数字化高速电主轴实验数据库系统的构建研究

刘旭宁，顾 辉

(海军航空训练基地航材四站，山东青岛 266108）

0 引言

数据库是存储数据及数据间逻辑关系的集合体，通过数据库管理系统可以对数据进行建立、存取和维护，并为用户提供有效的服务［1］。数字化高速电主轴实验数据库需要实时存储各种实验信息，数据总量大，故对数据库的选择和管理非常重要。SQL Server 2005性能卓越、操作简单、功能强大且具有安全性高和性能稳定等特点，完全能满足数字化高速电主轴实验数据库的设计要求。

1 数据库系统规划

由于高速电主轴的寿命与可靠性直接决定了机床的寿命、可靠性与精度，故需对高速电主轴进行大量的实验。根据实验种类的不同，可将电主轴的信息抽象为六类:主轴类别、主轴型号、主要技术参数、实验类别、试验时间、实验时长。

根据上述不同分类，在SQL Server 2005数据库管理软件中建立各种数据表并建立他们之间的关系图，创建存储过程和触发器，这样服务器端软件基本建立，其主要功能是录入各种实验数据。数据分析软件采用Visual C#2005建立，是整个系统信息管理部分，用户可通过软件界面，轻松查看各种实验数据，还可分析变化趋势，生成报表等功能。总之，数字化高速电主轴实验数据库系统的构建需要以下三个步骤:①电主轴实验数据库的建立;②电主轴管理界面的建立;③链接数据源。

2 数据库系统的设计

2.1 数据库的建立

任何一个信息管理系统都必须有后台数据库作支持。数据库设计的好坏不仅影响管理系统实现的难易程度，而且影响系统运行期间的效率，甚至影响管理系统的功能能否实现［2］。因此，数据库的设计是管理系统开发过程中的关键环节。

数字化高速电主轴实验数据库使用SQL Server 2005来建立，经数据库需求分析，该系统应该具有以下数据库信息。

(1）管理员信息。包括管理员的基本信息，如用户名、密码等;

(2）电主轴信息。包括电主轴类别、主轴型号、主要技术参数等;

(3）实验类别信息。也即要进行何种的试验。

(4）试验结果。包括试验时间、实验时长等信息。

将上述信息内容如表1所示。

表1 数据库详细信息表

在SQL Server 2005数据库软件中建立数据库名为DatabaseInfor数据库表，其中建立的数据库关系图如图1所示。

图1 数据库关系图

2.2 管理软件的建立

VC#具有友好的图形用户界面、面向过程的程序开发、完善而丰富的库函数以及Internet网络应用等诸多功能，同时用VC#开发的系统具有容易维护和升级等特点，所以数据库管理软件将采用VC#作为软件开发平台［3］。

数据库管理软件是整个系统的信息管理部分。用户可通过软件界面，轻松查看各种实验数据、添加数据、修改数据、删除数据，还可分析变化趋势，生成报表等功能。为了保证数据库的安全，在管理软件中应添加用户设置模块，其主要功能是添加用户，设置访问权限，在用户每次登陆时都要经过用户名和密码验证［4］。数字化高速电主轴实验数据库管理软件框架如图2所示。

图2 数据库管理软件框架图

2.3 链接数据源

在数据库与数据库管理软件分别建立后，利用ADO.NET所提供的内置对象，只需要编写少量的代码，就可以建立数据库管理软件与SQL Server 2005数据库的数据连接并进行数据的获取［5-6］。

ADO.NET数据库访问的一般流程如下:

(1）建立Connection对象，创建一个数据库连接;

(2）在建立连接的基础上可以使用Command对象对数据库发送查询、新增、修改和删除等命令;

(3）创建DataAdapter对象，从数据库中取得数据;

(4）创建DataSet对象，将DataAdapter对象填充到DataSet对象(数据集）中;

(5）如果需要，可以重复操作，一个DataSet对象可以容纳多个数据集合;

(6）关闭数据库;

(7）在DataSet上进行所需要的操作。数据集的数据要输出到窗体中，需要设定数据显示控件的数据源为数据集。

3 数据库系统的运行

根据上述理论，以VC#2005为开发平台，采用ADO.NET所提供的内置对象建立管理软件与数据库的联系，系统一共包括四个功能模块:系统操作、用户设置、参数设置、历史数据，管理软件的主界面如图3所示。

图3 管理软件的主界面视图

(1）系统操作:为便于对系统进行维护，提高系统的安全性，系统操作主要完成数据备份和数据库恢复，以保证数据不会因系统出现意外而丢失数据。

(2）用户设置:该功能模块用于管理使用该系统的用户，主要完成用户定义、角色定义、权限定义、角色权限配置、修改密码、修改用户基本信息等子功能，结合SQL Server的安全机制，为软件提供更加全面的安全。

(3）参数设置:主要完成系统配置，如连接数据库服务器设置，对电主轴进行编号等功能。

(4）历史数据:在该功能模块下，用户可以浏览所有试验数据，并能按要求生成曲线图，打印出或导出试验数据的Word和Excel格式文档。数据查询界面如图4所示。

图4 数据查询界图

4 结束语

大型复杂昂贵的加工中心，一般要求有很高的精度，而电主轴又是加工中心的核心部件。在设备研制的过程中必须对试验样品电主轴进行振动、温升、寿命等可靠性分析，但实验数据异常庞大，采用人工记录容易出错且效率低下。通过建立电主轴实验数据库系统，不仅能克服上述弊端，且能缩短设备研制周期，该系统的成功应用，可以方便、及时、准确地对数据库进行输入、存储、分析和管理，实现对实验数据的科学化管理。

［1］任工昌，刘丽，苗新强.GPRS远程抄表系统数据库的设计与研究［J］.机械设计与制造，2010(4）:66-68.

［2］刘燕，刘志.基于SQL server数据库的工业点焊机控制系统设计［J］.制造业自动化，2009(10）:155-156.

［3］郝春强，池同柱.Visual C#2005基础与实例教程［M］.北京:中国电力出版社，2007.

［4］马慧娟，李岭，张英梅.煤矿井下水情综合监控系统管理软件的开发与设计［J］.煤矿机械，2010(1）:227-230.

［5］陈哲衔，王清阳，裴海龙.开放式数控系统任务管理的研究与设计［J］.组合机床与自动化加工技术，2010(1）:93-96.

［6］王建.基于CAN总线的矿灯管理系统［J］.煤矿机械，2010(6）:85-86.