基于Access数据库的机床滑台选型系统开发与实践

肖 霞，石铁铮，修世超

（1.亿达日平机床有限公司 技术本部，辽宁 大连 116023； 2.大连起重矿山机械有限公司 研究所，辽宁 大连 116036； 3.东北大学 机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819）

0 引 言

滑台是数控机床的重要部件[1]，经过多年的发展，一些机床制造企业已形成内部通用的标准滑台系列产品，可供不同类别与型号的机床直接选用。但在选型方式上，通常是手工查找规格型号表，抄录适当的滑台型号，编制投产清单或用于其他技术文件中。这种方式花费的时间较多，也容易出错。

现代装备制造企业在实施信息化工程建设方面已普遍采用CAD、CAM、CAE、CAPP、ERP、OA等信息化软件工具，有的企业还应用产品数据管理（PDM）系统，解决了“数据、流程统一问题”[2-4]。但对于以上软件尚未覆盖的领域来说，企业必须通过自主的研发和改造，提出有针对性的解决方案，在其专业化、个性化的产品设计与生产技术管理的实际工作中，尽可能提升信息化和自动化管理水平，提高工作准确度和工作效率。比如：陈伟、张森林[5]提出了基于流程控制的纺织生产管理系统可重构设计；王永建、郭树勤、黄瑞敏[6]提出了基于精益生产的现场改善，而在产品选型方面，有周民强、陈世堂、周季[7]提出的基于风况的风力发电机组选型设计；李智娟、翟瑞虎、林颖、杨玉普等[8]提出的离心通风机选型软件系统；吴斯琦、蔡兰、李益兵[9]提出的基于Web架构的低压配电柜选型系统设计，李天宝[10]提出的RFID标签性能评价与选型系统开发，等等。

本研究为解决滑台选型中遇到的问题，借鉴其他企业实施信息化的策略和经验，广泛参考多种行业的产品选型系统软件，基于Access数据库技术[11]，建立一个机床滑台选型数据库系统。

1 滑台选型过程分析

1.1 滑台规格

机床滑台种类繁多，以某企业为例，其通用的标准滑台按安装角度可分为水平滑台（U）和立式滑台（V）；按进给方式可分为数控滑台（N）、液压滑台（H）；按进给方向又可分为单向进给滑台（UN，UH）、X向进给的十字进给滑台（MN）、X轴与Z轴组合的十字进给滑台（MNN，MNH）、Z轴与X轴组合的十字移动进给滑台（MNN，MHN）、立式进给滑台（VN，VH），以及直线导轨滑台（LN，LNS，LHS）等等。

该企业滑台主要由滑座和滑鞍两大部件构成，滑座组中的主要部件包括滑座、滚珠丝杠、轴承、联轴节、电机或油缸，后端防护罩、滑动防护罩等；滑鞍组中有滑鞍、镶条、挡铁、刮板、贴塑板等。其中，丝杠、轴承、电机的供货厂家有进口、国产等多种渠道，滑轨宽度有160，220，280，350，450，560，630，800等不同尺寸（代号分别为16，22，28，35，45，56，63，80），滑台行程从100～1 500不等，各类滑台润滑配管方式亦有区别。另外，滑台台面是否贴塑（M），滑台是否增加前支承（F），电机、标牌、出油口等的安装位置是左置（L）还是右置（R），等等，这一切均使滑台规格种类丰富、复杂多变，为设计选型增加了难度。

1.2 选型过程

为提高设计工作效率，该企业将通用标准滑台划归专业班组管理，其他机床设计项目的负责人在接到设计任务时，对于涉及到标准滑台的部分，填写《滑台设计任务书》，向专业班提出配套要求，由配套设计员查出标准滑台型号、图号及相应的润滑配管图号，编制《滑台预投清单》，按质量管理体系流程审核，返回设计项目负责人确认，如果需要则加以调整、修改，最终版本在得到部门领导批准后，通过OA向生产管理部门下达投产通知。

