宓方瑋 王志鵬 陳 濱

(中國工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所，四川綿陽621900)

隨著企業(yè)數(shù)控設(shè)備的日益增多，數(shù)控設(shè)備日常維護(hù)及保養(yǎng)工作日益繁重、繁雜。為了適應(yīng)上述情況，保障設(shè)備運(yùn)行安全，確保產(chǎn)品生產(chǎn)的順利進(jìn)行，在企業(yè)建立數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)備份工作顯得非常必要。

1 數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)備份的必要性

數(shù)據(jù)的破壞是難以預(yù)測的，也是有多種可能性的，因此要保證隨時隨地都可以完成數(shù)據(jù)的完整恢復(fù)，必須要建立完善的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)。這項(xiàng)工作非常重要，主要內(nèi)容是把企業(yè)內(nèi)部各類數(shù)控機(jī)床的機(jī)床參數(shù)完整地備份下來，以備機(jī)床在出現(xiàn)系統(tǒng)掉電、主板損壞、系統(tǒng)意外干擾或誤動作、人為操作失誤以及病毒破壞等情況下，參數(shù)全部或部分丟失而導(dǎo)致機(jī)床癱瘓時，可以準(zhǔn)確快速恢復(fù)機(jī)床，確保設(shè)備使用安全。

其實(shí)，很多企業(yè)在這個方面是有過深刻教訓(xùn)的:上世紀(jì)90年代中期，某單位一臺進(jìn)口加工中心曾經(jīng)出現(xiàn)系統(tǒng)硬盤損壞而導(dǎo)致機(jī)床癱瘓長達(dá)數(shù)月的事件，幸虧在國內(nèi)找到了同型號設(shè)備，通過到對方單位復(fù)制數(shù)據(jù)后才得以恢復(fù)，但是即便如此，由于機(jī)床差異，該機(jī)床雖然恢復(fù)了主要功能，但有些機(jī)床功能卻因此喪失;2010年年初，某單位進(jìn)口車削中心因春節(jié)放長假，機(jī)床備份電池失電造成機(jī)床數(shù)據(jù)丟失，由于事先沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，導(dǎo)致機(jī)床無法使用長達(dá)一個半月，最后花費(fèi)數(shù)萬美元請國外生產(chǎn)廠家進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，機(jī)床才得以恢復(fù)正常使用。

由此看來，對數(shù)控設(shè)備進(jìn)行機(jī)床參數(shù)數(shù)據(jù)備份的工作是極其必要的，需要盡快實(shí)施，以盡早消除數(shù)控設(shè)備管理和維修工作中的隱患。

2 數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)的構(gòu)成

進(jìn)行機(jī)床數(shù)據(jù)備份對較為熟練的數(shù)控維護(hù)人員來說，是一件相對較為簡單的工作，但是對企業(yè)內(nèi)部大量的數(shù)控設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一的備份以及進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理而言就不是輕松的工作了。因?yàn)橐粋€企業(yè)的設(shè)備是五花八門的，數(shù)控系統(tǒng)可能是專用的，如 FANUC、SIEMENS等，或是采取工控機(jī)開放式的，所以我們需要知道對每一臺設(shè)備備份什么內(nèi)容，怎么進(jìn)行備份，備份的數(shù)據(jù)如何管理，要確保備份數(shù)據(jù)的規(guī)范性、準(zhǔn)確性、安全性和唯一性，這就需要建立數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)。

數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)由以下幾部分內(nèi)容構(gòu)成:機(jī)床參數(shù)數(shù)據(jù)備份、機(jī)床原始數(shù)據(jù)備份以及機(jī)床維修與保養(yǎng)數(shù)據(jù)庫。

2.1 機(jī)床數(shù)據(jù)備份

機(jī)床數(shù)據(jù)備份的目的主要是為了恢復(fù)機(jī)床功能，內(nèi)容包括:機(jī)床參數(shù)，PLC參數(shù)，PLC程序等。

2.2 機(jī)床原始數(shù)據(jù)備份

機(jī)床原始數(shù)據(jù)儲備或備份主要包括:機(jī)床出廠及進(jìn)入使用單位時的幾何精度、定位精度等數(shù)據(jù);正常使用時的機(jī)床振動實(shí)測數(shù)據(jù);機(jī)床日常維護(hù)時的執(zhí)行數(shù)據(jù)等。這項(xiàng)工作的主要作用在于記錄機(jī)床原始或正常工作時的精度數(shù)據(jù)、可實(shí)測的維護(hù)數(shù)據(jù)，為日后的機(jī)床修理和精度調(diào)整提供參照基準(zhǔn)。

