基于Access數據庫的機床滑臺選型系統開發與實踐

肖 霞，石鐵錚，修世超

（1.億達日平機床有限公司 技術本部，遼寧 大連 116023； 2.大連起重礦山機械有限公司 研究所，遼寧 大連 116036； 3.東北大學 機械工程與自動化學院，遼寧 沈陽 110819）

0 引 言

滑臺是數控機床的重要部件[1]，經過多年的發展，一些機床制造企業已形成內部通用的標準滑臺系列產品，可供不同類別與型號的機床直接選用。但在選型方式上，通常是手工查找規格型號表，抄錄適當的滑臺型號，編制投產清單或用于其他技術文件中。這種方式花費的時間較多，也容易出錯。

現代裝備制造企業在實施信息化工程建設方面已普遍采用CAD、CAM、CAE、CAPP、ERP、OA等信息化軟件工具，有的企業還應用產品數據管理（PDM）系統，解決了“數據、流程統一問題”[2-4]。但對于以上軟件尚未覆蓋的領域來說，企業必須通過自主的研發和改造，提出有針對性的解決方案，在其專業化、個性化的產品設計與生產技術管理的實際工作中，盡可能提升信息化和自動化管理水平，提高工作準確度和工作效率。比如：陳偉、張森林[5]提出了基于流程控制的紡織生產管理系統可重構設計；王永建、郭樹勤、黃瑞敏[6]提出了基于精益生產的現場改善，而在產品選型方面，有周民強、陳世堂、周季[7]提出的基于風況的風力發電機組選型設計；李智娟、翟瑞虎、林穎、楊玉普等[8]提出的離心通風機選型軟件系統；吳斯琦、蔡蘭、李益兵[9]提出的基于Web架構的低壓配電柜選型系統設計，李天寶[10]提出的RFID標簽性能評價與選型系統開發，等等。

本研究為解決滑臺選型中遇到的問題，借鑒其他企業實施信息化的策略和經驗，廣泛參考多種行業的產品選型系統軟件，基于Access數據庫技術[11]，建立一個機床滑臺選型數據庫系統。

1 滑臺選型過程分析

1.1 滑臺規格

機床滑臺種類繁多，以某企業為例，其通用的標準滑臺按安裝角度可分為水平滑臺（U）和立式滑臺（V）；按進給方式可分為數控滑臺（N）、液壓滑臺（H）；按進給方向又可分為單向進給滑臺（UN，UH）、X向進給的十字進給滑臺（MN）、X軸與Z軸組合的十字進給滑臺（MNN，MNH）、Z軸與X軸組合的十字移動進給滑臺（MNN，MHN）、立式進給滑臺（VN，VH），以及直線導軌滑臺（LN，LNS，LHS）等等。

該企業滑臺主要由滑座和滑鞍兩大部件構成，滑座組中的主要部件包括滑座、滾珠絲杠、軸承、聯軸節、電機或油缸，后端防護罩、滑動防護罩等；滑鞍組中有滑鞍、鑲條、擋鐵、刮板、貼塑板等。其中，絲杠、軸承、電機的供貨廠家有進口、國產等多種渠道，滑軌寬度有160，220，280，350，450，560，630，800等不同尺寸（代號分別為16，22，28，35，45，56，63，80），滑臺行程從100～1 500不等，各類滑臺潤滑配管方式亦有區別。另外，滑臺臺面是否貼塑（M），滑臺是否增加前支承（F），電機、標牌、出油口等的安裝位置是左置（L）還是右置（R），等等，這一切均使滑臺規格種類豐富、復雜多變，為設計選型增加了難度。

1.2 選型過程

為提高設計工作效率，該企業將通用標準滑臺劃歸專業班組管理，其他機床設計項目的負責人在接到設計任務時，對于涉及到標準滑臺的部分，填寫《滑臺設計任務書》，向專業班提出配套要求，由配套設計員查出標準滑臺型號、圖號及相應的潤滑配管圖號，編制《滑臺預投清單》，按質量管理體系流程審核，返回設計項目負責人確認，如果需要則加以調整、修改，最終版本在得到部門領導批準后，通過OA向生產管理部門下達投產通知。

