我在三线企业与数控机床的缘分及数控折弯机的设计研制

陇南人余松敏

数控机床，在现在这个数字化年代，毫不稀奇，而在五十年多前的三线企业，却是珍贵的宝贝。 当年为了战备需要，按照“靠山、隐蔽、分散”的原则，一机部从各大城市陆续搬迁了15个工厂和一个研究所来到甘肃天水，还有国防科工委和其他部委也搬迁了一些企业到天水。在那激情燃烧的岁月，古老的三国时期名城天水，成为国家三线建设的基地。为响应党中央“好人好马上三线”的号召，各大城市的精英告别故土家园，来到天水。当然也有不少职工为解决分居两地的困难，或为子女不用下乡可进工厂，或解决其他难处而来到天水的三线企业。 1966年9月，第一机械工业部决定在天水北道埠铁厂旧址投资兴建铸锻件协作中心，为在天水的一机部所属三线企业海林轴承厂、红山材料试验机厂、风动工具厂等单位生产铸锻件，定名天水铸锻厂。从长春、大连、天津、洛阳等地搬迁来的设备和人员陆续到厂，同时分配来了不少的大学、中专毕业生，以及复转军人，又从当地招收了学徒工，1970年3月开工生产。 1969年10月，我从上海技校分配到甘肃天水西和县卢河公社卢河大队下乡插队，1970年9月，从农村抽调进三线企业“第一机械工业部天水铸锻厂”，实习当一级修理钳工，二年后转正为二级修理钳工。

（网络图片，左为穿孔纸带‌，右为纸带‌打孔机‌）当年搬迁到天水的三线企业，生产科研设备都是国内最好的，包括难得一见的数控机床。天水铸锻厂的工具车间，就有一台青海第一机床厂生产的数控工具铣床，编程用穿孔纸带，由打孔机在纸带上打孔形成二进制编码，孔为“1”，无孔为“0”，用于存储指令、数据。数控工具铣床由光电读取机读取穿孔纸带的数据，控制工具铣床的操作，是我国早期计算机编程、工业控制机电一体化机床的典型。

这是我第一次接触数控机床，感觉新颖神奇，妙不可言。然而使用不到一年，出了故障，厂内没人会修，只好请青海第一机床厂来人。青海一机的师傅修好机床后，要求我厂派二人去他们厂学习。1972年12月，我和仝天勇一起去了西宁郊外的青海第一机床厂，学习数控工具铣床的维修，这是我在三线企业与数控机床的第一次机缘。

图为1972年10月，我母亲来天水看望我时，我与同学们陪着母亲在天水铸锻厂大门前的合影。后来由于天水的各协作单位都建起了自己的铸造、锻造车间，迫使天水铸锻厂寻找新的生产方向，从最初生产空气锤、摩擦压力机、抽水机到抽油机。记得当年曾有事找王宏厂长签字，当时他正在看“天水矿山机器厂布置图”，对我们说“矿山上不去了，还是上锻压设备”，产品方向定为空气锤等锻压设备。工厂试制成功了250公斤、400公斤、750公斤空气锤，并批量生产，又试制成功20毫米液压摆式剪板机，成为名副其实的锻压机床厂。

1977年3月，天水铸锻厂正式改名为天水锻压机床厂，挂上了新厂牌，换发了新工作证。此后又试制成功100吨/3.2米下动式液压板料折弯机，并批量生产。图纸为一机部济南铸锻机械研究所组织测绘法国PROMECAM公司的折弯机，绘制而成。当年国内生产厂商只能生产机械式板料折弯机，尚无国产液压板料折弯机。

1982年8月，我从甘肃电视大学机械专业毕业，被设计科科长王云波调去从事设计工作，开始参加上动式液压板料折弯机的设计。我们去全国各地使用进口折弯机的用户厂家调研，确认今后折弯机的发展方向应该是液压上传动式。1983年2月，以王怀礼工程师为主，我为辅，在其他液压、电气专业工程师的配合下，设计完成了63吨/2.5米上动式液压折弯机的全套图纸，本人编制了“63吨/2.5米折弯机设计计算书”。这是我厂首台自行设计研制的上动式液压折弯机，样机试制成功后，本人主持对大型钢结构件主要部位进行了应力测试，与设计计算书的数据进行比对，验证大型钢结构件的设计计算方法是否正确。1983年12月，63吨/2.5米上动式液压折弯机通过省级鉴定，销路很好。

