基于Access數(shù)據(jù)庫(kù)的機(jī)床滑臺(tái)選型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)踐

肖 霞，石鐵錚，修世超

（1.億達(dá)日平機(jī)床有限公司 技術(shù)本部，遼寧 大連 116023； 2.大連起重礦山機(jī)械有限公司 研究所，遼寧 大連 116036； 3.東北大學(xué) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110819）

0 引 言

滑臺(tái)是數(shù)控機(jī)床的重要部件[1]，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，一些機(jī)床制造企業(yè)已形成內(nèi)部通用的標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)系列產(chǎn)品，可供不同類別與型號(hào)的機(jī)床直接選用。但在選型方式上，通常是手工查找規(guī)格型號(hào)表，抄錄適當(dāng)?shù)幕_(tái)型號(hào)，編制投產(chǎn)清單或用于其他技術(shù)文件中。這種方式花費(fèi)的時(shí)間較多，也容易出錯(cuò)。

現(xiàn)代裝備制造企業(yè)在實(shí)施信息化工程建設(shè)方面已普遍采用CAD、CAM、CAE、CAPP、ERP、OA等信息化軟件工具，有的企業(yè)還應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)，解決了“數(shù)據(jù)、流程統(tǒng)一問(wèn)題”[2-4]。但對(duì)于以上軟件尚未覆蓋的領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，企業(yè)必須通過(guò)自主的研發(fā)和改造，提出有針對(duì)性的解決方案，在其專業(yè)化、個(gè)性化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)管理的實(shí)際工作中，盡可能提升信息化和自動(dòng)化管理水平，提高工作準(zhǔn)確度和工作效率。比如：陳偉、張森林[5]提出了基于流程控制的紡織生產(chǎn)管理系統(tǒng)可重構(gòu)設(shè)計(jì)；王永建、郭樹(shù)勤、黃瑞敏[6]提出了基于精益生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)改善，而在產(chǎn)品選型方面，有周民強(qiáng)、陳世堂、周季[7]提出的基于風(fēng)況的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計(jì)；李智娟、翟瑞虎、林穎、楊玉普等[8]提出的離心通風(fēng)機(jī)選型軟件系統(tǒng)；吳斯琦、蔡蘭、李益兵[9]提出的基于Web架構(gòu)的低壓配電柜選型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，李天寶[10]提出的RFID標(biāo)簽性能評(píng)價(jià)與選型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，等等。

本研究為解決滑臺(tái)選型中遇到的問(wèn)題，借鑒其他企業(yè)實(shí)施信息化的策略和經(jīng)驗(yàn)，廣泛參考多種行業(yè)的產(chǎn)品選型系統(tǒng)軟件，基于Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)[11]，建立一個(gè)機(jī)床滑臺(tái)選型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

1 滑臺(tái)選型過(guò)程分析

1.1 滑臺(tái)規(guī)格

機(jī)床滑臺(tái)種類繁多，以某企業(yè)為例，其通用的標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)按安裝角度可分為水平滑臺(tái)（U）和立式滑臺(tái)（V）；按進(jìn)給方式可分為數(shù)控滑臺(tái)（N）、液壓滑臺(tái)（H）；按進(jìn)給方向又可分為單向進(jìn)給滑臺(tái)（UN，UH）、X向進(jìn)給的十字進(jìn)給滑臺(tái)（MN）、X軸與Z軸組合的十字進(jìn)給滑臺(tái)（MNN，MNH）、Z軸與X軸組合的十字移動(dòng)進(jìn)給滑臺(tái)（MNN，MHN）、立式進(jìn)給滑臺(tái)（VN，VH），以及直線導(dǎo)軌滑臺(tái)（LN，LNS，LHS）等等。

該企業(yè)滑臺(tái)主要由滑座和滑鞍兩大部件構(gòu)成，滑座組中的主要部件包括滑座、滾珠絲杠、軸承、聯(lián)軸節(jié)、電機(jī)或油缸，后端防護(hù)罩、滑動(dòng)防護(hù)罩等；滑鞍組中有滑鞍、鑲條、擋鐵、刮板、貼塑板等。其中，絲杠、軸承、電機(jī)的供貨廠家有進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)等多種渠道，滑軌寬度有160，220，280，350，450，560，630，800等不同尺寸（代號(hào)分別為16，22，28，35，45，56，63，80），滑臺(tái)行程從100～1 500不等，各類滑臺(tái)潤(rùn)滑配管方式亦有區(qū)別。另外，滑臺(tái)臺(tái)面是否貼塑（M），滑臺(tái)是否增加前支承（F），電機(jī)、標(biāo)牌、出油口等的安裝位置是左置（L）還是右置（R），等等，這一切均使滑臺(tái)規(guī)格種類豐富、復(fù)雜多變，為設(shè)計(jì)選型增加了難度。