2.3 機(jī)床維修與保養(yǎng)數(shù)據(jù)

這部分工作主要是日常維修時對機(jī)床故障現(xiàn)象、解決方法的準(zhǔn)確記錄，日積月累形成機(jī)床維修檔案或維修數(shù)據(jù)庫。這要求每一位數(shù)控維修人員在每一次維修任務(wù)完成后必須認(rèn)真錄入維修經(jīng)歷。這樣做的目的在于為在役的每一臺數(shù)控設(shè)備提供維修檔案，并為今后的維修提供指導(dǎo)或參考。

3 主流數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份內(nèi)容說明

3.1 Fanuc 0i/18/21系統(tǒng)備份內(nèi)容說明

FANUC 0i/18/21系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份可以通過CF存儲卡，不需要專門的數(shù)據(jù)通訊軟件。其內(nèi)容包括:

(1)SRAM數(shù)據(jù)備份，文件名為:SRAM1－0A.FDB和SRAM1－0B.FDB;

(2)單獨(dú)的機(jī)床參數(shù)備份，輸出文件名為ALL PARAMETER;

(3)單獨(dú)的PMC梯形圖和PMC參數(shù)備份，輸出文件名為PMC－SB.000和PMC－SB.PRM。

3.2 Siemens810/840系統(tǒng)備份內(nèi)容說明

Siemens系統(tǒng)備份需要專用的數(shù)據(jù)通訊軟件，即WINPCIN軟件或PCIN軟件，根據(jù)硬件組成的不同分為以下幾類。

3.2.1 PCU20 數(shù)據(jù)備份

PCU20不帶硬盤，只能通過RS232C接口把數(shù)據(jù)備份到外部 PC上。MMC100.2的數(shù)據(jù)備份方法與PCU20基本相同。MMC100.2或PCU20只有NCK數(shù)據(jù)和PLC數(shù)據(jù)，NCK數(shù)據(jù)是個數(shù)據(jù)包，包括了全部機(jī)床數(shù)據(jù)和程序，PLC數(shù)據(jù)是PLC控制程序的二進(jìn)制格式。

3.2.2 MMC103 數(shù)據(jù)備份

由于 MMC103可以帶硬盤、軟驅(qū)，與 MMC100.2不同的是，不僅可以通過V24接口把數(shù)據(jù)備份到外部PC或PG上，而且還可以把數(shù)據(jù)備份在硬盤或軟驅(qū)上。PCU50數(shù)據(jù)備份方法與MMC103基本相同，只是利用PCU50還可以在NC卡上進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。MMC103數(shù)據(jù)備份更加靈活，可選擇不同的備份文件存儲目標(biāo):V24指通過RS232C接口傳至外部計(jì)算機(jī)(PC);PG指備份到編程器(PG);Disk MMC指備份到軟盤;Archive指備份到硬盤;NC Card指備份到NC卡(NCU50)。

采用最多的是把數(shù)據(jù)通過RS232C接口備份到PC上，或備份到硬盤上。常需要備份的數(shù)據(jù)有驅(qū)動、NC數(shù)據(jù)、MMC數(shù)據(jù)、PLC數(shù)據(jù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)。

3.2.3 Siemens802D 數(shù)據(jù)備份

Siemens802D數(shù)據(jù)備份內(nèi)容是試車數(shù)據(jù)，包括:所有零件程序文件;所有固定循環(huán)文件;定義軸的驅(qū)動器數(shù)據(jù);機(jī)器數(shù)據(jù);設(shè)定數(shù)據(jù);刀具數(shù)據(jù);R參數(shù);零點(diǎn)偏移，絲杠誤差補(bǔ)償;PLC應(yīng)用程序;用戶報(bào)警文本。

4 實(shí)施方案及步驟

4.1 硬件及人員要求

專用臺式計(jì)算機(jī)和專用筆記本電腦各1臺;120G移動硬盤1個;多功能讀卡器1個;CF卡若干。為了避免感染計(jì)算機(jī)病毒，必須確保專機(jī)專用，嚴(yán)格禁止與其他計(jì)算機(jī)和移動硬盤等交叉使用以及上網(wǎng);嚴(yán)格保證系統(tǒng)及數(shù)據(jù)安全。

專人專管:設(shè)立專兼職人員1～2人，對上述硬件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集錄入、軟硬件維護(hù)以及專用軟件開發(fā)等工作。

