数控机床系统数据的保护与备份恢复

关键词：数控机床系统数据保护备份恢复

中图分类号：TG659                   文献标识码：A

                       CNC machine tool system data protection and backup and recovery

  YAN En-gang

摘要：数控机床的数据是系统与机床，以及系统与伺服驱动之间匹配的媒介，它不仅承担着系统与机床的相关参数设置，

涵盖系统数据交换功能的实现，它是支持系统工作必不可少的数据，也是机床能否发挥其工作性能的关键。一旦数据丢失，机

床将失去原有控制，同时引发各种故障，造成不必要的损失。通过建立的机床数据备份，可以迅速有效的恢复机床的正常运行。

文章通过实例论述了系统数据的保护与备份的恢复，并对其应用进行了分析研究。

一、概述

   数控机床在工业领域承担着关键部件的加工，大多企业都把它列为重点维护的关键设备。建立机床数据备份，是应用企业不可缺少的重要环节，也是机床制造企业为数控机床所配备的必须随机技术文件之一。数控机床在使用过程中，系统数据的丢失具有较大的随机性；如机床工作期间瞬时掉电与通电的冲击、系统主板或存储模块异常损坏、存储于系统静态存储器中维持高能量的电容，一旦能量耗尽，数据也将丢失。同时外部干扰诱发系统异常、误操作、温湿度变化对系统板带来的影响等因素，都是引发系统数据丢失，而导致机床不能正常工作的重要根源。因此，建立数控机床系统数据备份，同时对系统数据采取保护措施，并通过备份数据使丢失的数据得到恢复，机床功能重新获得新生，也是机床应用企业不可缺少的一项长期工作。

二、系统数据的保护与备份恢复实例分析

   一台机床调试完成后，需要备份以下数据：机床数据、螺距误差补偿、试车数据、PLC逻辑控制程序、用户报警文本等。试车数据包括：每个轴的反向间隙补偿、坐标的软限位、丝杠螺距误差补偿、驱动器数据等等。机床数据在数控机床出厂时就已设定。数据的备份过程，就是对系统数据的保护过程，如何保护好备份的机床数据就成为一个很重要的问题。在实际应用中，经常出现以下问题：由于对机床数据及其作用认识不足，随意修改机床数据，从而原始备份数据发生变化，数控机床不能发挥原有性能；还有的是数据备份盘（或CF备份卡）保存不当，使数据媒介失效或丢失，机床一旦出现问题，数据备份无法正常使用；验收期间未能提供完整的系统数据备份文件，机床数据丢失时，却不能发挥应有的作用；制造企业由于图纸及说明书等技术资料提供不完整，系统口令设置随机资料未能涉及，无法进入系统数据设定状态等等。因此，了解机床数据的作用、保护方法和丢失以后通过备份的恢复，就显得非常重要，也是保证数控机床正常工作的前提条件。

应用实例1

CKW61125/5M CNC车床采用SIEMENS802D系统，主轴交流伺服控制分档无级调速，机床进给轴交流伺服SIEMENS611驱动，配有光栅尺实现位置调节全闭环控制，电子手轮进给，四工位自动回转刀架，SIEMENS PLC S7-300逻辑控制器，Profibus接口等功能。机床配有集中润滑装置及冷却装置。

机床运转过程中出现510018报警，ROV进给倍率、FST轴进给禁止报警，人机通讯MMC及OP（OP031）板不起作用。机床控制面板MCP主轴启停、冷却等辅助功能手动正常。按住复位键可执行回原点及X、Z轴进给操作等。

原因分析及恢复：从机床产生的现象看，NC系统与MMC和OP板的数据通讯进入死循环，轴进给禁止意味着驱动轴无使能，报警号510018诊断为通道报井，最初认为硬件问题，既MMC与OP板的数据通讯故障。并采取置换MMC、OP（OP031）通讯板的措施，同时更换NC系统主板。但是更换后的结果，故障未消除与原故障状态保持不变。

根据以上处理情况，又采取如下措施：①试验Feed使能：按“Feed Start”后，S510118报警消除，但出现700132报警，缺少进给使能。②试验“Cycle Start”，出现10203通道1报警，无参考轴。③试验JOG ：显示5100088报警。④试验Spind Start：显示600308报警。⑤调用机床数据Data－（x，z，c），All.Data及Plc程序，无法进入设置状态。

