肖 霞，石鐵錚，修世超

（1.億達日平機床有限公司 技術(shù)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(xué) 機械工程與自動化學(xué)院，遼寧 沈陽 110819）

0 引 言

滑臺是數(shù)控機床的重要部件[1]，經(jīng)過多年的發(fā)展，一些機床制造企業(yè)已形成內(nèi)部通用的標準滑臺系列產(chǎn)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(guī)格型號表，抄錄適當?shù)幕_型號，編制投產(chǎn)清單或用于其他技術(shù)文件中。這種方式花費的時間較多，也容易出錯。

現(xiàn)代裝備制造企業(yè)在實施信息化工程建設(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)一問題”[2-4]。但對于以上軟件尚未覆蓋的領(lǐng)域來說，企業(yè)必須通過自主的研發(fā)和改造，提出有針對性的解決方案，在其專業(yè)化、個性化的產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)技術(shù)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(chǎn)管理系統(tǒng)可重構(gòu)設(shè)計；王永建、郭樹勤、黃瑞敏[6]提出了基于精益生產(chǎn)的現(xiàn)場改善，而在產(chǎn)品選型方面，有周民強、陳世堂、周季[7]提出的基于風(fēng)況的風(fēng)力發(fā)電機組選型設(shè)計；李智娟、翟瑞虎、林穎、楊玉普等[8]提出的離心通風(fēng)機選型軟件系統(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，李天寶[10]提出的RFID標簽性能評價與選型系統(tǒng)開發(fā)，等等。

本研究為解決滑臺選型中遇到的問題，借鑒其他企業(yè)實施信息化的策略和經(jīng)驗，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)庫技術(shù)[11]，建立一個機床滑臺選型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1 滑臺選型過程分析

1.1 滑臺規(guī)格

機床滑臺種類繁多，以某企業(yè)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(shù)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(dǎo)軌滑臺（LN，LNS，LHS）等等。

該企業(yè)滑臺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(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(qū)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(guī)格種類豐富、復(fù)雜多變，為設(shè)計選型增加了難度。

1.2 選型過程

為提高設(shè)計工作效率，該企業(yè)將通用標準滑臺劃歸專業(yè)班組管理，其他機床設(shè)計項目的負責(zé)人在接到設(shè)計任務(wù)時，對于涉及到標準滑臺的部分，填寫《滑臺設(shè)計任務(wù)書》，向?qū)I(yè)班提出配套要求，由配套設(shè)計員查出標準滑臺型號、圖號及相應(yīng)的潤滑配管圖號，編制《滑臺預(yù)投清單》，按質(zhì)量管理體系流程審核，返回設(shè)計項目負責(zé)人確認，如果需要則加以調(diào)整、修改，最終版本在得到部門領(lǐng)導(dǎo)批準后，通過OA向生產(chǎn)管理部門下達投產(chǎn)通知。

《滑臺設(shè)計任務(wù)書》的主要內(nèi)容有：項目信息（用戶名、機床型號、生產(chǎn)號、工位號等）、質(zhì)量管理信息（任務(wù)書的作成、審查、接收、配套人及相應(yīng)日期）、滑臺基本型式（類型、尺寸、行程等）、滑臺規(guī)格參數(shù)配置（是否使用前支承，是否貼塑，絲杠、軸承、電機廠家，電機規(guī)格）以及滑臺數(shù)量、滑臺使用場所、加工內(nèi)容，等等。

《滑臺預(yù)投清單》的主要內(nèi)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(shù)量、安裝角度、配套備注以及相關(guān)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(xiàn)的問題是：手工查找時間較長，型號抄錄時容易出錯，投產(chǎn)后的信息存放在單個Word或Excel文檔，甚至是紙質(zhì)文件中，不易歸納整理和統(tǒng)計，沒有形成數(shù)據(jù)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(tǒng)的實現(xiàn)