《滑臺設計任務書》的主要內容有：項目信息（用戶名、機床型號、生產號、工位號等）、質量管理信息（任務書的作成、審查、接收、配套人及相應日期）、滑臺基本型式（類型、尺寸、行程等）、滑臺規格參數配置（是否使用前支承，是否貼塑，絲杠、軸承、電機廠家，電機規格）以及滑臺數量、滑臺使用場所、加工內容，等等。

《滑臺預投清單》的主要內容有：沿用前述項目信息、選定的標準滑臺型號、滑臺圖號、潤滑配管圖號、滑臺數量、安裝角度、配套備注以及相關編制、審核、確認、批準等管理信息。

滑臺造型工作工作流程如圖1所示。

1.3 常見問題

在此過程中容易出現的問題是：手工查找時間較長，型號抄錄時容易出錯，投產后的信息存放在單個Word或Excel文檔，甚至是紙質文件中，不易歸納整理和統計，沒有形成數據化的知識庫，難以供后期工程參考借用。

2 機床滑臺選型系統的實現

為解決上述問題，基于Access數據庫軟件，本研究建立了機床滑臺選型數據庫系統。

2.1 數據庫應用軟件的選擇

選用Microsoft Office的Access軟件，是因為微軟辦公系統應用廣泛，所有使用Word或Excel的電腦都會包含Access，這樣可以免除企業額外購置應用軟件的費用，降低了成本，且有利于本系統的普遍應用。

2.2 建立相關數據表

圖1 滑臺選型工作流程

根據企業多年的設計習慣與技術文件格式，本研究在數據庫中建立了滑臺規格型號表、滑臺目錄表、滑臺設計任務書表。每份《滑臺設計任務書》對應一個機床號，該機床可能是專機，也可能是自動線，所選用的標準滑臺可能是一個，也可能有多個。而所謂“滑臺目錄表”實際上就是滑臺材料明細表（BOM表），每個目錄表圖號下有多個零部件材料的編號、名稱、圖號、規格、數量、制造商、備注等信息，通過整組借用，有時就形成“組中組”多級嵌套關系。因此這兩個表內的數據具有一對多的特點。

另外根據企業的生產流程，本研究建立《滑臺預投清單》、《滑臺易損件清單》、《滑臺零件明細》等多種報表。各表之間的關系如圖2所示。

2.3 系統功能模塊

根據實際工作需求，本研究設計了“滑臺規格與圖號查詢”、“滑臺設計任務書與滑臺預投清單”、“滑臺零件和易損件清單”以及“其他相關信息統計”4個功能模塊。

2.3.1 滑臺規格與圖號查詢

操作界面如圖3所示。用戶點擊Access菜單工具欄的“按窗體篩選”按鈕，在窗口左側方框中選擇輸入滑臺名稱（類型）、基本規格、行程、前支承、貼塑、臥/立式、左/右置等選項，再單擊“應用篩選”，即可查找出符合輸入條件的標準滑臺，其型號規格、圖號、潤滑配管圖號、配套注意事項備注和型號說明備注均在右邊窗口顯示。

圖2 數據表關系圖

圖3 滑臺規格與圖號查詢窗體

用戶也可以由滑臺圖號反查其規格型號：點擊“按窗體篩選”按鈕，在窗口右側輸入某個滑臺圖號（可以*號進行模糊查詢），再點擊“應用篩選”，則窗口左側顯示相應的滑臺型號、行程、配置等參數。

該窗體右上方有兩個命令按鈕“易損件窗體”和“易損件報表”，通過點擊按鈕可分別以窗體和報表形式顯示當前窗體所示滑臺型號的易損件明細。

2.3.2 滑臺設計任務書與滑臺預投清單

滑臺設計任務書窗體主要收錄機床號以及與任務書的質量管理流程相關的信息，如任務書的作成、審查、接收、配套擔當、配套審核、投產批準的人員和日期、投產OA文件編號等。由于機床的用戶、訂單、生產號、工序號（OP號）等項目信息可由公司已有的ERP生產管理系統中引入，這里只要輸入機床號，相應的項目信息即可自動調集并顯示，不必重復錄入，從而提高了工作效率。

