利用CF卡進行數控系統的數據備份與加載的要點

【摘 要】本文針對數控機床在運行過程中由于操作和環境等原因可能造成系統數據的損壞和丟失的情況，提出利用CF卡進行數控系統的數據備份與加載，并對數控系統的數據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據備份與加載以及通過輸入輸出方式進行的個別數據備份與加載進行了概括分析。

【關鍵詞】CF卡 數控系統 數據備份與加載 要點

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）02C-0189-03

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

數控系統的數據備份主要是指對存儲在主控制系統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，包括系統參數、伺服參數、PMC參數、宏程序及宏變量、用戶加工程序、刀補數據、工件坐標數據等進行備份。數控系統的系統文件存儲在FROM只讀存儲器中，包括系統軟件、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據，則存儲在SRAM靜態隨機存儲器當中。只讀存儲器FROM中的數據在機床斷電后不會丟失，不需要保護，而靜態存儲器SRAM中的數據在機床斷電后需要通過電池保持，當電池電量不足時，數控系統會產生報警提示，此時必須在系統通電狀態下盡快更換電池。出現該報警后，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配置不同而異。如果電池電壓過低，存儲器將不能備份數據而造成系統數據丟失，系統出現相應報警。在電池電量不足情況下關機可能將導致系統數據全部丟失。除此之外，在遇到突發性的高頻脈沖等外圍因素干擾，或突發性的拉閘斷電等，或是機床長時間停機，沒有定期給機床上電；機床在DNC狀態下加工工件或在數據通訊過程中突然斷電；在斷電情況下拔插電池或存儲器；更換了系統硬件如存儲器模塊等，均有可能導致存貯在SRAM靜態隨機存儲器內的運行數據，各種設定參數數據以及加工程序等丟失，造成數控系統不能正常運行。在上述無論哪種情況下，通過采用系統數據備份進行系統數據的加載回裝以恢復系統的正常運行是最為便捷有效的途徑。

下面以FANUC 0i系列數控系統為例，分析利用存儲卡CF卡進行數控系統的數據備份與加載的幾個要點。

一、利用CF卡進行數控系統的數據備份與加載的前期準備

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

（一）選擇適當的存儲卡CF卡和PCMCIA適配器。無論是整體式數據備份與加載或系統數據的個別備份與加載，首先要選擇適合的CF卡。CF卡類似于我們常用的U盤，是一種固態產品，不需要電池來維持其中存儲的數據，可與數控機床匹配使用的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，選用的文件系統格式為.FAT，格式化成功才能用于數控系統的數據存儲。

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

二、運用CF卡進行數控系統數據備份與加載

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

1.SRAM數據的備份與加載。系統上電前，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控機床上插槽。系統啟動的同時按下顯示器下方系統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，直到出現開機引導畫面，如圖1所示。用系統軟鍵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數據備份主菜單，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據閃爍，即系統將數據存儲到CF卡中，待信息欄出現“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據備份。

SRAM數據的加載方法與備份類似，通過BOOT畫面進入圖2所示SRAM數據備份主菜單后，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控系統中。

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

系統數據的個別備份要按照數據的不同類型逐個分別備份，包括PMC程序、系統參數、伺服參數、PMC參數、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，操作步驟較數據的整體式備份要煩瑣。其中，PMC程序與PMC參數均在PMC維護畫面下進行，其他各類參數數據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據備份，機床必須保持在急停或編輯（EDIT）狀態下，同時在設定畫面將寫參數項置1，即可以寫參數。大多數參數及PMC程序備份必須將寫參數鎖定打開，否則備份時會出現寫參數報警。

1.PMC程序及PMC參數的備份與加載。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，在狀態區會有相應提示，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參數的備份與加載除了數據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，再按執行鍵即可完成PMC程序或PMC參數的備份或加載。PMC程序及PMC參數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.數控系統參數備份及其他參數的備份與加載。數控系統的參數備份只要在MDI鍵盤上按下SYSTEM鍵，接著選擇參數（SYSTEM）軟鍵→操作鍵→擴展鍵→F輸出→全部→執行，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。

其他參數的備份與加載如螺距誤差補償、刀具補償等，操作方式與系統參數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據加載的操作中，要特別注意根據文件名及備份時間判斷是否加載了正確的備份文件，以確保數據加載回裝正確成功。

三、系統數據備份的檢查

利用存儲卡CF卡完成備份后，可直接在數控系統中檢查數據備份情況。在MDI鍵盤上按下系統功能鍵，單擊擴展鍵至出現“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，由于進數控系統種類繁多，不同的數控系統數據備份與加載的方法各有不同，甚至同一品牌數控系統的不同系列，其數據備份與加載處理方法也可能有所區別。本文僅針對目前較為廣泛應用的FANUC 0i系列數控系統的（下轉第192頁）（上接第190頁）數據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。在進行數據備份和加載操作前，應仔細閱讀系統調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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[5]BEIJING-FANUC.FANUC_0i-D維修說明書[Z].

【基金項目】2015年度廣西高等學校科學研究項目“斜床身雙工位數控裝調與維修實訓臺研發及應用”（桂教科研[2015]2號）

【作者簡介】韋曉航（1967— ），女，廣西柳州人，州鐵道職業技術學院機械制造教研室主任，機械制造與自動化專業帶頭人，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）