數控機床零點定位模塊化夾具管理系統研究

文華，王玲，殷國富，呂濤濤，朱冬

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數控機床零點定位模塊化夾具管理系統研究

文華，王玲*，殷國富，呂濤濤，朱冬

（四川大學 制造科學與工程學院，四川 成都 610065）

基于數控機床快速換裝的需求，使用模塊化設計方法研發了一套零點定位模塊化夾具系統，為進一步推廣應用，基于ASP.NET開發框架和數據庫管理軟件完成了零點定位模塊化夾具管理系統的開發，使其可以實現夾具元器件的出入庫管理、采購計劃管理、客戶管理以及訂單管理等。主要的研究工作包括夾具管理系統基本框架的搭建、主要功能模塊的設計及基礎數據庫系統的設計。通過搭建企業級的零點定位模塊化夾具管理系統，實現夾具生產企業的信息化轉型升級。

快速換裝；零點定位模塊化夾具系統；管理系統；數據庫

該零點定位模塊化夾具系統主要應用在某專用裝備制造領域中，可以實現中小零部件的高效生產加工。未來通過不斷改進，可以大幅提升零部件的生產加工效率，并且可以將應用領域擴展到航空工業、工程機械、汽車零部件制造等領域，應用的前景很好。

目前國外同類夾具產品售價均在100萬以上，而國內同類夾具產品的市場占有率極其微小。根據市場行情，本零點定位模塊化夾具系統測試成功并商業化應用后，單臺售價約30～40萬，具有更好的經濟性能，可以為客戶節約大量的成本，為企業帶來更好的經濟效益。

為大幅提升企業市場競爭力，及時根據市場變化及客戶需求迅速做出調整，夾具生產企業需要對零點定位模塊化夾具系統進行有效管理，因此有必要進行零點定位模塊化夾具管理系統的開發。同時也為了實現夾具生產企業的信息化和智能化轉型，本文對零點定位模塊化夾具管理系統進行相應研究。

1 基本框架

本文夾具管理系統采用多層架構方法，基本框架主要由用戶層、網絡響應層、數據管理層、數據操作層及數據存放層共同構建，如圖1所示。用戶層的作用是實現與底層數據庫系統的交互，管理人員可以通過網頁來獲取相關的信息與數據；網絡響應層的主要作用是網絡服務端實現對相應指令的響應，如數據訪問、頁面顯示等操作，并且可以根據用戶層發出的請求指令實現對數據管理層、數據操作層及數據存放層的調用，將存放在底層數據庫中的數據信息傳遞到用戶層；數據管理層是最重要的部分，主要作用是實現管理系統的各項基本功能，通過對數據管理層的搭建來實現系統的功能，同時確保系統的安全性與準確性；數據操作層的主要功能是實現對底層數據庫系統的調用并將數據信息依次傳送到數據管理層、網絡響應層及用戶層，可以實現對數據信息的查詢、刪除、添加以及修改操作，具有高效和便捷的特性，與此同時大大降低了上層系統對數據信息的處理時間，提升了系統的訪問效率；數據存放層是存放有如出入庫管理、使用壽命、采購計劃數據等數據信息，并服務于數據操作層，所有要存儲至數據存放層中的數據信息都要經過嚴格的審查流程，只有審查合格的數據才能被收錄，從而保證數據的準確性。

2 功能模塊設計

零點定位模塊化夾具管理系統功能模塊可分為系統管理模塊、夾具信息管理模塊、客戶和訂單管理模塊及產品管理模塊，如圖2所示。

3 數據庫設計

由功能模塊分析可知，要實現管理系統功能需對數據信息進行有效管理和維護，并保證數據信息具有極高的安全性和準確性，因此底層數據庫設計對于管理系統的開發至關重要。

圖1 零點定位模塊化夾具管理系統的基本框架圖

本文結合零點定位模塊化夾具管理系統特點，選用Microsoft SQL Server 2008軟件作為數據庫的管理系統。在進行開發時，需要在SQL Server軟件中建立多張數據表，包括夾具元件入庫管理數據表（表1）、夾具元件出庫管理數據表、夾具元件使用壽命數據表、夾具元件采購計劃數據、客戶數據表、訂單數據表等。