為解決上述問題，基于Access數(shù)據(jù)庫軟件，本研究建立了機床滑臺選型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

2.1 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件的選擇

選用Microsoft Office的Access軟件，是因為微軟辦公系統(tǒng)應(yīng)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(yè)額外購置應(yīng)用軟件的費用，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 滑臺選型工作流程

根據(jù)企業(yè)多年的設(shè)計習(xí)慣與技術(shù)文件格式，本研究在數(shù)據(jù)庫中建立了滑臺規(guī)格型號表、滑臺目錄表、滑臺設(shè)計任務(wù)書表。每份《滑臺設(shè)計任務(wù)書》對應(yīng)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(guī)格、數(shù)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(guān)系。因此這兩個表內(nèi)的數(shù)據(jù)具有一對多的特點。

另外根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)流程，本研究建立《滑臺預(yù)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(guān)系如圖2所示。

2.3 系統(tǒng)功能模塊

根據(jù)實際工作需求，本研究設(shè)計了“滑臺規(guī)格與圖號查詢”、“滑臺設(shè)計任務(wù)書與滑臺預(yù)投清單”、“滑臺零件和易損件清單”以及“其他相關(guān)信息統(tǒng)計”4個功能模塊。

2.3.1 滑臺規(guī)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(cè)方框中選擇輸入滑臺名稱（類型）、基本規(guī)格、行程、前支承、貼塑、臥/立式、左/右置等選項，再單擊“應(yīng)用篩選”，即可查找出符合輸入條件的標準滑臺，其型號規(guī)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(shù)據(jù)表關(guān)系圖

圖3 滑臺規(guī)格與圖號查詢窗體

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

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(shè)計任務(wù)書與滑臺預(yù)投清單

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

滑臺設(shè)計任務(wù)書子窗體顯示任務(wù)書的明細部分。在這里，本研究按滑臺型號收錄其配置參數(shù)、安裝角度、滑臺數(shù)量、配套調(diào)整（如取消或增加某些零部件）等信息。與“滑臺規(guī)格與圖號查詢”模塊類似，這個子窗體也具備滑臺規(guī)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?shù)倪x項，即可逐層縮小包圍圈，最終在“選定的型號規(guī)格”組合框的提示文本中選出一個滿足需求的規(guī)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(guī)格、滑臺圖號、潤滑配管圖號、配套注意事項備注和型號規(guī)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(guī)格表進行增刪、編輯；雙擊“滑臺圖號”，可打開相應(yīng)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(gòu)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(yīng)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(wù)書備注”和“配套員備注”，用于記錄項目負責(zé)人下達“滑臺設(shè)計任務(wù)書”時提出的設(shè)計要求和配套設(shè)計員在配套時做的某些調(diào)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(shè)計的零件產(chǎn)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(guī)律的調(diào)整和變更要求，收錄在滑臺規(guī)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(shè)計員，以免遺漏。設(shè)計員進行配套選型時，相關(guān)內(nèi)容可直接復(fù)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(shè)計任務(wù)書窗體

用戶錄入《滑臺設(shè)計任務(wù)書》的內(nèi)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(chǎn)所需的《某項目滑臺預(yù)投清單》。

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

有時由于設(shè)計更改，需要變更已預(yù)投的滑臺型號，這時用戶可以在“滑臺設(shè)計任務(wù)書明細子窗體”中做相應(yīng)調(diào)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(yù)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(jīng)常需要統(tǒng)計滑臺零部件信息，如變更絲杠、聯(lián)軸節(jié)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(chǎn)的每種滑臺都統(tǒng)計一遍外購件和易損件，再按項目所含滑臺的數(shù)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(shù)據(jù)庫技術(shù)，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(lián)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(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，如某型號滑臺的全部零件、易損件、外購件，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)格的滑臺中，等等。以這個數(shù)據(jù)查詢表為基礎(chǔ)，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(shù)據(jù)統(tǒng)計結(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。