《滑台设计任务书》的主要内容有：项目信息（用户名、机床型号、生产号、工位号等）、质量管理信息（任务书的作成、审查、接收、配套人及相应日期）、滑台基本型式（类型、尺寸、行程等）、滑台规格参数配置（是否使用前支承，是否贴塑，丝杠、轴承、电机厂家，电机规格）以及滑台数量、滑台使用场所、加工内容，等等。

《滑台预投清单》的主要内容有：沿用前述项目信息、选定的标准滑台型号、滑台图号、润滑配管图号、滑台数量、安装角度、配套备注以及相关编制、审核、确认、批准等管理信息。

滑台造型工作工作流程如图1所示。

1.3 常见问题

在此过程中容易出现的问题是：手工查找时间较长，型号抄录时容易出错，投产后的信息存放在单个Word或Excel文档，甚至是纸质文件中，不易归纳整理和统计，没有形成数据化的知识库，难以供后期工程参考借用。

2 机床滑台选型系统的实现

为解决上述问题，基于Access数据库软件，本研究建立了机床滑台选型数据库系统。

2.1 数据库应用软件的选择

选用Microsoft Office的Access软件，是因为微软办公系统应用广泛，所有使用Word或Excel的电脑都会包含Access，这样可以免除企业额外购置应用软件的费用，降低了成本，且有利于本系统的普遍应用。

2.2 建立相关数据表

图1 滑台选型工作流程

根据企业多年的设计习惯与技术文件格式，本研究在数据库中建立了滑台规格型号表、滑台目录表、滑台设计任务书表。每份《滑台设计任务书》对应一个机床号，该机床可能是专机，也可能是自动线，所选用的标准滑台可能是一个，也可能有多个。而所谓“滑台目录表”实际上就是滑台材料明细表（BOM表），每个目录表图号下有多个零部件材料的编号、名称、图号、规格、数量、制造商、备注等信息，通过整组借用，有时就形成“组中组”多级嵌套关系。因此这两个表内的数据具有一对多的特点。

另外根据企业的生产流程，本研究建立《滑台预投清单》、《滑台易损件清单》、《滑台零件明细》等多种报表。各表之间的关系如图2所示。

2.3 系统功能模块

根据实际工作需求，本研究设计了“滑台规格与图号查询”、“滑台设计任务书与滑台预投清单”、“滑台零件和易损件清单”以及“其他相关信息统计”4个功能模块。

2.3.1 滑台规格与图号查询

操作界面如图3所示。用户点击Access菜单工具栏的“按窗体筛选”按钮，在窗口左侧方框中选择输入滑台名称（类型）、基本规格、行程、前支承、贴塑、卧/立式、左/右置等选项，再单击“应用筛选”，即可查找出符合输入条件的标准滑台，其型号规格、图号、润滑配管图号、配套注意事项备注和型号说明备注均在右边窗口显示。

图2 数据表关系图

图3 滑台规格与图号查询窗体

用户也可以由滑台图号反查其规格型号：点击“按窗体筛选”按钮，在窗口右侧输入某个滑台图号（可以*号进行模糊查询），再点击“应用筛选”，则窗口左侧显示相应的滑台型号、行程、配置等参数。

该窗体右上方有两个命令按钮“易损件窗体”和“易损件报表”，通过点击按钮可分别以窗体和报表形式显示当前窗体所示滑台型号的易损件明细。

2.3.2 滑台设计任务书与滑台预投清单

滑台设计任务书窗体主要收录机床号以及与任务书的质量管理流程相关的信息，如任务书的作成、审查、接收、配套担当、配套审核、投产批准的人员和日期、投产OA文件编号等。由于机床的用户、订单、生产号、工序号（OP号）等项目信息可由公司已有的ERP生产管理系统中引入，这里只要输入机床号，相应的项目信息即可自动调集并显示，不必重复录入，从而提高了工作效率。

