利用CF卡進行數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與加載的要點

【摘 要】本文針對數(shù)控機床在運行過程中由于操作和環(huán)境等原因可能造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的損壞和丟失的情況，提出利用CF卡進行數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與加載，并對數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份和加載的相關技術要點和兩種方法——在開機引導畫面下的整體式數(shù)據(jù)備份與加載以及通過輸入輸出方式進行的個別數(shù)據(jù)備份與加載進行了概括分析。

【關鍵詞】CF卡 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)據(jù)備份與加載 要點

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）02C-0189-03

在數(shù)控機床的運行使用過程中，數(shù)控系統(tǒng)作為機床的中樞控制機構，指揮和控制數(shù)控機床實現(xiàn)自動加工。數(shù)控系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大部分組成，通常簡稱CNC系統(tǒng)，即由程序、輸入裝置、輸出裝置、CNC裝置（主控制系統(tǒng)）、PLC（可編程控制器）、主軸驅動裝置和進給（伺服）驅動裝置組成。

數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份主要是指對存儲在主控制系統(tǒng)存儲器中的部分控制程序（主要是PMC程序）以及各種用戶文件，包括系統(tǒng)參數(shù)、伺服參數(shù)、PMC參數(shù)、宏程序及宏變量、用戶加工程序、刀補數(shù)據(jù)、工件坐標數(shù)據(jù)等進行備份。數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)文件存儲在FROM只讀存儲器中，包括系統(tǒng)軟件、伺服軟件和PMC程序梯形圖；而用戶文件，包括以上提到的各種用戶數(shù)據(jù)，則存儲在SRAM靜態(tài)隨機存儲器當中。只讀存儲器FROM中的數(shù)據(jù)在機床斷電后不會丟失，不需要保護，而靜態(tài)存儲器SRAM中的數(shù)據(jù)在機床斷電后需要通過電池保持，當電池電量不足時，數(shù)控系統(tǒng)會產(chǎn)生報警提示，此時必須在系統(tǒng)通電狀態(tài)下盡快更換電池。出現(xiàn)該報警后，通常至多不可超過二至三周必須更換電池，具體時間的長短因系統(tǒng)配置不同而異。如果電池電壓過低，存儲器將不能備份數(shù)據(jù)而造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，系統(tǒng)出現(xiàn)相應報警。在電池電量不足情況下關機可能將導致系統(tǒng)數(shù)據(jù)全部丟失。除此之外，在遇到突發(fā)性的高頻脈沖等外圍因素干擾，或突發(fā)性的拉閘斷電等，或是機床長時間停機，沒有定期給機床上電；機床在DNC狀態(tài)下加工工件或在數(shù)據(jù)通訊過程中突然斷電；在斷電情況下拔插電池或存儲器；更換了系統(tǒng)硬件如存儲器模塊等，均有可能導致存貯在SRAM靜態(tài)隨機存儲器內(nèi)的運行數(shù)據(jù)，各種設定參數(shù)數(shù)據(jù)以及加工程序等丟失，造成數(shù)控系統(tǒng)不能正常運行。在上述無論哪種情況下，通過采用系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的加載回裝以恢復系統(tǒng)的正常運行是最為便捷有效的途徑。

下面以FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)為例，分析利用存儲卡CF卡進行數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與加載的幾個要點。

一、利用CF卡進行數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與加載的前期準備

FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與加載可以采用整體式數(shù)據(jù)備份與加載或系統(tǒng)數(shù)據(jù)的個別備份與加載兩種方式。其中整體式的數(shù)據(jù)備份通常也稱為在開機引導畫面下的數(shù)據(jù)備份，即在BOOT畫面下的數(shù)據(jù)備份，這種備份方式需要在數(shù)控系統(tǒng)開機時通過數(shù)據(jù)備份及加載引導界面進行，開機引導畫面如圖1所示；而系統(tǒng)數(shù)據(jù)的個別備份指在數(shù)控系統(tǒng)常規(guī)工作界面通過數(shù)據(jù)輸入輸出方式進行數(shù)據(jù)備份。在實際應用過程中，初學者對這兩種數(shù)據(jù)備份概念極易產(chǎn)生混淆。無論采用哪種方式進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份與加載，均需先做好如下前期準備。