下面以十字數(shù)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(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絲杠進給方式；L代表“面對滑臺時，X軸電機在左側(cè)”；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(guī)格，99個零部件，其中易損件5種（滾珠絲杠、聯(lián)軸節(jié)、軸承、刮板、滑動防護罩）；19個規(guī)格、19個零件；外購件（含易損件）24個規(guī)格、29個零件（具體內(nèi)容略）；自制加工件42個規(guī)格、51個零件（具體內(nèi)容略）。

再以圖號為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)動裝配組，但最終竟應(yīng)用于160種不同行程和規(guī)格型號的滑臺（包括LN、UN、MNN、MNH、MHN），而另兩種規(guī)格-002（700ST），-003（950ST）的絲杠卻沒有應(yīng)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(yīng)用規(guī)律的發(fā)現(xiàn)在實際的采購、裝配以及設(shè)計工作中都有一定意義。

2.3.4 其他相關(guān)信息統(tǒng)計

另外，本研究通過對2.3.2節(jié)滑臺設(shè)計任務(wù)書信息的整理，不僅可以統(tǒng)計出某項目（訂單）的滑臺清單，還可以統(tǒng)計出一段時間內(nèi)某用戶訂購機床中選用的所有滑臺規(guī)格型號明細，以便用戶維護、保養(yǎng)和置備易損備件。此外，系統(tǒng)還可以統(tǒng)計出某種規(guī)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(yīng)用，包括應(yīng)用的時間、數(shù)量等，這些信息同樣有利于機床廠自身做采購、生產(chǎn)和培訓(xùn)等方面的統(tǒng)籌準備。這些報表可通過圖4滑臺設(shè)計任務(wù)書窗體上方的眾多命令按鈕調(diào)用，也可自行編制新查詢、報表實現(xiàn)。

3 結(jié)束語

本研究提出了一個以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)代替手工作業(yè)的機床通用滑臺選型方法，經(jīng)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(jié)果表明：采用這種方法，企業(yè)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(yè)管理成本，能夠滿足企業(yè)滑臺選型與統(tǒng)計的任務(wù)需求。同時，用戶通過滑臺規(guī)格型號表、滑臺目錄表、滑臺設(shè)計任務(wù)書表等數(shù)據(jù)信息形成的知識庫，非常便于提取《滑臺預(yù)投清單》、《滑臺易損件清單》、《滑臺零件明細》及其他技術(shù)文件所需的數(shù)據(jù)參數(shù)，為實現(xiàn)機床的數(shù)字化設(shè)計提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（References）：

[1] 現(xiàn)代實用機床設(shè)計手冊編委會.現(xiàn)代實用機床設(shè)計手冊（上下）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2] 大連市科學(xué)技術(shù)局.大連市制造業(yè)信息化叢書：大連市制造業(yè)信息化案例集[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2005.

[3] 大連市科學(xué)技術(shù)局.大連市制造業(yè)信息化叢書：制造業(yè)信息化工具集[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2005.

[4] 大連市科學(xué)技術(shù)局.大連市制造業(yè)信息化叢書：制造業(yè)信息化實施策略及企業(yè)經(jīng)驗集[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2005.

[5] 陳 偉，張森林，基于流程控制的紡織生產(chǎn)管理系統(tǒng)可重構(gòu)設(shè)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(chǎn)的現(xiàn)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(fēng)況的風(fēng)力發(fā)電機組選型設(shè)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(fēng)機選型軟件系統(tǒng)[J].風(fēng)機技術(shù)，2009（4）：53-54.

[9] 吳斯琦，蔡 蘭，李益兵.基于Web架構(gòu)的低壓配電柜選型系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)開發(fā)[D].上海：上海交通大學(xué)軟件學(xué)院，2009：1-88.

[11] 陳恭和.數(shù)據(jù)庫與Access應(yīng)用教程[M].北京：高等教育出版社，2008.