滑台设计任务书子窗体显示任务书的明细部分。在这里，本研究按滑台型号收录其配置参数、安装角度、滑台数量、配套调整（如取消或增加某些零部件）等信息。与“滑台规格与图号查询”模块类似，这个子窗体也具备滑台规格选型功能：配套人员只要在滑台选型、行程、轴承支承、贴塑和左置右置5个组合框中按照提示文本依次选择适当的选项，即可逐层缩小包围圈，最终在“选定的型号规格”组合框的提示文本中选出一个满足需求的规格型号。用户点击旁边的“刷新”命令按钮后，即可在其下部的文本框中显示所选滑台的名称、型号规格、滑台图号、润滑配管图号、配套注意事项备注和型号规格备注等信息。

为方便操作，用户双击“选定的滑台型号”，可打开滑台规格表进行增删、编辑；双击“滑台图号”，可打开相应的目录表窗体（含目录表明细子窗体），查看其零部件材料的构成情况；双击“润滑配管图号”，同样可打开该润滑配管图号对应的目录表，查看润滑配管的材料明细。

窗体的右下部有两个栏目：“任务书备注”和“配套员备注”，用于记录项目负责人下达“滑台设计任务书”时提出的设计要求和配套设计员在配套时做的某些调整。如：某项目需要干式加工，原配置的滑动防护罩就需要取消，变更为新设计的零件产品。又比如某滑台在水平安装时配置的防护罩，不适用于安装角度大于30°的情况，届时需要取消或更换等等。这些有规律的调整和变更要求，收录在滑台规格型号表的备注中，可随选定的型号一起显示，并以醒目的颜色提示配套设计员，以免遗漏。设计员进行配套选型时，相关内容可直接复制、粘贴到配套员备注中，省时省力，降低了差错率。

操作界面如图4所示。

图4 滑台设计任务书窗体

用户录入《滑台设计任务书》的内容并选定滑台型号之后，点击窗体上部的命令按钮，即可自动生成投产所需的《某项目滑台预投清单》。

有时一个订单中的滑台不是一次投产，而是分批多次进行，这时用户可以按配套审批时间区分，选择不同的命令按钮，打印本次预投清单或整个订单项目的滑台预投清单。

有时由于设计更改，需要变更已预投的滑台型号，这时用户可以在“滑台设计任务书明细子窗体”中做相应调整和记录后，输入变更批准人、变更日期等信息，点击“本次变更通知”命令按钮，打印与滑台预投清单格式基本相同的“滑台变更通知”。

2.3.3 滑台零件与易损件清单

在实际工作中，经常需要统计滑台零部件信息，如变更丝杠、联轴节型号、编制《滑台易损件清单》等等。但是这些信息隐藏在一个个目录表中，如果用手工方式将投产的每种滑台都统计一遍外购件和易损件，再按项目所含滑台的数量将它们汇总起来，实在是一项费时费力、枯燥无趣、容易出错、又不易校验的工作。但是利用数据库技术，一切变得易如反掌。

研究者通过多级嵌套的Access选择查询和联合查询，将滑台目录表及其组中组目录表的明细零件都归集到一个数据查询表中，就可以随心所欲地筛选所需要的任何零件信息，如某型号滑台的全部零件、易损件、外购件，或某种零件（例如某种规格的滚珠丝杠）都应用在哪几种规格的滑台中，等等。以这个数据查询表为基础，通过Access的窗体和报表功能，可随时得到清晰明了的格式化的数据统计结果，并且这些数据可以以Word或Excel方式导出，并用于其他技术文件。

下面以十字数控滑台MNN-4528L（500×400）为例加以说明：

型号MNN-4528L（500×400）含义：X轴与Z轴组合的十字进给滑台；下部（X轴）滑座导轨宽度450 mm，行程500 mm，上部（Z轴）滑鞍导轨宽度280 mm，行程400 mm；上下两侧均为NC丝杠进给方式；L代表“面对滑台时，X轴电机在左侧”；无M，表示滑台面不贴塑。