1.2 選型過(guò)程

為提高設(shè)計(jì)工作效率，該企業(yè)將通用標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)劃歸專業(yè)班組管理，其他機(jī)床設(shè)計(jì)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人在接到設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，對(duì)于涉及到標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)的部分，填寫(xiě)《滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》，向?qū)I(yè)班提出配套要求，由配套設(shè)計(jì)員查出標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)型號(hào)、圖號(hào)及相應(yīng)的潤(rùn)滑配管圖號(hào)，編制《滑臺(tái)預(yù)投清單》，按質(zhì)量管理體系流程審核，返回設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人確認(rèn)，如果需要?jiǎng)t加以調(diào)整、修改，最終版本在得到部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后，通過(guò)OA向生產(chǎn)管理部門(mén)下達(dá)投產(chǎn)通知。

《滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》的主要內(nèi)容有：項(xiàng)目信息（用戶名、機(jī)床型號(hào)、生產(chǎn)號(hào)、工位號(hào)等）、質(zhì)量管理信息（任務(wù)書(shū)的作成、審查、接收、配套人及相應(yīng)日期）、滑臺(tái)基本型式（類型、尺寸、行程等）、滑臺(tái)規(guī)格參數(shù)配置（是否使用前支承，是否貼塑，絲杠、軸承、電機(jī)廠家，電機(jī)規(guī)格）以及滑臺(tái)數(shù)量、滑臺(tái)使用場(chǎng)所、加工內(nèi)容，等等。

《滑臺(tái)預(yù)投清單》的主要內(nèi)容有：沿用前述項(xiàng)目信息、選定的標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)型號(hào)、滑臺(tái)圖號(hào)、潤(rùn)滑配管圖號(hào)、滑臺(tái)數(shù)量、安裝角度、配套備注以及相關(guān)編制、審核、確認(rèn)、批準(zhǔn)等管理信息。

滑臺(tái)造型工作工作流程如圖1所示。

1.3 常見(jiàn)問(wèn)題

在此過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題是：手工查找時(shí)間較長(zhǎng)，型號(hào)抄錄時(shí)容易出錯(cuò)，投產(chǎn)后的信息存放在單個(gè)Word或Excel文檔，甚至是紙質(zhì)文件中，不易歸納整理和統(tǒng)計(jì)，沒(méi)有形成數(shù)據(jù)化的知識(shí)庫(kù)，難以供后期工程參考借用。

2 機(jī)床滑臺(tái)選型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

為解決上述問(wèn)題，基于Access數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，本研究建立了機(jī)床滑臺(tái)選型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件的選擇

選用Microsoft Office的Access軟件，是因?yàn)槲④涋k公系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，所有使用Word或Excel的電腦都會(huì)包含Access，這樣可以免除企業(yè)額外購(gòu)置應(yīng)用軟件的費(fèi)用，降低了成本，且有利于本系統(tǒng)的普遍應(yīng)用。

2.2 建立相關(guān)數(shù)據(jù)表

圖1 滑臺(tái)選型工作流程

根據(jù)企業(yè)多年的設(shè)計(jì)習(xí)慣與技術(shù)文件格式，本研究在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立了滑臺(tái)規(guī)格型號(hào)表、滑臺(tái)目錄表、滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)表。每份《滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》對(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)床號(hào)，該機(jī)床可能是專機(jī)，也可能是自動(dòng)線，所選用的標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)可能是一個(gè)，也可能有多個(gè)。而所謂“滑臺(tái)目錄表”實(shí)際上就是滑臺(tái)材料明細(xì)表（BOM表），每個(gè)目錄表圖號(hào)下有多個(gè)零部件材料的編號(hào)、名稱、圖號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、制造商、備注等信息，通過(guò)整組借用，有時(shí)就形成“組中組”多級(jí)嵌套關(guān)系。因此這兩個(gè)表內(nèi)的數(shù)據(jù)具有一對(duì)多的特點(diǎn)。

另外根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)流程，本研究建立《滑臺(tái)預(yù)投清單》、《滑臺(tái)易損件清單》、《滑臺(tái)零件明細(xì)》等多種報(bào)表。各表之間的關(guān)系如圖2所示。

