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

　　1 引言

　　聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride，簡稱PCBN)作為一種新型高性能刀具材料，在切削加工領域受到廣泛重視。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、高速切削等先進加工工藝，尤其在難加工材料的切削加工、自動生產(chǎn)線加工等方面具有其它刀具難以比擬的優(yōu)勢。雖然PCBN刀具的使用范圍正日益拓展，并取得了巨大的經(jīng)濟效益，但目前還缺少可迅速、方便地提供PCBN刀具使用指導性資料及相關信息的咨詢系統(tǒng)，從而給現(xiàn)場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PCBN刀具的加工信息(如切削用量、刀具幾何參數(shù)等)進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PCBN刀具的合理設計和推廣應用也可起到良好的促進作用。

　　2 系統(tǒng)結構及功能模塊

　　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)場刀具使用人員、基于Windows NT/98環(huán)境的數(shù)據(jù)庫應用軟件。該系統(tǒng)除具有一般數(shù)據(jù)庫的功能外，還具有PCBN刀具相關信息的多媒體技術咨詢、數(shù)據(jù)庫管理、仿真及演示等多種功能。系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結構框圖

　　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)庫三個子模塊組成，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的瀏覽、查詢、添加、刪除、編輯等各項功能。圖2所示為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的計算機界面。

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、使用技術咨詢頁面

　　切削數(shù)據(jù)庫子模塊

　　該子模塊可對一般的切削數(shù)據(jù)進行管理，具有一般數(shù)據(jù)庫的功能。

　　視頻數(shù)據(jù)庫子模塊

　　該子模塊運用多媒體技術，將各種有關PCBN刀具加工的視頻資料預先進行剪輯和編排，作為視頻數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中并對其進行管理。運用Visual Basic中的MMcontrol多媒體控件，可調出并播放應用PCBN刀具進行實際加工的彩色視頻資料，同時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、刀具結構圖等作為圖像數(shù)據(jù)進行存檔管理，并可根據(jù)需要進行檢索。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，快速查詢有關加工信息對于操作人員具有重要的實用性。開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)時，需要建立ODBC(Open Data Base Connectivity)數(shù)據(jù)源。ODBC實質上是一個數(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也是針對多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設計的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫應用接口(API)，它由API、驅動程序管理器和驅動程序三部分組成。由于ODBC提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)標準接口，使設計人員在編程時不必關心底層的DBMS(Data Base Management System)，從而大大簡化了不同DBMS 間的數(shù)據(jù)交換。本系統(tǒng)的查詢功能運用了SQL(Structured Query Language)查詢技術。該技術簡單易學，具有很大靈活性，它通過與英語類似的命令語句并根據(jù)設計者規(guī)定的準則來選取關系型數(shù)據(jù)庫中的一個或多個表中的記錄。該查詢方法簡單、明確，可分別根據(jù)刀具牌號和工件材料進行查詢。根據(jù)工件材料進行查詢時，顯示結果為所有可供選用的刀具類型，從而可實現(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，點擊“查詢”按鈕進入如圖6所示的查詢結果界面，在這里用戶可查詢到任意牌號刀具加工相應材料工件時最適用的切削用量及刀具幾何參數(shù)。

　　刀具壽命仿真模塊

　　由于刀具壽命的計算公式相當復雜，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是一種用于工程計算的高性能編程軟件，具有強大的計算及圖形功能，可實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)結果的可視化，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用了Visual Basic與Matlab接口技術，可在Visual Basic 環(huán)境下調用Matlab程序，并運用DLL(Dynamic Link Library)動態(tài)鏈接庫在Matlab 下讀取刀具數(shù)據(jù)庫中的相關參數(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對刀具壽命進行仿真，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展使用Matlab 軟件強大的工具箱，進一步豐富和完善系統(tǒng)功能。

　　技術咨詢模塊

　　利用技術咨詢模塊可查詢有關PCBN刀具的各種信息。該模塊由五個子模塊構成。

　　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)提供詳細的幫助信息。該子模塊類似于一個多媒體教學軟件，具有語音解說功能，觀賞性強。

　　廠家產(chǎn)品介紹子模塊

　　該子模塊詳細介紹了5家國外著名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)及部分國內生產(chǎn)廠家的PCBN刀具產(chǎn)品的性能及特點，內容翔實，極具權威性，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。

　　刀具設計使用技術咨詢子模塊

　　該子模塊模仿Windows 資源管理器的格式，將有關PCBN刀具的制造工藝、切削淬硬鋼時的金屬軟化效應、硬態(tài)切削機理、已加工表面完整性、PCBN刀具損傷機理及刀具壽命、PCBN刀具的使用技術等信息集成到一起，在VB 環(huán)境下進行查詢。利用Web Brower瀏覽器可觀看到動態(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技術在網(wǎng)上對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行遠程查詢。由于本系統(tǒng)建立在Microsoft SQL Server 7.0平臺上，因此其網(wǎng)絡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)境的應用軟件，具有設計合理、功能完備、信息豐富、界面美觀、適應性和可移植性強、操作簡便靈活、運行穩(wěn)定可靠、易于維護等優(yōu)點，能很好滿足PCBN刀具信息管理的需要，對PCBN刀具用戶和研究開發(fā)人員均具有極高的使用價值。