1984年，我主管设计了100吨/3.2米上动式液压折弯机，样机研制成功，主要技术指标达到了德国标准，超过了国标。批量生产后，通过了上级部门“达国际标准”验收，1986年被评为“省优产品”。由于当年国内液压机床不普及，很多用户对液压系统不熟悉，我厂邀请用户来本厂学习培训，本人为用户讲解上动式液压折弯机的液压原理和常见故障，以及排除方法，深得用户好评。

100吨/3.2米上动式液压折弯机除了内销，从1988年开始出口，当法国厂商拿来他们的折弯机图纸比对关键部位时，我们的图纸都能满足他们需求的性能。应美国外商的要求，单独设计了出口美国的机型，加长了后挡料行程，用美制电机，公制显示改为英制。按意大利外商的要求，滑块行程由100毫米加长到150毫米，设计了出口意大利的专用机型。统计至1992年底，先后出口到比利时、意大利、美国、法国、德国、哥伦比亚、以及中东、东南亚等十多个国家和地区，累计创汇超过百万美元。图为当年外商来厂实地参观100吨/3.2米液压折弯机，洽谈订货事宜。

1991年3月，因本人设计的100吨/3.2米折弯机出口量大，出口创汇多，获得甘肃省机械工业总公司颁发的“1990年度机电产品出口先进工作者称号”，也是一种难得的荣誉。

1986年3月，北京国际展览中心举办了"国际机床和通用机械展览会"，共有17个国家和地区的180多家厂商参展。我第一次看到了比利时LVD厂商展出的数控液压折弯机，之前只是在样本资料上看到过。如今亲眼见识，通过键盘操作，就能控制机器运动，完成工件弯制。还参观了荷兰Darley公司的数控液压折弯机，这是由比例阀控制的液压同步折弯机，当年是世界上最先进的技术。由此产生了我们也要设计制造中国自己的数控液压折弯机的强烈愿望。图为天水锻压机床厂总工程师卫建平（左3）、研究所所长陈申生（右2）、研究室主任祝为民（右1）和我与外商合影。

当年国内大型折弯机只能依靠进口，因为国内厂商生产的都是机械同步折弯机，抗偏载效果不好。为满足国内用户对大型折弯机的需求，1987年4月，我主管设计了250吨/5米的大型液压折弯机，采用国产电液比例同步系统和自制的数控系统，陈万敏负责数控系统的硬件部分，虎振生负责数控系统的软件编程，形成数控折弯机设计研制的三驾马车。通过与浙江大学流体及控制研究室合作，克服了重重困难，不断的试验改进，终于在国内率先研制成功了首台国产化的电液比例同步的250吨/5米折弯机，5米长的滑块与工作台，偏载工作时的平行度误差仅在0.1毫米之内，明显高于当年国内其他类型同步系统的折弯机，实现了设计研制国产化数控折弯机的理想。

1988年7月，本人被甘肃省机械工业总公司工程技术中级职称评审委员会评审通过，获“工程师”任职资格。

1988年11月，国产电液比例同步系统250吨/5米的折弯机通过省级鉴定，鉴定会后，浙江大学邵大文教授（右2）与我、陈万敏（左1）、虎振生（右1）在天水麦积山前合影。

在折弯机上采用工业微型计算机控制，光栅检测，电液比例同步技术，在国内属首次研制，为当年国内先进水平，达到了国外八十年代初期水平。1989年10月，国产电液比例同步系统250吨/5米折弯机获省计委颁发的“甘肃省优秀新产品、新技术成果二等奖”证书。遗憾的是官方下发证书时，参加者栏，漏把主要贡献者陈万敏、虎振生的名字写上。

1992年1月，又与清华大学精密仪器系合作，在国产电液比例同步系统250吨/5米折弯机的基础上，于1993年5月，完成了电液比例同步250吨/5米数控3轴折弯机的研制，交付广东顺德某集装箱厂使用。该国产数控系统具有CAD、CAM、键盘输入，中文菜单，彩色CRT图形显示，磁盘存储数据功能，操作简单，使用方便，获得用户好评。

