基于数据库的刀具管理系统的设计与实现

    一、前言

    随着人们对机械加工精度、效率以及特殊工件加工要求的提高，数控车间和加工中心已广泛应用于现代化大中型企业。在加工中心中，刀具管理是一项重要任务，它不仅为智能制造技术系统和PDM/ERP系统提供有效的技术支持，而且可为制造业进行网络化的虚拟制造技术研究与开发奠定技术基础，是关系到加工产品的技术先进性、质量可靠性、供货周期、制造成本的关键环节。

    作为加工中心工作中不可缺少的步骤，如何有效地组织刀具是影响加工中心乃至柔性制造系统效率的一个重要因素，现有的问题主要是以下几个方面：如何组织刀具使刀具的存取更方便；如何调度刀具使刀具交换次数最少；如何选配刀具使刀具准备时间最短、利用率最高。总之，研究刀具资源的管理就是用最小的刀具资源来达到生产要求，尽可能减少对刀具资源的占有。

    经过大量调研和分析，该系统以VC++为开发工具，以Microsoft SQL Server 2000为后台数据库建立。

    二、 数据库设计

    车间刀具的数据库管理系统，必须能满足不同用户的需要和要求，这里只详细说明设计过程中的概念结构设计和安全性设计。

    1．概念结构设计

    该数据库是一套高端数控程序管理系统，可以对程序的编辑者、刀具清单进行管理，还可以对数控程序的各种信息，如程序号、图号、零件号、机床、用户信息等进行管理，下面是创建与数据库相关部分的实体关系图（ERD），如图1所示。

图1 DNC数据库总体E-R图

    2．安全性设计  

    用户只能用账号登陆到应用软件，通过应用软件访问数据库，而没有其他途径操作数据库。对用户账号的密码进行加密处理，确保在任何地方都不会出现密码的明文。除非是数据库管理员才能看到，因为他拥有应用软件的所有权限。

    确定每个角色对数据库表的操作权限，在应用时再为用户分配角色。角色的权限如表1所示。

表1 角色权限表

    三、 后台数据库的实现

    以VC++开发工具，运用VC++的数据库接口技术、Microsoft SQL Server2000为后台数据库进行dncdb数据库的设计，其具体设计过程包括建立数据库、建立表、建立关系、实现数据完整性等几个步骤，下面分别介绍。

    1．建立数据库

    数据库名称是dncdb_Database，实现步骤为：

    (1) 进入SQL SERVER 2000的Enterprise Manager，Enterprise Manager是进行设计数据库、更改数据库数据、控制用户访问数据权限等重要工作的可视化开发工具；
    (2)命名数据库，输入数据库名称、数据文件和日志文件的位置；
    (3) 指定数据和日志文件；
    (4)定义文件的大小和增长率。

    2．建立表

    在数据库dncdb中创建刀具表、程序表、机床表、用户表等，如图2、3所示。 

图2 创建刀具表和程序表
 

图3 创建用户表和机床表

    其他表从略。

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    3．建立表间关系

    在数据库dncdb中调出关系图，从而创建表间关系，图4和图5分别是刀具表间关系图和机床程序关系图， 依次可创建其他关系图，这里从略。

图4 刀具表间关系图

图5 机床程序关系图

    四、装载数据与系统运作

    因为本次设计的主要任务是构建数据库结构，所以数据装载只是添加了一些示例性数据，进行了简单零件的设计与加工验证实验，实验结果表明该系统运行性能良好，能完成预期的任务，为数控机床联网打下了基础， 其运行界面如图6所示。

图6 运行界面

    五、结论

    该系统提供数控加工过程的一切参数，包括数控机床的基本参数，数控机床所采用的数控系统具体性能，刀具的具体规格，切削参数推荐表。应用程序把机床、刀具的数码照片，刀具参数规格图存储在数据库中，仿真和加工时把这些图片调出来，可对数控加工的过程有更直观的认识，从而大大减少加工准备时间，提高刀具管理的自动化水平，达到了快速查询及刀具资源有效利用的目的。