本文探討了PCBN刀具多媒體數(shù)據(jù)庫咨詢管理系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。

　　1 引言

　　聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride，簡(jiǎn)稱PCBN)作為一種新型高性能刀具材料，在切削加工領(lǐng)域受到廣泛重視。PCBN刀具具有優(yōu)良的切削性能，非常適合用于硬態(tài)切削、干式切削、高速切削等先進(jìn)加工工藝，尤其在難加工材料的切削加工、自動(dòng)生產(chǎn)線加工等方面具有其它刀具難以比擬的優(yōu)勢(shì)。雖然PCBN刀具的使用范圍正日益拓展，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但目前還缺少可迅速、方便地提供PCBN刀具使用指導(dǎo)性資料及相關(guān)信息的咨詢系統(tǒng)，從而給現(xiàn)場(chǎng)操作人員正確選擇和使用PCBN刀具帶來了很大不便。為此，本文開發(fā)了PCBN刀具多媒體數(shù)據(jù)庫咨詢管理系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，用戶可對(duì)PCBN刀具的加工信息(如切削用量、刀具幾何參數(shù)等)進(jìn)行有效管理和快速查詢，并據(jù)此合理選用PCBN刀具產(chǎn)品，從而可有效提高PCBN刀具的使用效率，降低生產(chǎn)成本。該系統(tǒng)對(duì)PCBN刀具的合理設(shè)計(jì)和推廣應(yīng)用也可起到良好的促進(jìn)作用。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能模塊

　　PCBN刀具多媒體數(shù)據(jù)庫咨詢管理系統(tǒng)是主要面向加工現(xiàn)場(chǎng)刀具使用人員、基于Windows NT/98環(huán)境的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件。該系統(tǒng)除具有一般數(shù)據(jù)庫的功能外，還具有PCBN刀具相關(guān)信息的多媒體技術(shù)咨詢、數(shù)據(jù)庫管理、仿真及演示等多種功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　數(shù)據(jù)庫管理模塊數(shù)據(jù)庫管理模塊由切削數(shù)據(jù)庫、視頻數(shù)據(jù)庫和圖像數(shù)據(jù)庫三個(gè)子模塊組成，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的瀏覽、查詢、添加、刪除、編輯等各項(xiàng)功能。圖2所示為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)界面。

圖2 PCBN刀具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)界面

圖3 PCBN刀具切削加工的視頻畫面

圖4 PCBN刀具磨損形態(tài)的圖像

圖5 PCBN刀具查詢界面

圖6 刀具查詢結(jié)果界面

圖7 PCBN刀具加工表面粗糙度三維仿真圖形

圖8 廠家產(chǎn)品介紹子模塊界面

圖9 PCBN刀具切削性能、使用技術(shù)咨詢頁面

　　切削數(shù)據(jù)庫子模塊

　　該子模塊可對(duì)一般的切削數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，具有一般數(shù)據(jù)庫的功能。

　　視頻數(shù)據(jù)庫子模塊

　　該子模塊運(yùn)用多媒體技術(shù)，將各種有關(guān)PCBN刀具加工的視頻資料預(yù)先進(jìn)行剪輯和編排，作為視頻數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中并對(duì)其進(jìn)行管理。運(yùn)用Visual Basic中的MMcontrol多媒體控件，可調(diào)出并播放應(yīng)用PCBN刀具進(jìn)行實(shí)際加工的彩色視頻資料，同時(shí)配有良好的音頻效果。圖3所示為用該模塊播放的PCBN刀具切削加工的視頻畫面。

　　圖像數(shù)據(jù)庫子模塊

　　該子模塊將已有的PCBN刀具圖像資料如刀具磨損圖像、刀具壽命曲線、刀具結(jié)構(gòu)圖等作為圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔管理，并可根據(jù)需要進(jìn)行檢索。圖4所示為PCBN刀具磨損形態(tài)的圖像。

　　在PCBN刀具的使用過程中，快速查詢有關(guān)加工信息對(duì)于操作人員具有重要的實(shí)用性。開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)時(shí)，需要建立ODBC(Open Data Base Connectivity)數(shù)據(jù)源。ODBC實(shí)質(zhì)上是一個(gè)數(shù)據(jù)庫引擎，通過它提供的函數(shù)，可以訪問數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)。

　　ODBC也是針對(duì)多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫應(yīng)用接口(API)，它由API、驅(qū)動(dòng)程序管理器和驅(qū)動(dòng)程序三部分組成。由于ODBC提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口，使設(shè)計(jì)人員在編程時(shí)不必關(guān)心底層的DBMS(Data Base Management System)，從而大大簡(jiǎn)化了不同DBMS 間的數(shù)據(jù)交換。本系統(tǒng)的查詢功能運(yùn)用了SQL(Structured Query Language)查詢技術(shù)。該技術(shù)簡(jiǎn)單易學(xué)，具有很大靈活性，它通過與英語類似的命令語句并根據(jù)設(shè)計(jì)者規(guī)定的準(zhǔn)則來選取關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)或多個(gè)表中的記錄。該查詢方法簡(jiǎn)單、明確，可分別根據(jù)刀具牌號(hào)和工件材料進(jìn)行查詢。根據(jù)工件材料進(jìn)行查詢時(shí)，顯示結(jié)果為所有可供選用的刀具類型，從而可實(shí)現(xiàn)刀具的優(yōu)選。圖5所示為PCBN刀具查詢界面。選定查詢方式后，點(diǎn)擊“查詢”按鈕進(jìn)入如圖6所示的查詢結(jié)果界面，在這里用戶可查詢到任意牌號(hào)刀具加工相應(yīng)材料工件時(shí)最適用的切削用量及刀具幾何參數(shù)。