研制数控折弯机，软件编程很重要，需要许多专业的理论计算公式，如滑块进深计算，挡料位置计算，板料展开长度计算等等。而国内没有现成的资料，都要自己推导计算，在实际应用中得到验证后，再用到折弯机国产数控的软件编程中。本人推导了自由折弯方式下的滑块进深计算公式，挡料位置计算公式，板料展开长度计算公式等，填补了国内空白。 为促进锻压行业的技术进步，本人已有多篇论文公开发表在中国科技核心期刊《锻压技术》上，供大家引用探讨，为同行业共同振兴数控折弯机国产系统的研制作出了贡献。图为南京一家公司的发明专利提到了本人论文。 事实证明，国产折弯机数控系统在理论上并不比进口折弯机数控系统差，而总体差距在于关键元器件国内生产厂商跟不上，国内起步太晚，形不成质量的优势。 1985年5月，由计算机室主任王云波领队，和西安交通大学锻压教研室合作，应用有限元SP5软件计算剪板机、折弯机大型钢结构件的强度和刚度，科学合理的减轻了机器的设计重量，节省了钢材，降低了成本，经济效益明显。该项目获得西安交通大学“1989年科学技术研究成果叁等奖”，经国家教委申报国家科委后，于1992年获国家科委颁发的“国家科技成果完成者证书”。应用该软件，本人又计算了后续设计的折弯机主要构件，均取得良好结果。 由于从事数控折弯机的研制，得到不少与外界同行交流的机会。1992年8月，受济南铸锻机械研究所邀请，参加山东泰安锻压机床厂数控折弯机鉴定会，会后组织去泰山和孔庙。 因为国产电液比例阀的质量不稳定，用户要求售后服务频繁，国产电液比例同步250吨/5米折弯机在生产销售9台后，停止了生产。我们转而进行国产数控系统100吨/3.2米折弯机和进口数控系统100吨/3.2米折弯机的设计研制，并进口了瑞士折弯机数控系统，但价格很贵。

1993年5月，第三届中国国际机床展览会（CIMT）在北京国际展览中心举行，在此次展会上，我们展出了配进口瑞士数控系统的100吨/3.2米折弯机。

1993年7月，进口系统100吨/3.2米数控折弯机通过了省级鉴定，图为进口系统数控折弯机鉴定现场，本人为专家们进行弯制工件的实际操作。 当年通过省级鉴定的进口系统100吨/3.2米数控折弯机鉴定证书（复印件）。由于进口数控系统质量可靠，产品批量生产后，销路很好。 1993年7月，在我和陈万敏工程师、虎振生工程师三驾马车的合作努力下，国产系统100吨/3.2米数控八轴折弯机研制成功，有Y1、Y2、X1、X2、Z1、Z2、R1、R2，共八个控制轴，机器的液压系统采用德国进口的比例阀，控制滑块（Y1、Y2）的平行运行，两侧光栅检测Y1和Y2的平行度，键盘输入所需折弯的角度和边长，彩色屏幕图形显示折弯工况，磁盘存储数据，达到了当年国内的先进水平，与进口系统的100吨/3.2米数控折弯机同时通过省级鉴定。 图为机器的背面，六个电机控制六个数控轴，前后（X1、X2）、上下（R1、R2）、左右（Z1、Z2），均能根据指令分别动作。

1993年11月，我厂销售到青州山东纺织机械厂的国产电液比例同步250吨/5米折弯机出现故障，经过我和陈万敏工程师调试处理后，恢复了正常使用。工作结束，去了青州云门山，在巨大的摩崖石刻“寿”下，我和陈万敏（右1）与山东纺织机械厂的刘厂长（左1）、设备科长等同志留下了这张照片。

1994年3月，我们研制成功的国产系统100吨/3.2米数控八轴折弯机，在北京第二届中国国际机床工具展览会（CIMES）上展出，图为开展前一天，做展前的准备工作。从第一次在国际机床展上看到展示的国外数控折弯机，到我们展示国产数控系统的折弯机，花了整整八年的时间。

此次展会，荷兰折弯机数控系统生产商DELEM公司参展人员参观了我们的展台，我们也去他们展台商谈进口事宜，并以较低价格进口了一套折弯机数控系统。瑞士折弯机数控系统供应商得知后，随之也调低了数控系统的价格。

1994年10月，受荷兰 DELEM公司邀请，我和研究所所长陈申生一起持因公护照去荷兰DELEM公司，我们要在这里接受一周的技术培训和参观访问。因为我们的到来，荷兰DELEM公司大楼前升起了中国国旗，让我们非常感动，我们与荷兰DELEM公司老总和技术工程师在国旗下留下了难以忘却的影像。 由机械工业部（原一机部）驻比利时办事处的安排，我们去往比利时LVD公司参观访问，该公司是世界上著名的折弯机生产商，大型折弯机和数控折弯机门类齐全，中国留学生陶润之博士给我们当翻译。图为比利时LVD公司所在地科特赖克（kortrijk）火车站广场，和陶博士合影留念。这次出国，感受最大的就是参观过的欧洲工厂里，大多是数控机床在工作，自动化程度高，更坚定了要不断提高国内数控机床水平的信念。 1994年12月，因破格申请高工资格，经过甘肃省组织的外语考试及格后，还要去省会兰州进行论文答辩。经评审通过，获得高级工程师任职资格。