2.3 系統(tǒng)功能模塊

根據(jù)實(shí)際工作需求，本研究設(shè)計(jì)了“滑臺(tái)規(guī)格與圖號(hào)查詢”、“滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)與滑臺(tái)預(yù)投清單”、“滑臺(tái)零件和易損件清單”以及“其他相關(guān)信息統(tǒng)計(jì)”4個(gè)功能模塊。

2.3.1 滑臺(tái)規(guī)格與圖號(hào)查詢

操作界面如圖3所示。用戶點(diǎn)擊Access菜單工具欄的“按窗體篩選”按鈕，在窗口左側(cè)方框中選擇輸入滑臺(tái)名稱（類型）、基本規(guī)格、行程、前支承、貼塑、臥/立式、左/右置等選項(xiàng)，再單擊“應(yīng)用篩選”，即可查找出符合輸入條件的標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)，其型號(hào)規(guī)格、圖號(hào)、潤(rùn)滑配管圖號(hào)、配套注意事項(xiàng)備注和型號(hào)說(shuō)明備注均在右邊窗口顯示。

圖2 數(shù)據(jù)表關(guān)系圖

圖3 滑臺(tái)規(guī)格與圖號(hào)查詢窗體

用戶也可以由滑臺(tái)圖號(hào)反查其規(guī)格型號(hào)：點(diǎn)擊“按窗體篩選”按鈕，在窗口右側(cè)輸入某個(gè)滑臺(tái)圖號(hào)（可以*號(hào)進(jìn)行模糊查詢），再點(diǎn)擊“應(yīng)用篩選”，則窗口左側(cè)顯示相應(yīng)的滑臺(tái)型號(hào)、行程、配置等參數(shù)。

該窗體右上方有兩個(gè)命令按鈕“易損件窗體”和“易損件報(bào)表”，通過(guò)點(diǎn)擊按鈕可分別以窗體和報(bào)表形式顯示當(dāng)前窗體所示滑臺(tái)型號(hào)的易損件明細(xì)。

2.3.2 滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)與滑臺(tái)預(yù)投清單

滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)窗體主要收錄機(jī)床號(hào)以及與任務(wù)書(shū)的質(zhì)量管理流程相關(guān)的信息，如任務(wù)書(shū)的作成、審查、接收、配套擔(dān)當(dāng)、配套審核、投產(chǎn)批準(zhǔn)的人員和日期、投產(chǎn)OA文件編號(hào)等。由于機(jī)床的用戶、訂單、生產(chǎn)號(hào)、工序號(hào)（OP號(hào)）等項(xiàng)目信息可由公司已有的ERP生產(chǎn)管理系統(tǒng)中引入，這里只要輸入機(jī)床號(hào)，相應(yīng)的項(xiàng)目信息即可自動(dòng)調(diào)集并顯示，不必重復(fù)錄入，從而提高了工作效率。

滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)子窗體顯示任務(wù)書(shū)的明細(xì)部分。在這里，本研究按滑臺(tái)型號(hào)收錄其配置參數(shù)、安裝角度、滑臺(tái)數(shù)量、配套調(diào)整（如取消或增加某些零部件）等信息。與“滑臺(tái)規(guī)格與圖號(hào)查詢”模塊類似，這個(gè)子窗體也具備滑臺(tái)規(guī)格選型功能：配套人員只要在滑臺(tái)選型、行程、軸承支承、貼塑和左置右置5個(gè)組合框中按照提示文本依次選擇適當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)，即可逐層縮小包圍圈，最終在“選定的型號(hào)規(guī)格”組合框的提示文本中選出一個(gè)滿足需求的規(guī)格型號(hào)。用戶點(diǎn)擊旁邊的“刷新”命令按鈕后，即可在其下部的文本框中顯示所選滑臺(tái)的名稱、型號(hào)規(guī)格、滑臺(tái)圖號(hào)、潤(rùn)滑配管圖號(hào)、配套注意事項(xiàng)備注和型號(hào)規(guī)格備注等信息。

為方便操作，用戶雙擊“選定的滑臺(tái)型號(hào)”，可打開(kāi)滑臺(tái)規(guī)格表進(jìn)行增刪、編輯；雙擊“滑臺(tái)圖號(hào)”，可打開(kāi)相應(yīng)的目錄表窗體（含目錄表明細(xì)子窗體），查看其零部件材料的構(gòu)成情況；雙擊“潤(rùn)滑配管圖號(hào)”，同樣可打開(kāi)該潤(rùn)滑配管圖號(hào)對(duì)應(yīng)的目錄表，查看潤(rùn)滑配管的材料明細(xì)。