（一）選擇適當?shù)拇鎯–F卡和PCMCIA適配器。無論是整體式數(shù)據(jù)備份與加載或系統(tǒng)數(shù)據(jù)的個別備份與加載，首先要選擇適合的CF卡。CF卡類似于我們常用的U盤，是一種固態(tài)產(chǎn)品，不需要電池來維持其中存儲的數(shù)據(jù)，可與數(shù)控機床匹配使用的CF卡一般要選用小容量的，如64MB、128MB，一般不要超過1GB為好。使用前，必須先將CF卡插入讀卡器通過USB接口接入電腦，進行CF卡格式化，選用的文件系統(tǒng)格式為.FAT，格式化成功才能用于數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲。

（二）數(shù)據(jù)備份前的系統(tǒng)準備。在做數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與加載之前，應首先將系統(tǒng)I/O通道設定為4，即在系統(tǒng)MDI鍵盤上單擊SYSTEM鍵，在系統(tǒng)參數(shù)畫面下通過號搜索查找20號參數(shù)并將其設置為4，確定選擇使用存儲卡CF卡作為數(shù)據(jù)輸入/輸出設備。

二、運用CF卡進行數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與加載

（一）開機引導畫面下的數(shù)據(jù)備份與加載——整體式的數(shù)據(jù)備份與加載。整體式的數(shù)據(jù)備份與加載實際上是通過開機引導畫面，對系統(tǒng)需要備份的數(shù)據(jù)分兩大類進行備份，即分別對存儲在FROM當中的PMC控制程序及存儲在SRAM當中的用戶數(shù)據(jù)進行備份。FANUC系統(tǒng)文件除了PMC程序外均不需要備份，但也不能輕易刪除。

1.SRAM數(shù)據(jù)的備份與加載。系統(tǒng)上電前，先把CF卡以“大邊對寬槽，小邊對窄槽”的對應方式插入PCMCIA適配器，然后將裝好CF卡的適配器單邊朝上插入數(shù)控機床上插槽。系統(tǒng)啟動的同時按下顯示器下方系統(tǒng)軟鍵的最右邊兩個鍵，或者同時按下MDI鍵盤上的6鍵和7鍵，直到出現(xiàn)開機引導畫面，如圖1所示。用系統(tǒng)軟鍵up或者down鍵選擇圖1中的第七項“SRAM DATE UTILITY”，按選擇鍵確認后進入SRAM數(shù)據(jù)備份主菜單，如圖2所示，選擇其中的第一項“SRAM BACKUP（CNC→MEMORY CARD）”，選擇并確認，可觀察到信息欄的數(shù)據(jù)閃爍，即系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲到CF卡中，待信息欄出現(xiàn)“BACKUP SRAM DATA OK？HIT YES OR NO”備份完成的提示，選擇確認后即可完成數(shù)據(jù)備份。

SRAM數(shù)據(jù)的加載方法與備份類似，通過BOOT畫面進入圖2所示SRAM數(shù)據(jù)備份主菜單后，選擇其中的第二項“RESTORE SARM（MEMORY CARD→CNC），即可將CF卡中存儲的SRAM備份文件加載回裝到數(shù)控系統(tǒng)中。

2.系統(tǒng)數(shù)據(jù)（FROM）的備份與加載-PMC。進入圖1所示開機引導畫面主菜單后，選擇第六項“SYSTEM DATA SAVE”（具體排列可能因版本而不同），繼續(xù)選擇該項目下的“PMC1”，即可對PMC程序進行備份操作。選擇第二項“USER DATA LOADING”，可進行加載回裝操作。