圖2 零點定位模塊化夾具管理系統主要功能模塊

表1 夾具元件入庫管理數據表

4 開發平臺及運行實例

4.1 開發平臺

該零點定位模塊化夾具管理系統主要服務對象是夾具生產企業的管理人員，要實現企業內部的數據共享，可以采用網絡化方式進行數據信息的訪問，所以設計管理系統可以使用B/S架構（Browser/Server，瀏覽器/服務器），在一定程度上可以簡化系統的開發，并且系統的使用和維護也很方便，用戶只需要通過瀏覽器網頁即可實現與服務端數據庫的數據交互。因此，充分考慮多方面的影響因素，如系統開發的難易程度、系統的用途、數據信息的存儲、數據庫的響應時間等，最終選擇基于ASP.NET開發框架進行夾具管理系統的開發，程序設計時使用面向對象的C#語言，并且在應用程序中使用ADO.NET技術實現對服務器數據庫的訪問，大幅提升了程序代碼的簡潔程度以及開發效率。

4.2 運行實例

零點定位模塊化夾具管理系統開發完成之后，夾具生產企業的管理人員通過網頁即可實現對管理系統的訪問。

零點定位模塊化管理系統的登錄界面如圖3所示。然后進入系統的主界面，如圖4所示，可分為三個部分；一是左側的系統功能模塊導航欄，二是上部的系統名稱顯示區域和注銷當前用戶的功能模塊，三是中右側的主要操作和信息顯示區域，其中功能模塊導航欄又主要包括夾具信息管理、客戶和訂單管理、產品管理以及系統管理四個模塊，并且在每個功能模塊下還有對應的子模塊。

圖3 零點定位模塊化夾具管理系統的登錄界面

圖4 零點定位模塊化夾具管理系統的主界面

以“夾具信息管理”模塊中“夾具元件的入庫管理”為例，用戶可以實現對數據庫的數據信息（部件編號、部件名稱、部件規格、部件材料、入庫前庫存量、入庫數量、入庫時間、負責人、入庫后庫存量）進行查詢、修改、刪除及添加操作。

5 結論

本文基于asp.net開發框架建立的零點定位模塊化夾具管理系統由用戶層、網絡響應層、數據管理層、數據操作層及數據存放層共同構成，可以實現夾具生產企業的無紙化辦公，通過建立企業級的零點定位模塊化夾具管理系統，夾具生產企業的管理層和執行者可以隨時查看和管理夾具的相關信息，并根據市場需求迅速做出響應與調整，不斷提升企業的核心競爭力，這對于企業經濟效益的提升具有重要的意義。然而，本文開發的零點定位模塊化夾具管理系統雖然已具備基本的功能，但隨著研究深入尚有很多的功能需要不斷完善，如管理系統界面的美化、數據庫中數據報表的設計等。

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Research on Modular Fixture Management System of Zero Positioning for CNC Machine Tool

WEN Hua，WANG Ling，YIN Guofu，LV Taotao，ZHU Dong

( School of Manufacturing Science & Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China )

Based on the demand of rapid replacement of CNC machine tools, a modular fixture system of zero positioning is developed by using modular design method. In order to further popularize and apply, the modular fixture management system of zero point positioning is completed based on the ASP.NET development framework and the database management software. The development of the device enables it to realize the storage and management of fixture components, purchase plan management, customer management and order management. The main research work includes the establishment of the basic framework of the fixture management system, the design of the main functional modules and the design of the basic database system. By setting up the enterprise modular fixture management system of zero point positioning, the transformation and upgrading of the jig production enterprises are realized.

rapid replacement；modular fixture system of zero positioning；management system；database

TP391

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.11.013

1006－0316 (2018) 11－0053－04

2018－05－14

四川省科技支撐計劃項目（2017GZ0040）

文華（1992－），男，四川宜賓人，碩士研究生，主要研究方向為產品數字化設計與制造；殷國富（1956－），男，四川西充人，教授、博士生導師，主要研究方向為制造自動化、智能設計技術、CAD/CAM/CIMS。

通訊作者：王玲（1971－），女，四川成都人，博士，副教授，主要研究方向為產品數字化設計與制造。