窗體的右下部有兩個(gè)欄目：“任務(wù)書(shū)備注”和“配套員備注”，用于記錄項(xiàng)目負(fù)責(zé)人下達(dá)“滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)”時(shí)提出的設(shè)計(jì)要求和配套設(shè)計(jì)員在配套時(shí)做的某些調(diào)整。如：某項(xiàng)目需要干式加工，原配置的滑動(dòng)防護(hù)罩就需要取消，變更為新設(shè)計(jì)的零件產(chǎn)品。又比如某滑臺(tái)在水平安裝時(shí)配置的防護(hù)罩，不適用于安裝角度大于30°的情況，屆時(shí)需要取消或更換等等。這些有規(guī)律的調(diào)整和變更要求，收錄在滑臺(tái)規(guī)格型號(hào)表的備注中，可隨選定的型號(hào)一起顯示，并以醒目的顏色提示配套設(shè)計(jì)員，以免遺漏。設(shè)計(jì)員進(jìn)行配套選型時(shí)，相關(guān)內(nèi)容可直接復(fù)制、粘貼到配套員備注中，省時(shí)省力，降低了差錯(cuò)率。

操作界面如圖4所示。

圖4 滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)窗體

用戶錄入《滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》的內(nèi)容并選定滑臺(tái)型號(hào)之后，點(diǎn)擊窗體上部的命令按鈕，即可自動(dòng)生成投產(chǎn)所需的《某項(xiàng)目滑臺(tái)預(yù)投清單》。

有時(shí)一個(gè)訂單中的滑臺(tái)不是一次投產(chǎn)，而是分批多次進(jìn)行，這時(shí)用戶可以按配套審批時(shí)間區(qū)分，選擇不同的命令按鈕，打印本次預(yù)投清單或整個(gè)訂單項(xiàng)目的滑臺(tái)預(yù)投清單。

有時(shí)由于設(shè)計(jì)更改，需要變更已預(yù)投的滑臺(tái)型號(hào)，這時(shí)用戶可以在“滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)明細(xì)子窗體”中做相應(yīng)調(diào)整和記錄后，輸入變更批準(zhǔn)人、變更日期等信息，點(diǎn)擊“本次變更通知”命令按鈕，打印與滑臺(tái)預(yù)投清單格式基本相同的“滑臺(tái)變更通知”。

2.3.3 滑臺(tái)零件與易損件清單

在實(shí)際工作中，經(jīng)常需要統(tǒng)計(jì)滑臺(tái)零部件信息，如變更絲杠、聯(lián)軸節(jié)型號(hào)、編制《滑臺(tái)易損件清單》等等。但是這些信息隱藏在一個(gè)個(gè)目錄表中，如果用手工方式將投產(chǎn)的每種滑臺(tái)都統(tǒng)計(jì)一遍外購(gòu)件和易損件，再按項(xiàng)目所含滑臺(tái)的數(shù)量將它們匯總起來(lái)，實(shí)在是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、枯燥無(wú)趣、容易出錯(cuò)、又不易校驗(yàn)的工作。但是利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，一切變得易如反掌。

研究者通過(guò)多級(jí)嵌套的Access選擇查詢和聯(lián)合查詢，將滑臺(tái)目錄表及其組中組目錄表的明細(xì)零件都?xì)w集到一個(gè)數(shù)據(jù)查詢表中，就可以隨心所欲地篩選所需要的任何零件信息，如某型號(hào)滑臺(tái)的全部零件、易損件、外購(gòu)件，或某種零件（例如某種規(guī)格的滾珠絲杠）都應(yīng)用在哪幾種規(guī)格的滑臺(tái)中，等等。以這個(gè)數(shù)據(jù)查詢表為基礎(chǔ)，通過(guò)Access的窗體和報(bào)表功能，可隨時(shí)得到清晰明了的格式化的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并且這些數(shù)據(jù)可以以Word或Excel方式導(dǎo)出，并用于其他技術(shù)文件。