（二）通過輸入輸出方式進行數(shù)據(jù)備份與加載——數(shù)據(jù)的個別備份與加載。通過輸入輸出方式進行數(shù)據(jù)備份與加載不需要進入系統(tǒng)開機引導畫面，在數(shù)控機床的正常工作界面就可以進行。同樣需要在斷電狀態(tài)下將裝入CF卡的PCMCIA適配器的插裝到系統(tǒng)接口上，然后正常啟動數(shù)控機床和系統(tǒng)，急停保持，即可進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分別備份。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)的個別備份要按照數(shù)據(jù)的不同類型逐個分別備份，包括PMC程序、系統(tǒng)參數(shù)、伺服參數(shù)、PMC參數(shù)、螺距誤差補償、刀具補償、用戶宏程序、宏變量、用戶加工程序等，操作步驟較數(shù)據(jù)的整體式備份要煩瑣。其中，PMC程序與PMC參數(shù)均在PMC維護畫面下進行，其他各類參數(shù)數(shù)據(jù)在各自的輸入輸出畫面下進行。通過輸入輸出方式進行的數(shù)據(jù)備份，機床必須保持在急?；蚓庉嫞‥DIT）狀態(tài)下，同時在設定畫面將寫參數(shù)項置1，即可以寫參數(shù)。大多數(shù)參數(shù)及PMC程序備份必須將寫參數(shù)鎖定打開，否則備份時會出現(xiàn)寫參數(shù)報警。

1.PMC程序及PMC參數(shù)的備份與加載。在MDI鍵盤上按下SYSTEM功能鍵，按顯示器下方最右邊擴展鍵軟鍵至出現(xiàn)PMC MNT時，按下該軟鍵，接著按下I/O軟鍵，進入PMC維護畫面，逐項選擇其中設置，如圖3所示，其中功能項的“寫”為輸出至CF卡，“讀取”為輸入至系統(tǒng)，在狀態(tài)區(qū)會有相應提示，亦即選擇“寫”為備份文件，選擇“讀取”為加載回裝文件。PMC程序與PMC參數(shù)的備份與加載除了數(shù)據(jù)類型及文件名不同外，其他操作基本相同，畫面各項設置完成后，單擊I/O軟鍵，再按執(zhí)行鍵即可完成PMC程序或PMC參數(shù)的備份或加載。PMC程序及PMC參數(shù)的備份與加載均需在PMC維護畫面下逐個完成。

圖3 PMC維護畫面

2.數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)備份及其他參數(shù)的備份與加載。數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)備份只要在MDI鍵盤上按下SYSTEM鍵，接著選擇參數(shù)（SYSTEM）軟鍵→操作鍵→擴展鍵→F輸出→全部→執(zhí)行，即可完成，而加載的步驟與備份類似，只是在選擇“F輸出”軟鍵時改為選擇“F輸入”即可。

其他參數(shù)的備份與加載如螺距誤差補償、刀具補償?shù)?，操作方式與系統(tǒng)參數(shù)備份與加載基本相同，只要找到相應畫面及選項，如螺距誤差補償畫面“螺補”選項、刀偏畫面，其余根據(jù)提示仿照以上步驟操作即可完成。

在需要通過選擇文件來進行數(shù)據(jù)加載的操作中，要特別注意根據(jù)文件名及備份時間判斷是否加載了正確的備份文件，以確保數(shù)據(jù)加載回裝正確成功。

三、系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份的檢查

利用存儲卡CF卡完成備份后，可直接在數(shù)控系統(tǒng)中檢查數(shù)據(jù)備份情況。在MDI鍵盤上按下系統(tǒng)功能鍵，單擊擴展鍵至出現(xiàn)“所有 I/O”（ALL I/O），可顯示所有I/O頁面，存儲卡中的文件全部列表顯示，可以根據(jù)列表及所顯示的備份時間逐項檢查備份是否完成。

總之，由于進數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，不同的數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與加載的方法各有不同，甚至同一品牌數(shù)控系統(tǒng)的不同系列，其數(shù)據(jù)備份與加載處理方法也可能有所區(qū)別。本文僅針對目前較為廣泛應用的FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)的（下轉第192頁）（上接第190頁）數(shù)據(jù)備份與加載在運用過程中的一些技術處理進行了分析概括。在進行數(shù)據(jù)備份和加載操作前，應仔細閱讀系統(tǒng)調(diào)試維修說明書和相關技術資料，以確保備份與加載的準確和完整。

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【基金項目】2015年度廣西高等學?？茖W研究項目“斜床身雙工位數(shù)控裝調(diào)與維修實訓臺研發(fā)及應用”（桂教科研[2015]2號）

【作者簡介】韋曉航（1967— ），女，廣西柳州人，州鐵道職業(yè)技術學院機械制造教研室主任，機械制造與自動化專業(yè)帶頭人，副教授，研究方向：機械制造自動化，計算機輔助設計與制造。

（責編 黎 原）