Эргономика компоновки

Эргономика компоновки

Основными характеристиками любых станков, кроме рабочих параметров будет удобство работы для работающего.
Если работник меньше утомляется при работе, он лучше работает.
Если станок удобен в работе, то он становится "другом".

В настоящее время, конструирование станков и эргономическая проработка стоит дорого. Кроме того общемировая деградация промышленности сказывается и здесь.

Для начала разберёмся с праворукими и леворукими, токарными станками.
Не беря за основу прочность, точность, надёжность.

Праворукость, подразумевает, что у работника две руки. Одна основная - рабочая. Вторая - вспомогательная. Основная рука лежит на маховичке поперечной (радиальной..) подачи, вспомогательная на штурвале продольной подачи. Самоходы включаются основной рукой.
Почти полвека многие фирмы делали станки рассчитанные на праворукость работника.
Это не плохо, но не безопасно. Ибо особенность стойки токаря - находиться немного сбоку от зоны резания (этому учили..). Угол этот колеблется от 10 до 20 град от перпендикуляра оси станка. Но такая стойка слегка предохраняет от ранений стружкой, поломанным инструментом, выскочившей деталью из патрона. При работе с СОЖ, гарантирует заливания брызгами токаря.
Верхний рисунок. Зелёным кружком обозначена зона резания.

В последние десятилетия, всё больше станков выпускается в "леворуком" исполнении.
Это требует привыкания "правшей".
Но особенность такой компоновки, в том, что токарь стоит сбоку от фартука станка, под углом в 40-50град от перпендикуляра от оси станка. В тот одалённый край фартука, вынесен и штурвал продольного перемещения фартука. Токарь находится немного дальше от зоны резания.
Практически не забрызгивается СОЖ. Имеет меньшие шансы получить повреждения стружкой и пр. Обзор зоны резания немного меньше.
Основная рука лежит на штурвале продольной подачи и управляет самоходами. Левая рука управляет радиальными подачами и отчасти маточной гайкой.
Более редко используемые рукоятки - находятся на удалении.
Нижний рисунок.

Компоновка фрезерных станков.

Существует два основных вида компоновок фрезерных станков.
Консольные, бесконсольные.

Консольные, по органам управления, сходны со станками стОлового типа.
Фрезеровщик находится непосредственно перед станком и все основные ограны управления находятся под руками, за исключением управления оборотами шпинделя (рукоятки Г и Д..). Особенно горизонтального.
Хотя в век прямых, шаговых приводов и электронного управления, органы управления могут находиться на пульте под руками.

В целом, шпиндель станка находится в неподвижном состоянии (кроме функции сверления..), а перемещается деталь. Иногда, на некоторых моделях, хобот станка тоже может перемещаться, но это перемещение не используется во время фрезеровки, а только для настройки под деталь.

Перемещения оператора во время работы - минимальны. Обзор зоны резания (Б) - хороший.
Утомляемость - низкая. Определяется в основном высотой станка и ростом фрезеровщика. Согнутая поза - утомляет.

Бесконсольные станки.
В основном имеют сходную компоновку. Оператор-фрезеровщик стоит сбоку ( в 90% справа..).
Все органы управления находятся в очень небольшой комоновочной площади. Фрезеровщик не напрягаясь достаёт практически до любых нужных рукояток и маховиков. Но обзор зоны резания (А) не слишком хорош.
В этих станках, деталь перемещается продольно и вертикально, а фрезерный хобот перемещает шпиндель с инструментом - поперечно.
Верхний рисунок.

У стОловых станков, деталь перемешается горизонтально в двух координатах.
Фрезерный шпиндель перемещается только вертикально.

На второй фотке, типичный представитель двухшпиндельного широкоуниверсального консольнофрезерного станка.

На третьей фотке типичный широкоуниверсальный, бесконсольный фрезерный станок.

Неудачные компоновочные решения.

Возьму два примера из практики.

Станки швейцарского пр-ва.
Это не новейшие станки.
Но при супервысокоточном и чистом исполнении работать на них утомительно. Фрезеровщик в течении смены должен бегать вокруг станка по большому кругу. При том, что основные органы управления, рабросаны по станку так, что работать одновременно, с двумя подачами, на станке ACIERA F4 (старая модификация..) реально невозможно.
Нижний рисунок.

На верхнем рисунке показан схематично станок Schaublin 13.
Станок - леворукий. Фрезеровщик стоит слева от оси станка.
Половина основных органов управления расположены кучно и удобны к доступу.
Но рукоятка включения вертикальной-продольной подачи ( 5..) и педаль ускоренного перемещения ( 1 ..) расположеный вне досягаемости оператора.
К ним нужно сделать несколько шагов вокруг станка.
Зажимы хобота расположены с противоположной от оператора стороны, как и рукоять включения станка. Дотануться через хобот возможно, но неудобно.
Коробка подач расположена сзади станка у пола. К её рукояткам надо тянуться к полу, сгибаясь пополам - 6.
Маховик поперечной подачи имеет вертикальную ось вращения, не имеющую логической привязки направления вращения к перемещению -4.
Даже работая пару лет на станке, трудно вспомнить, куда крутить, что-б двигалось куда надо (при утомлении, при головной боли..).

Болгарское чудо.

Токарный станок из города Сливен.
Всё-бы ничего. Качество приемлемое.
А вот компоновка сработана чисто инженером-теоретиком.
Инженером, который никогда не видел токаря за работой.

Поясню.
Станок размера 16к20.
На продольный суппорт, с помощью паралелограммного механизма, смонтирован защитный щиток. Щиток имеет гнутую конструкцию (снять его нельзя, ибо он конструктивно соединён с органами управления частотным приводом станка.., что видно в левой части снимка...).
Перемещение его право-влево около 100мм.
Вот, как закреплять резцы в резцедержатель, обхватывая этот щиток в "обнимку"?
На вертикальную стойку, слева фартука, закреплён индикатор УЦИ (DRO..).
Разработчик предполагает, что при обработке детали, токарь смотрит в сторону задней бабки, а не на деталь. То есть весь день "обнимает" и крутит головой.
Защитный кожух патрона, двигается по круглой, продольной направляющей над передней бабкой.
При открывании кожуха, закрываются органы управления (перебор, рукояти подач...).

Так, что, не только в России всё плохо.

Вот схематично показана работа на токарном станке с правосторонним расположением УЦИ.
"А" место резания-обработки.
"Б" - модное ныне расположение УЦИ.
"В"- удобное для работы расположение...

Фигура II показывает, куда направлен взгляд на современных станках.