下面以十字?jǐn)?shù)控滑臺(tái)MNN-4528L（500×400）為例加以說(shuō)明：

型號(hào)MNN-4528L（500×400）含義：X軸與Z軸組合的十字進(jìn)給滑臺(tái)；下部（X軸）滑座導(dǎo)軌寬度450 mm，行程500 mm，上部（Z軸）滑鞍導(dǎo)軌寬度280 mm，行程400 mm；上下兩側(cè)均為NC絲杠進(jìn)給方式；L代表“面對(duì)滑臺(tái)時(shí)，X軸電機(jī)在左側(cè)”；無(wú)M，表示滑臺(tái)面不貼塑。

該滑臺(tái)共有3級(jí)、7個(gè)目錄表，82種規(guī)格，99個(gè)零部件，其中易損件5種（滾珠絲杠、聯(lián)軸節(jié)、軸承、刮板、滑動(dòng)防護(hù)罩）；19個(gè)規(guī)格、19個(gè)零件；外購(gòu)件（含易損件）24個(gè)規(guī)格、29個(gè)零件（具體內(nèi)容略）；自制加工件42個(gè)規(guī)格、51個(gè)零件（具體內(nèi)容略）。

再以圖號(hào)為3S001116的Φ50滾珠絲杠為例，它有3種行程規(guī)格，分別為-001（500ST），-002（700ST），-003（950ST）。通過(guò)前述零件查詢表，可以發(fā)現(xiàn)它的-001（500ST）規(guī)格用于3種滑座和4種滑鞍的驅(qū)動(dòng)裝配組，但最終竟應(yīng)用于160種不同行程和規(guī)格型號(hào)的滑臺(tái)（包括LN、UN、MNN、MNH、MHN），而另兩種規(guī)格-002（700ST），-003（950ST）的絲杠卻沒(méi)有應(yīng)用記錄，在實(shí)際行程為700ST和950ST的MN滑臺(tái)中，使用的是圖號(hào)為3S001117-003，004和3S001121-003，004滾珠絲杠（3S001117用于 MN-56，63滑臺(tái)，3S001121用于MN-80滑臺(tái)；-003（700ST），-004（950ST））。這種應(yīng)用規(guī)律的發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的采購(gòu)、裝配以及設(shè)計(jì)工作中都有一定意義。

2.3.4 其他相關(guān)信息統(tǒng)計(jì)

另外，本研究通過(guò)對(duì)2.3.2節(jié)滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)信息的整理，不僅可以統(tǒng)計(jì)出某項(xiàng)目（訂單）的滑臺(tái)清單，還可以統(tǒng)計(jì)出一段時(shí)間內(nèi)某用戶訂購(gòu)機(jī)床中選用的所有滑臺(tái)規(guī)格型號(hào)明細(xì)，以便用戶維護(hù)、保養(yǎng)和置備易損備件。此外，系統(tǒng)還可以統(tǒng)計(jì)出某種規(guī)格型號(hào)的滑臺(tái)都在哪些用戶、項(xiàng)目（訂單）、乃至機(jī)床型號(hào)中有過(guò)應(yīng)用，包括應(yīng)用的時(shí)間、數(shù)量等，這些信息同樣有利于機(jī)床廠自身做采購(gòu)、生產(chǎn)和培訓(xùn)等方面的統(tǒng)籌準(zhǔn)備。這些報(bào)表可通過(guò)圖4滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)窗體上方的眾多命令按鈕調(diào)用，也可自行編制新查詢、報(bào)表實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本研究提出了一個(gè)以數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)代替手工作業(yè)的機(jī)床通用滑臺(tái)選型方法，經(jīng)過(guò)25個(gè)訂單項(xiàng)目、59種機(jī)床型號(hào)、126臺(tái)次的通用滑臺(tái)的選型測(cè)試，其結(jié)果表明：采用這種方法，企業(yè)工作效率提升顯著，準(zhǔn)確度達(dá)到100%，既減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又降低了企業(yè)管理成本，能夠滿足企業(yè)滑臺(tái)選型與統(tǒng)計(jì)的任務(wù)需求。同時(shí)，用戶通過(guò)滑臺(tái)規(guī)格型號(hào)表、滑臺(tái)目錄表、滑臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)表等數(shù)據(jù)信息形成的知識(shí)庫(kù)，非常便于提取《滑臺(tái)預(yù)投清單》、《滑臺(tái)易損件清單》、《滑臺(tái)零件明細(xì)》及其他技術(shù)文件所需的數(shù)據(jù)參數(shù)，為實(shí)現(xiàn)機(jī)床的數(shù)字化設(shè)計(jì)提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（References）：

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