　　刀具壽命仿真模塊

　　由于刀具壽命的計(jì)算公式相當(dāng)復(fù)雜，為獲得形象、逼真的PCBN刀具壽命三維仿真曲面，本系統(tǒng)選用了Matlab仿真軟件。Matlab是一種用于工程計(jì)算的高性能編程軟件，具有強(qiáng)大的計(jì)算及圖形功能，可實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)結(jié)果的可視化，并能方便地修改和編輯圖形界面。在刀具壽命仿真模塊中運(yùn)用了Visual Basic與Matlab接口技術(shù)，可在Visual Basic 環(huán)境下調(diào)用Matlab程序，并運(yùn)用DLL(Dynamic Link Library)動(dòng)態(tài)鏈接庫在Matlab 下讀取刀具數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)參數(shù)，繪制出刀具壽命的三維仿真圖形。圖7所示為根據(jù)刀具主偏角、副偏角和進(jìn)給量繪制的加工表面粗糙度三維仿真圖形。根據(jù)切削參數(shù)v、f 和ap對(duì)刀具壽命進(jìn)行仿真，可獲得刀具壽命T 與各切削參數(shù)之間清晰而明確的關(guān)系圖，從而可為合理選擇切削用量，提高刀具壽命提供必要的參考信息。下一步我們還將通過擴(kuò)展使用Matlab 軟件強(qiáng)大的工具箱，進(jìn)一步豐富和完善系統(tǒng)功能。

　　技術(shù)咨詢模塊

　　利用技術(shù)咨詢模塊可查詢有關(guān)PCBN刀具的各種信息。該模塊由五個(gè)子模塊構(gòu)成。

　　系統(tǒng)幫助子模塊

　　系統(tǒng)幫助子模塊具有全庫解說功能，可為用戶正確使用本系統(tǒng)提供詳細(xì)的幫助信息。該子模塊類似于一個(gè)多媒體教學(xué)軟件，具有語音解說功能，觀賞性強(qiáng)。

　　廠家產(chǎn)品介紹子模塊

　　該子模塊詳細(xì)介紹了5家國(guó)外著名PCBN刀具生產(chǎn)廠(De Beers公司、東芝公司、住友公司、黛杰公司和GE公司)及部分國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家的PCBN刀具產(chǎn)品的性能及特點(diǎn)，內(nèi)容翔實(shí)，極具權(quán)威性，為用戶合理選用PCBN刀具產(chǎn)品提供了必要的參考信息。圖8所示為廠家產(chǎn)品介紹子模塊的界面。

　　刀具設(shè)計(jì)使用技術(shù)咨詢子模塊

　　該子模塊模仿Windows 資源管理器的格式，將有關(guān)PCBN刀具的制造工藝、切削淬硬鋼時(shí)的金屬軟化效應(yīng)、硬態(tài)切削機(jī)理、已加工表面完整性、PCBN刀具損傷機(jī)理及刀具壽命、PCBN刀具的使用技術(shù)等信息集成到一起，在VB 環(huán)境下進(jìn)行查詢。利用Web Brower瀏覽器可觀看到動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁效果(如圖9所示)。用戶可根據(jù)需要在目錄或索引中方便、快捷地查詢PCBN刀具的各項(xiàng)信息。

　　多媒體信息瀏覽子模塊

　　利用該子模塊可查看、瀏覽數(shù)據(jù)庫中所有的資料及多媒體數(shù)據(jù)。

　　加工實(shí)例介紹子模塊

　　該子模塊可以多媒體形式為用戶播放演示PCBN刀具的加工實(shí)例。

　　3 網(wǎng)上查詢功能

　　本系統(tǒng)具有上網(wǎng)查詢功能，可利用Internet技術(shù)在網(wǎng)上對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢。由于本系統(tǒng)建立在Microsoft SQL Server 7.0平臺(tái)上，因此其網(wǎng)絡(luò)功能比用其它軟件創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫具有更好的穩(wěn)定性。

　　4 結(jié)語

　　本文介紹的PCBN刀具多媒體數(shù)據(jù)庫咨詢管理系統(tǒng)是一種基于Windows NT/98 環(huán)境的應(yīng)用軟件，具有設(shè)計(jì)合理、功能完備、信息豐富、界面美觀、適應(yīng)性和可移植性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便靈活、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，能很好滿足PCBN刀具信息管理的需要，對(duì)PCBN刀具用戶和研究開發(fā)人員均具有極高的使用價(jià)值。