随着进口系统数控折弯机的批量生产，用户增多，调试和培训的任务也日益增加。本人多次出差去外地参与了进口系统数控折弯机和数控剪板机的调试，为用户培训操作使用人员。由于进口系统数控折弯机的使用说明书是本人自己翻译编写，原则上是要让操作程序的说明，简单易懂，哪怕只有小学文化水平，也能读通看懂，通过短时间培训，就可以上机操作，所以培训很简单，减少了培训的工作量。

1995年4月，在济源锦电成套电器有限公司，半天的培训完成后，操作者已能正常使用数控折弯机和数控剪板机进行生产，但用户的领导并不放心，让我多留几天，陪我去济源的王屋山，愚公移山的故事发源于此，山上的阳台宫，现存主要古建筑为明清所建，如今已是全国重点文物保护单位。

济源五龙口风，以太行野生猕猴群和地热温泉为核心特色。短暂的游览，缓解了紧张工作带来的疲劳。

1995年7月，本人通过中国机械工程学会高级会员评审，成为中国机械工程学会的高级会员。在当年时兴的名片上，多了中国机械工程学会高级会员的头衔。 1995年10月，中国机械工程学会锻压学会第六届学术年会在北京召开，本人第一作者的论文“自由折弯时折弯角内圆弧半径的确定”收录年会论文集。

1995年12月，在嘉峪关市五金厂调试数控折弯机和数控剪板机，用户专门安排了中专生操作进口系统的数控折弯机和数控剪板机，我对陪同的朱新昌厂长说，有点大才小用了，我培训过小学文化的农民工，照样能够操作数控折弯机，只要脑子灵活就行。在工人正常使用数控折弯机和数控剪板机进行生产时，朱厂长陪我去了嘉峪关城楼，那时的嘉峪关城墙和城楼还是原汁原味的原始模样，没有过多的修缮。

（网络图片，不是当年的2X160吨/5米的双机联动折弯机）1995年8月，销售科长鲁普圭找到我，说宝鸡灯杆厂想要用板料弯制钢管灯杆，但买大吨位的折弯机钱不够，怎么办，为解决用户困难，经过计算，用2X160吨/5米的双机联动折弯机可以满足用户要求，签订合同后，主导了设计双机联动折弯机，总吨位是320吨，总长度是10米，采用大小头V型槽替代圆锥圆弧槽，降低了成本，又有销售利润。

1996年6月，我和李桥等在宝鸡灯杆厂调试2X160吨/5米双机联动折弯机，利用数控折弯机的计算公式，手工计算加工数据，手工调试机器参数，试生产10米长钢制圆锥型灯杆，获得成功，用户很满意。虽然从数控折弯机倒退到普通折弯机，但还是用到了数控折弯机的理论计算公式。关键是在用户资金有限的情况下，满足了他们的使用需求。

1996年7月，因国家有新政策，无论知青子女多大，户口都可以迁回上海，为女儿前途考虑，决定离开天水锻压机床厂，回上海工作，结束了研制数控折弯机的历程。

感谢天水锻压机床厂给我的学习机会，让我与数控机床结缘，并让我从事新兴的板料折弯机的设计工作，满足了设计研制数控折弯机的愿望。同时感谢所有的领导，共同工作过的同事，对我的帮助，此生难忘。

更要感谢的，是我的搭档、伙伴、同志和挚友陈万敏和虎振生。我们三人各学专业不同，为了实现研制“国产电液比例同步数控折弯机”这个伟大志向，而组建成一个团队。一切从零开始，从设计、实验、组装到整机调试，从投入到产出，历经无数次试验、失败、总结、再试验，我们三个人从来没有想过放弃。办法总比困难多，我们三个人就像一个铁三角相互鼓励，相互支持，坚韧不拔，迎难而上，最终我们成功了！厂里的同志们戏称我们为“三驾马车”，我们的合作配得上这个称呼，荣辱与共，不惧艰险，勇往直前。

为避免与原工作单位产生利益冲突，在上海寻找到新的工作单位后，再没有从事与数控折弯机研制相关的工作，直至退休。

特此声明。