專用臺式計(jì)算機(jī)的作用是集中存放專用筆記本電腦所采集的全部備份數(shù)據(jù)以及錄入的各類數(shù)據(jù)，并進(jìn)行管理。

專用筆記本電腦的作用在于進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)恢復(fù)工作，需要配齊各類數(shù)據(jù)傳輸軟件以及符合不同數(shù)控系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)傳輸線纜。

4.2 數(shù)據(jù)備份應(yīng)該遵守的原則

為了避免在實(shí)際操作中由于操作失誤或意外干擾造成數(shù)據(jù)備份失誤，甚至造成機(jī)床數(shù)據(jù)丟失而導(dǎo)致嚴(yán)重后果，因此特別制定如下機(jī)床數(shù)據(jù)備份工作安全操作規(guī)定:

(1)在現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)備份工作時，必須有2人以上在場，必須了解和熟練掌握不同數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份的方法后，才能具體操作;為保證數(shù)據(jù)安全，特別是“獨(dú)生子”設(shè)備、重要設(shè)備等，必須先進(jìn)行手工記錄數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最后用備份的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次機(jī)床數(shù)據(jù)恢復(fù)，以驗(yàn)證備份數(shù)據(jù)的正確性，只有經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)據(jù)才可錄入數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)成為備份數(shù)據(jù)。

(2)為保證備份數(shù)據(jù)的無誤，必須準(zhǔn)確地備份，為避免進(jìn)度混亂，應(yīng)清楚記錄所有步驟，并且必須為實(shí)施備份的所有人員提供此類信息，以免在發(fā)生問題時束手無策。此外，還應(yīng)該建立一個計(jì)劃并嚴(yán)格遵守，讓服務(wù)器執(zhí)行更新日志，當(dāng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在崩潰后需要恢復(fù)時，更新日志將會派上用場。

(3)存儲在服務(wù)器里的各類數(shù)據(jù)備份文件也必須再備份，原則上應(yīng)至少保留兩份，一份是最近的，一份是在它之前的，并且至少要有3個以上備份時，才可以把早期的刪掉。

(4)鑒定需保護(hù)的系統(tǒng)，存儲重要數(shù)據(jù)的系統(tǒng)都需要全面保護(hù)，但也要分出個主次，最重要的數(shù)據(jù)要經(jīng)常備份。

(5)使用一種統(tǒng)一的和易理解的備份文件命名機(jī)制?？梢圆扇“词褂脝挝粍澐治募A，使用單位文件夾則包含該使用單位的全部設(shè)備的文件夾。單一設(shè)備文件夾的命名采取設(shè)備名+設(shè)備統(tǒng)一編號+日期的方法，單一設(shè)備文件夾內(nèi)再包含機(jī)床數(shù)據(jù)備份，機(jī)床原始數(shù)據(jù)儲備或備份，機(jī)床維修及保養(yǎng)數(shù)據(jù)3個文件夾，分別保存不同的數(shù)據(jù)，這樣就會為實(shí)施數(shù)據(jù)恢復(fù)帶來很大的方便，不會造成混亂，如圖1所示。

4.3 臺式計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)保護(hù)和恢復(fù)

由于臺式計(jì)算機(jī)的職責(zé)是數(shù)據(jù)的保存和管理，它同樣存在由于硬件故障、操作失誤、病毒破壞等原因造成數(shù)據(jù)丟失和系統(tǒng)崩潰的隱患，因此需要在軟硬件方面加以預(yù)防。

硬件方面:采取RAID磁盤陣列技術(shù)，防止硬盤損壞數(shù)據(jù)丟失。

軟件方面:防病毒軟件;Fanuc、Siemens等系統(tǒng)通訊軟件;Fanuc PLC軟件;Siemens S5/S7 PLC軟件等。

4.4 機(jī)床數(shù)據(jù)備份的實(shí)施方案及步驟

根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際狀況，首先應(yīng)該實(shí)施的是機(jī)床數(shù)據(jù)備份這項(xiàng)工作。具體如下:本著由少到多、由重點(diǎn)到一般、由老到新的原則對全部數(shù)控設(shè)備進(jìn)行分類，先把重要設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，然后再陸續(xù)備份通用設(shè)備，直至完成全部設(shè)備的數(shù)據(jù)備份工作為止。