试验结果为：报警无法消除，同时报警号5100088和600308超出诊断范围。

分析原因认为：机床系统数据文件丢失。

采取的措施及恢复方法：利用机床系统数据备份文件，对机床Data-(x，z，c)，All.Data数据及Plc程序等文件重新进行

传输。方法为：使用802D WinPCIN系统通讯软件，通过RS232与NC系统之间的机床数据文件传Toolbox→WinPCIN。

（1）Data数据的传送：①进行Data1→RS232接口设定：设定通讯接口（comm Part），选择COM2；设定波特率（Baudrate）为9600；选择Data bits为“8”；选择stop bits为1；选择hardware (RTS/CTS)。②完成MD2→Data1的传递，利用“Drive 1  Drive  X  Drive  Z”。③格式的选择：其中，802D选择二进制数据格式；WinPCIN选择二进制数据格式→启动数据读入。

（2）PLC程序的传送及状态设置。依次选择点击“Simatic Manager”→“aptians”→“pc Adapter(MPI)(显示)”→“properties”→“状态”。其中，“PG/PC is the only maeter on the bes”不选；Address选“0”；“Time-out”选“30S”；“Transmission Rate”选“187.5kbps”；“Highest Station Address”选“63”；7号端子设置为“+24V”，15号端子设置为“0V”。

按上述数据设置，并对机床数据备份文件传送后重新开机，机床所有报警消除，同时进行以下试车运行及处理。

（1）返回参考点操作，按下述方法重新设置调整。

起动→机床数据→轴参数

34100→X→0 ；                              34100→Z→1 ；

第一参考点  设置    X  ＋502   Z  ＋40 ；  第二参考点  设置    X  ＋502   Z  ＋3480 ；

（2）机床限位调整。

X轴：10720报警；设置位36100、36110 ；    Z轴：16621报警；设置位36100、36110、36120、36130 ；

（3）工件加工时出现G54偏置设置问题，按如下步骤进行设置：G54菜单→零点偏置→零点偏置基准→修改参数设置。

进行上述处理后，重新启动CNC系统并试车加工件，机床完全恢复正常。

应用实例2

CKW61100/3M CNC车床SIEMENS802D系统，机床进给交流伺服驱动，全闭环控制。主轴通过齿轮传动，实现无极调速。机床采用SIEMENS PLC S7-300逻辑控制器，满足机床系统的控制功能。机床采用四工位电动回转刀架，同时具有CRT 10.4”单色显示屏、图形显示、刀具补偿、故障诊断、加工同时编程、Profibus接口等功能。

机床运转过程中出现：①MCP面板所有指示灯频闪输出。②MMC、OP板显示正常，但出现Plc ON Start报警。③PLC/OUT输出没有显示，但PLC/INPUT有输入显示。④进给、主轴等无动作，有指示灯报警指示。⑤OP板插头连接器有烧黑迹象，经检查连接及通讯正常。

原因分析及恢复：虽然没有系统报警提示，但故障现象比较直观，机床操作面板指示灯频闪，说明与其NC通讯有问题，PLC、F进给、主轴S功能存在异常。分析认为，故障与PLC程序及机床数据有关，因系统状态无法对机床数据参数进行调用调整，故采取对机床数据备份文件重新传送的方法，相关设定及传送同应用实例1。

采取上述处理措施后，机床故障现象消除，但仍有以下问题：①主轴不能运行。②刀具T功能不正常。③限位有问题。④G54偏置位同应用实例1问题。修改以下数据设置：重新设置刀具T、主轴（Smin/ Smax）、（X，Z）轴限位位功能参数，修改后，T功能、主轴S功能、（X，Z）轴限位功能恢复正常，G54偏置设置同应用实例一处理方法。上述工作完成后，重新试车运行，机床所有报井消除，试件加工件也完全恢复正常。

从应用实例1和应用实例2可以看出，虽然机床反映出的现象不同，但问题产生的原因都是由于机床系统数据丢失。二台机床分居二地，同在温度高，湿度大的南方地域，也同时出现在炎热的高温季节。在二例应用实例处理过程中，同时也暴露出同一共性问题：系统数据备份文件提供不够完整，重新传输的文件与实际运行状态存在差异，需要重新调整。其中一台机床数据备份因保存不当，数据媒介失效，不得不重新远程传送。就数控系统而言，反应出自身所能承受的高温、高湿度环境的适应能力，以及由此对系统、机床使用所带来的影响，也需要应用单位对此采取必要措施并加以防范。

三、结束语

数控机床系统数据的保护与备份恢复，是数控机床应用企业不可缺少的一项工作，随着数控机床的日趋普及，系统了解系统数据的作用、保护及恢复方法就显得十分重要，它是保证数控机床正常工作和准确把握、快速解决机床应用中存在的问题，确保机床安全、可靠运行，提高设备使用率的关键。同时也反映出只有合理、正确的应用数控机床，才能使系统更安全、机床运行更加可靠。