滑臺設計任務書子窗體顯示任務書的明細部分。在這里，本研究按滑臺型號收錄其配置參數、安裝角度、滑臺數量、配套調整（如取消或增加某些零部件）等信息。與“滑臺規格與圖號查詢”模塊類似，這個子窗體也具備滑臺規格選型功能：配套人員只要在滑臺選型、行程、軸承支承、貼塑和左置右置5個組合框中按照提示文本依次選擇適當的選項，即可逐層縮小包圍圈，最終在“選定的型號規格”組合框的提示文本中選出一個滿足需求的規格型號。用戶點擊旁邊的“刷新”命令按鈕后，即可在其下部的文本框中顯示所選滑臺的名稱、型號規格、滑臺圖號、潤滑配管圖號、配套注意事項備注和型號規格備注等信息。

為方便操作，用戶雙擊“選定的滑臺型號”，可打開滑臺規格表進行增刪、編輯；雙擊“滑臺圖號”，可打開相應的目錄表窗體（含目錄表明細子窗體），查看其零部件材料的構成情況；雙擊“潤滑配管圖號”，同樣可打開該潤滑配管圖號對應的目錄表，查看潤滑配管的材料明細。

窗體的右下部有兩個欄目：“任務書備注”和“配套員備注”，用于記錄項目負責人下達“滑臺設計任務書”時提出的設計要求和配套設計員在配套時做的某些調整。如：某項目需要干式加工，原配置的滑動防護罩就需要取消，變更為新設計的零件產品。又比如某滑臺在水平安裝時配置的防護罩，不適用于安裝角度大于30°的情況，屆時需要取消或更換等等。這些有規律的調整和變更要求，收錄在滑臺規格型號表的備注中，可隨選定的型號一起顯示，并以醒目的顏色提示配套設計員，以免遺漏。設計員進行配套選型時，相關內容可直接復制、粘貼到配套員備注中，省時省力，降低了差錯率。

操作界面如圖4所示。

圖4 滑臺設計任務書窗體

用戶錄入《滑臺設計任務書》的內容并選定滑臺型號之后，點擊窗體上部的命令按鈕，即可自動生成投產所需的《某項目滑臺預投清單》。

有時一個訂單中的滑臺不是一次投產，而是分批多次進行，這時用戶可以按配套審批時間區分，選擇不同的命令按鈕，打印本次預投清單或整個訂單項目的滑臺預投清單。

有時由于設計更改，需要變更已預投的滑臺型號，這時用戶可以在“滑臺設計任務書明細子窗體”中做相應調整和記錄后，輸入變更批準人、變更日期等信息，點擊“本次變更通知”命令按鈕，打印與滑臺預投清單格式基本相同的“滑臺變更通知”。

2.3.3 滑臺零件與易損件清單

在實際工作中，經常需要統計滑臺零部件信息，如變更絲杠、聯軸節型號、編制《滑臺易損件清單》等等。但是這些信息隱藏在一個個目錄表中，如果用手工方式將投產的每種滑臺都統計一遍外購件和易損件，再按項目所含滑臺的數量將它們匯總起來，實在是一項費時費力、枯燥無趣、容易出錯、又不易校驗的工作。但是利用數據庫技術，一切變得易如反掌。

研究者通過多級嵌套的Access選擇查詢和聯合查詢，將滑臺目錄表及其組中組目錄表的明細零件都歸集到一個數據查詢表中，就可以隨心所欲地篩選所需要的任何零件信息，如某型號滑臺的全部零件、易損件、外購件，或某種零件（例如某種規格的滾珠絲杠）都應用在哪幾種規格的滑臺中，等等。以這個數據查詢表為基礎，通過Access的窗體和報表功能，可隨時得到清晰明了的格式化的數據統計結果，并且這些數據可以以Word或Excel方式導出，并用于其他技術文件。

下面以十字數控滑臺MNN-4528L（500×400）為例加以說明：

型號MNN-4528L（500×400）含義：X軸與Z軸組合的十字進給滑臺；下部（X軸）滑座導軌寬度450 mm，行程500 mm，上部（Z軸）滑鞍導軌寬度280 mm，行程400 mm；上下兩側均為NC絲杠進給方式；L代表“面對滑臺時，X軸電機在左側”；無M，表示滑臺面不貼塑。

