, если в композиции одновременно участвует несколько рядов и элементов метрической повтор ноет и.

Ритм-- (от греч. rhythmds -- соразмерность, стройность) -- это последовательное чередование различных соизмеримых элементов. Он содействует ясности, четкости и стройности художественного произведения, делает его более цельным и выразительным. Ритм в музыке -- закономерное чередование звуков в определенном порядке; ритм в хореографии -- сочетание определенных последовательных и выразительных движений человеческого тела, образующих определенный рисунок танца.

В токарно-винторезном станке метричность выражает коробка с ЧПУ, с его последовательными кнопками. Я думаю, что в этом станке нет ритмичности.

2.11 Контраст и нюанс

Контраст подобен ритму. Расположенные рядом резко отличающихся друг от друга элементов (по площади, цвету, светотени, форме и т.д.) аналогично ритмическому чередованию, лишенного какой-либо точности. Контраст придает композиции выразительность, с его помощью легко выделить главные элементы, увеличить диапазон динамики композиции. Но слишком резким контрастом есть опасность нарушить целостность композиции, поэтому альтернативным средством является нюанс.

Контраст заключает в себе явную противоположность, а нюанс еле заметный переход, оттенок.

Нюанс означает едва заметные, незначительные отличия предметов по каким-либо свойствам.

В токарно-винторезном станке нюанс виден сразу за счет подобранных цветов.

2.12 Свет, тень и пластика

В процессе художественного конструирования термин "пластика" является часто употребляемым. Дизайнеры нередко пользуются им при обсуждении своих будущих проектов машин, станков и приборов. Пластика формы может быть охарактеризована, прежде всего, характерными проявлениями объемно-пространственной структуры, выявлять ее рельефность, светотеневую насыщенность и глубинность.

Пластичная форма - это рельефная, скульптурная, с мягкими переходами основных образующих. Если прищурившись, взглянуть так на предмет, что бы в контурах, размытыми стали второстепенные объекты и детали, а форма стала более обобщенной, то он предстанет словно прорисованный лишь только светом и тенями.

Световая структура его проявится яснее, раскроется главное в композиции и в том числе недостатки. К этому приему нередко прибегают профессионалы, особенно работая над изделиями, имеющими сложную объемно-пространственной структуру. Одну плоскость выдвигая на себя, другую немного заглубляя, стараясь выдвигать соседние предметы и смещать их, художником-конструктором производится лепка формы, при этом контролируется распределение как теней, так и света.

В токарно-винторезном станке большое внимание уделили свету. Из-за его формы там практически отсутствует тень, которая приходится только на внутреннюю часть станка.

2.13 Цветовая гамма объекта

Цветовая гамма -- совокупность цветов, принятая для цветового решения, -- может быть теплая, холодная или нейтральная в зависимости от преобладания цветов соответствующего психофизиологического свойства (нейтральными считаются цветовые гаммы с преобладанием ахроматических цветов).

Цветовая гамма токарно-винторезного станка холодная. Это связано с сочетанием белого и голубого цветов. Однако зеленый оттенок коробки ЧПУ можно отнести к теплой цветовой композиции.

станок станина рабочий эргономический



3. Эргономический анализ технического объекта

3.1 Рабочие зоны и размещение органов управления

Требования к рабочему месту:

Рабочее место должно обеспечивать максимальную надежность и эффективность работы.

Рабочее пространство должно быть достаточным, позволять осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и обслуживании оборудования.

В рабочем пространстве должна быть «зона свободной досягаемости», то есть участок, на котором сконцентрировано все оборудование: инструменты, материалы, приспособления, которыми приходится часто пользоваться.

Рабочее место должно быть хорошо освещено.

Оборудование должно быть быстрым, простым, экономичным в обслуживании, соответствовать требованиям техники безопасности.

Рабочее место должно быть оборудовано в соответствии с нормами воздухообмена, температуры и влажности.

Рабочее место должно предусматривать возможность размещения нового оборудования, созданного на основе ИВТ.

Рабочие зоны многооперационного станка расположены очень удобно. Это хорошо видно на рисунке с человеком. Место смены заготовки, инструмента и коробка ЧПУ размещены очень удобно для рук рабочего. Орган управления, в данном случае коробка ЧПУ, размещена не только для удобства нажатия кнопок, но и в зоне видимости человека.



3.2 Средства отображения информации

Технические средства, используемые для формирования информационных моделей, называются средствами отображения информации (СОИ). С помощью СОИ полученная от одного или нескольких источников информация преобразуется в информационную модель, удобную для восприятия оператором. Процесс формирования ИМ в СОИ сопровождается преобразованием кодов. Например, для отображения времени в цифровых часах двоично-десятичный код, занесенный в счетчик временных интервалов, преобразуется в десятичные цифры, указывающие время на циферблате. В часах средства отображения являются их составной частью, однако в случае управления объектами или при взаимодействии человека с ЭВМ СОИ могут иметь достаточно сложную структуру.

Средства отображения информации должны удовлетворять следующим требованиям:

обеспечивать понимание наблюдателем отображаемой информации;

прояснять сложные отношения так, чтобы тенденции развития событий были представлены в доступной форме;

создавать необходимые условия для принятия правильного решения;

обеспечивать эффективное информационное взаимодействие человека и техники, при котором возможности обоих используются наилучшим образом;

обеспечивать максимальную надежность человека, сводить до минимума степень возможных ошибок;

обеспечивать гибкость поведения человека;

координировать действия для коллектива наблюдателей.

К токарно-винторезному станку с ЧПУ и наклонной станиной все перечисленные средства отображения информации можно отнести. Расположение экрана информации находится в очень удобном положении для восприятия рабочего, поэтому уменьшаются ошибки при работе со станком.



Список используемой литературы

1. Ассэль Гэнри. Маркетинг: принципы и стратегии: Учебник для вузов.-М.: ИНФРА-М, 2005.-804с

2. Белявцев М.И., Иваненко Л.М. Маркетинг. Учеб. пособие. - Донецк: ДонНУ, 2003.

3. Дихтль Е., Хершген Х. Практический маркетинг. М.: Высшая школа, 1995.

4. Завьялов П.С. Маркетинг в схемах, рисунках, таблицах. - М.: ИНФРА-М, 2000.

5. Попов Е.В., Попова Л.Н, Клюев Ю.Б. Разработка товара. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. техн. ун-та, 1997.

6. Сомов Ю.С. Композиция в технике, 1987

Размещено на Allbest.ru

...