该滑台共有3级、7个目录表，82种规格，99个零部件，其中易损件5种（滚珠丝杠、联轴节、轴承、刮板、滑动防护罩）；19个规格、19个零件；外购件（含易损件）24个规格、29个零件（具体内容略）；自制加工件42个规格、51个零件（具体内容略）。

再以图号为3S001116的Φ50滚珠丝杠为例，它有3种行程规格，分别为-001（500ST），-002（700ST），-003（950ST）。通过前述零件查询表，可以发现它的-001（500ST）规格用于3种滑座和4种滑鞍的驱动装配组，但最终竟应用于160种不同行程和规格型号的滑台（包括LN、UN、MNN、MNH、MHN），而另两种规格-002（700ST），-003（950ST）的丝杠却没有应用记录，在实际行程为700ST和950ST的MN滑台中，使用的是图号为3S001117-003，004和3S001121-003，004滚珠丝杠（3S001117用于 MN-56，63滑台，3S001121用于MN-80滑台；-003（700ST），-004（950ST））。这种应用规律的发现在实际的采购、装配以及设计工作中都有一定意义。

2.3.4 其他相关信息统计

另外，本研究通过对2.3.2节滑台设计任务书信息的整理，不仅可以统计出某项目（订单）的滑台清单，还可以统计出一段时间内某用户订购机床中选用的所有滑台规格型号明细，以便用户维护、保养和置备易损备件。此外，系统还可以统计出某种规格型号的滑台都在哪些用户、项目（订单）、乃至机床型号中有过应用，包括应用的时间、数量等，这些信息同样有利于机床厂自身做采购、生产和培训等方面的统筹准备。这些报表可通过图4滑台设计任务书窗体上方的众多命令按钮调用，也可自行编制新查询、报表实现。

3 结束语

本研究提出了一个以数据库管理系统代替手工作业的机床通用滑台选型方法，经过25个订单项目、59种机床型号、126台次的通用滑台的选型测试，其结果表明：采用这种方法，企业工作效率提升显著，准确度达到100%，既减轻了工作人员的劳动强度，又降低了企业管理成本，能够满足企业滑台选型与统计的任务需求。同时，用户通过滑台规格型号表、滑台目录表、滑台设计任务书表等数据信息形成的知识库，非常便于提取《滑台预投清单》、《滑台易损件清单》、《滑台零件明细》及其他技术文件所需的数据参数，为实现机床的数字化设计提供了可靠的数据基础。

（References）：

[1] 现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册（上下）[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 大连市科学技术局.大连市制造业信息化丛书：大连市制造业信息化案例集[M].大连：大连理工大学出版社，2005.

[3] 大连市科学技术局.大连市制造业信息化丛书：制造业信息化工具集[M].大连：大连理工大学出版社，2005.

[4] 大连市科学技术局.大连市制造业信息化丛书：制造业信息化实施策略及企业经验集[M].大连：大连理工大学出版社，2005.

[5] 陈 伟，张森林，基于流程控制的纺织生产管理系统可重构设计[J].机电工程，2012，29（1）：23-27.

[6] 王永建，郭树勤，黄瑞敏.基于精益生产的现场改善[J].机电工程，2011，28（12）：1461-1464.

[7] 周民强，陈世堂，周 季.基于风况的风力发电机组选型设计[J].机电工程，2011，28（5）：610-615.

[8] 李智娟，翟瑞虎，林 颖，等.离心通风机选型软件系统[J].风机技术，2009（4）：53-54.

[9] 吴斯琦，蔡 兰，李益兵.基于Web架构的低压配电柜选型系统设计[J].机械制造，2010，48（3）：19-22.

[10] 李天宝.RFID标签性能评价与选型系统开发[D].上海：上海交通大学软件学院，2009：1-88.

[11] 陈恭和.数据库与Access应用教程[M].北京：高等教育出版社，2008.