該滑臺共有3級、7個目錄表，82種規格，99個零部件，其中易損件5種（滾珠絲杠、聯軸節、軸承、刮板、滑動防護罩）；19個規格、19個零件；外購件（含易損件）24個規格、29個零件（具體內容略）；自制加工件42個規格、51個零件（具體內容略）。

再以圖號為3S001116的Φ50滾珠絲杠為例，它有3種行程規格，分別為-001（500ST），-002（700ST），-003（950ST）。通過前述零件查詢表，可以發現它的-001（500ST）規格用于3種滑座和4種滑鞍的驅動裝配組，但最終竟應用于160種不同行程和規格型號的滑臺（包括LN、UN、MNN、MNH、MHN），而另兩種規格-002（700ST），-003（950ST）的絲杠卻沒有應用記錄，在實際行程為700ST和950ST的MN滑臺中，使用的是圖號為3S001117-003，004和3S001121-003，004滾珠絲杠（3S001117用于 MN-56，63滑臺，3S001121用于MN-80滑臺；-003（700ST），-004（950ST））。這種應用規律的發現在實際的采購、裝配以及設計工作中都有一定意義。

2.3.4 其他相關信息統計

另外，本研究通過對2.3.2節滑臺設計任務書信息的整理，不僅可以統計出某項目（訂單）的滑臺清單，還可以統計出一段時間內某用戶訂購機床中選用的所有滑臺規格型號明細，以便用戶維護、保養和置備易損備件。此外，系統還可以統計出某種規格型號的滑臺都在哪些用戶、項目（訂單）、乃至機床型號中有過應用，包括應用的時間、數量等，這些信息同樣有利于機床廠自身做采購、生產和培訓等方面的統籌準備。這些報表可通過圖4滑臺設計任務書窗體上方的眾多命令按鈕調用，也可自行編制新查詢、報表實現。

3 結束語

本研究提出了一個以數據庫管理系統代替手工作業的機床通用滑臺選型方法，經過25個訂單項目、59種機床型號、126臺次的通用滑臺的選型測試，其結果表明：采用這種方法，企業工作效率提升顯著，準確度達到100%，既減輕了工作人員的勞動強度，又降低了企業管理成本，能夠滿足企業滑臺選型與統計的任務需求。同時，用戶通過滑臺規格型號表、滑臺目錄表、滑臺設計任務書表等數據信息形成的知識庫，非常便于提取《滑臺預投清單》、《滑臺易損件清單》、《滑臺零件明細》及其他技術文件所需的數據參數，為實現機床的數字化設計提供了可靠的數據基礎。

（References）：

[1] 現代實用機床設計手冊編委會.現代實用機床設計手冊（上下）[M].北京：機械工業出版社，2006.

[2] 大連市科學技術局.大連市制造業信息化叢書：大連市制造業信息化案例集[M].大連：大連理工大學出版社，2005.

[3] 大連市科學技術局.大連市制造業信息化叢書：制造業信息化工具集[M].大連：大連理工大學出版社，2005.

[4] 大連市科學技術局.大連市制造業信息化叢書：制造業信息化實施策略及企業經驗集[M].大連：大連理工大學出版社，2005.

[5] 陳 偉，張森林，基于流程控制的紡織生產管理系統可重構設計[J].機電工程，2012，29（1）：23-27.

[6] 王永建，郭樹勤，黃瑞敏.基于精益生產的現場改善[J].機電工程，2011，28（12）：1461-1464.

[7] 周民強，陳世堂，周 季.基于風況的風力發電機組選型設計[J].機電工程，2011，28（5）：610-615.

[8] 李智娟，翟瑞虎，林 穎，等.離心通風機選型軟件系統[J].風機技術，2009（4）：53-54.

[9] 吳斯琦，蔡 蘭，李益兵.基于Web架構的低壓配電柜選型系統設計[J].機械制造，2010，48（3）：19-22.

[10] 李天寶.RFID標簽性能評價與選型系統開發[D].上海：上海交通大學軟件學院，2009：1-88.

[11] 陳恭和.數據庫與Access應用教程[M].北京：高等教育出版社，2008.