這項(xiàng)工作的幾個關(guān)鍵點(diǎn)在于:(1)某些設(shè)備采用專用系統(tǒng)和過時的小容量硬盤，這類機(jī)床的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)都放在硬盤上，雖然可以通過通訊接口把機(jī)床參數(shù)拷貝出來，但是一旦硬盤損壞，后果不堪設(shè)想。早期的硬盤容量只有幾百K或幾M，是在早期PC機(jī)及DOS操作系統(tǒng)下使用的，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)不能夠識別，必須采用特殊的方法再備份一個小容量的硬盤方可解后顧之憂;(2)即便是后期引進(jìn)的帶硬盤的數(shù)控系統(tǒng)如西門子802D、840等系統(tǒng)也存在上述問題，主要原因是硬盤容量小。由于我們的設(shè)備至少還要用上十幾年，而當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異，再過些年恐怕那時的計(jì)算機(jī)也無法識別這些硬盤了，因此，必須乘現(xiàn)在還有時間，在備份數(shù)據(jù)的同時，儲備適當(dāng)數(shù)量的硬盤，以備不時之需;(3)對于一些過于老式的系統(tǒng)，如FANUC7系統(tǒng)、線切割機(jī)等，就只能手工把機(jī)床參數(shù)記錄下來，輸入數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)。

4.5 機(jī)床原始數(shù)據(jù)儲備或備份的實(shí)施方案及步驟

機(jī)床原始數(shù)據(jù)儲備或備份這項(xiàng)工作，工作量較大，需要有專人對已進(jìn)行過的工作，如新進(jìn)設(shè)備已有出廠幾何精度、定位精度以及安裝就位后記錄的幾何精度、定位精度進(jìn)行分類整理、記錄;利用新購的機(jī)床診斷裝置對機(jī)床進(jìn)行測試及數(shù)據(jù)整理、記錄;利用數(shù)字示波器對機(jī)床伺服等電氣數(shù)據(jù)進(jìn)行測試及數(shù)據(jù)整理、記錄等。這些原始數(shù)據(jù)錄入專用計(jì)算機(jī)后，可以作為今后維修和保養(yǎng)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對單位的數(shù)控維修工作有重要的意義。具體操作可以本著先新后舊、先重點(diǎn)后一般的原則實(shí)施，每一臺設(shè)備都應(yīng)該每隔一年或定期進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整及測試，從而發(fā)現(xiàn)和總結(jié)維護(hù)保養(yǎng)規(guī)律，提供維修參考依據(jù)。

4.6 機(jī)床維修及保養(yǎng)數(shù)據(jù)庫實(shí)施方案及步驟

機(jī)床維修及保養(yǎng)數(shù)據(jù)主要目的是建立每一臺數(shù)控設(shè)備的維修經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，這項(xiàng)工作主要是日常維修的積累，需要每一位電氣和機(jī)械維修人員把自己以前的維修經(jīng)驗(yàn)和維修事件集中起來，按故障現(xiàn)象、分析過程、解決方法詳細(xì)記錄，對今后的維修還需要提供時間、機(jī)床型號/編號、數(shù)控系統(tǒng)型號、維修人員等詳盡信息，以便分類匯總和記錄。如此可以逐步建立起企業(yè)數(shù)控設(shè)備的維修經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，甚至今后有可能還可以在此基礎(chǔ)上建立專家系統(tǒng)，從而對企業(yè)的數(shù)控維修工作提供系統(tǒng)、規(guī)范的指導(dǎo)。

5 結(jié)語

建立數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)是一個投入小、難度和風(fēng)險(xiǎn)小、見效大、易于操作的好事情。例如，如果想了解企業(yè)內(nèi)某一臺數(shù)控機(jī)床的情況，可以在服務(wù)器上輸入機(jī)床所在單位、型號，檢索到設(shè)備編號并進(jìn)入相應(yīng)界面后，就可以完整、全面地了解到該機(jī)床的所有信息，如數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)床參數(shù)備份，機(jī)床出廠各項(xiàng)原始精度，機(jī)床正常運(yùn)行時的各項(xiàng)機(jī)械、電氣、振動等實(shí)測數(shù)據(jù)，該機(jī)床投入使用以來歷次保養(yǎng)和維修過程詳細(xì)記錄等。前期可以由維修部門為主來具體實(shí)施，主要是數(shù)據(jù)采集以及建立數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)儲備和整理，后期可以與計(jì)算機(jī)部門合作，作為企業(yè)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)來統(tǒng)一開發(fā)，納入企業(yè)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)范疇。

該系統(tǒng)的建立可以極大地促進(jìn)和規(guī)范企業(yè)設(shè)備管理和數(shù)控維護(hù)工作，對企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)提供有力支撐和保障。

［1］SIEMENS 840D使用說明書［Z］.

［2］FANUC 0i使用手冊［Z］.