7. 用先进的数控系统改造老旧机床
随着我们的工作成绩被国内外用户肯定， 有远见的大用户要求用我们的数控系统改造他们的老旧机床， 经过市场分析， 我们既看到了它的市场潜力， 的确是一份“大蛋糕”， 但也充分估计到了它的难度， 实际上要比为新机床安装数控系统难得多， 因为要分析该老旧机床是否值得改造？ 能否改造？ 如何改造？ 下面是我承担的两个机床改造的实例， 用户是我国最大的两家汽车制造集团。
（1） 位于东北的一家特大用户的工具分厂有一台从美国进口的宽台面三坐标数控机床，因付款问题卖方拒绝前来最后调试， 已闲置3年多， 要求我们更换数控系统进行改造， 并开动起来， 用于生产。经实地考察， 决定保留原来的全套坐标驱动， 撤换原来的数控系统和大部分机床电气柜内的继电器逻辑控制电路， 代之以我们的数控系统和内藏式PLC， 该机床因台面宽， 需双人操作， 要配备位于台面两边的两个操作台， 即1台数控系统、2个屏幕和2个操作面板。由于是两处操作， 就要解决他们之间的通信问题和主从关系问题， 主要工作量是设计出适合此机床特点的PLC控制程序， 为此召开了3次有关人员会议， 确定通信、命令按钮和两个人操作之间的矛盾和协调问题等。碰到的主要难点是该用户现场的大地线是与电网中线短接的， 因此该大地线上常常不是零电位， 于是当时 （ 20世纪50年代） 援建他们的外国专家下令， 所有示波器的电源插头的中线插脚一律掰掉不用， 于是造成示波器的测量端子的公共端上有上百伏的交流电压， 这是从电源变压器的原边经漏电耦合产生的， 虽然是内阻很大的虚电压， 在五六十年代时还没有集成电路， 这样的示波器可以使用， 可用它来测量带集成电路的电路板势必造成集成电路的成批损坏。这家用户毕竟是大厂家， 规章制度极其严格， 我要求组织面对面的讨论会或辩论会， 辨明把大地与中线短接有无必要？ 辨明公共端带非零电位的示波器能否用于集成电路板的测试？ 但没有人接应， 制订该规定的外国专家叫什么什么夫的也早就回国或许已不在人世了， 该分厂领导劝我另想办法， 于是我们为该机床埋了一条专用的独立大地线， 我还专门回北京带去我们自己的示波器到现场安装调试。该改造项目很成功， 他们的领导很满意， 因为闲置了多年的进口机床能用于生产了， 操作工人尤其高兴， 因为两个操作工位之间可以方便地沟通了， 而且控制逻辑是根据他们提供的经验设计的， 他们的错误操作、他们之间的不协调操作或颠倒的主从关系都不会造成废品或机床乱跑， 最多机床停止动作并出现有关信息让他们“拨乱反正”。
（2） 位于中南的一家特大用户的数控中心是我们数控系统的老用户了， 他们技术力量很强， 自己改造老旧机床。由于实力雄厚， 实际上是在造新机床， 他们在武汉重型机床厂造出了新机床， 自己安装数控系统， 只要求我们支援设计数控系统中的PLC控制程序。由于实际是新机床， 他们一下子也提不全全部技术要求， 只能“摸着石头过河”， 我设计了全部控制程序并在现场调试， 记得当时是武汉的夏天， 42℃的气温对人是个极大的考验， 调试现场是一个1000多米2 的大厂房， 只有我们几个人在工作， 开始时不开空调只开风扇， 后来数控系统与笔记本电脑工作都不正常了才开空调。双方合作得很好， 奋战酷暑两个月， 圆满完成任务。
以上两台改造老旧机床的实例给我印象特别深刻， 我一直在打听这两台机床如今怎么样了。
对新世纪的展望
进入21世纪前后， 计算机数控技术的应用越来越广泛， 高速金属加工机床、大吨位的旋压机、蒙皮拉伸机和抛丸机等冲压设备、复合材料铺带机等飞机制造业的重要装备都需要配置可靠的、功能齐全的计算机控制系统， 结合我30多年的工作经验和当前控制理论及计算机技术的发展现状， 提出下列容易被忽略的几点。
（1） 对高速运动的控制， 应引入前馈 （ feed forward） ， 与原有的反馈 （ feed back） 构成复合控制 （ composite control） ， 至于引入的前馈量的大小要根据实际情况来定， 使随动误差接近零 （即在运动中实际位置与指令位置几乎重合） 的过量前馈未必合理。另外， 随着被控设备的日益复杂、被控对象运动速度的增加、被控参数数据库的日益庞大和它们之间的关联日趋复杂、全数字化坐标驱动的使用以及对事件预测的必要性， 很可能基于经典控制理论的算法要让位于现代控制理论的状态空间法 （ status space method）。
（2） 控制系统应有足够的自诊断功能， 能引导维修人员至故障点， 并提出修复建议，这样的智能化要求对以个人计算机为基础的控制系统并不过分。
（3） 控制系统应具备丰富的通信功能， 必要时能借助网络由维修中心对控制系统进行远程诊断， 大大提高技术服务的效率并降低成本。
（4） 控制系统应支持多种语言， 便于开展国际合作； 支持各种预演和仿真功能， 能事先发现不合理的指令。
（5） 控制系统应实时记录操作者的操作行为和被控对象的各种信号状态与运动轨迹、温度值、压力值等， 生成的记录文件非管理员无权编辑或删除。
我国的航空工业在党中央科学发展观的指引下和集团公司的领导下， 正在飞速发展， 作为一名退休人员， 我相信年轻的一代一定做得比我们更加出色， 更加辉煌。
生命之花在直升机上绽放
———记国内知名直升机试飞专家、陕西省劳动模范杨松山
薛志毅
2010年初冬， 北京某宾馆， 某直升机型号定型会召开。
当中航工业领导人讲道：“该型号的定型， 为我国填补了一项空白， 使我国陆航有了新型的直升机。而某设计所、某飞机公司及试飞院的科研、试飞、保障人员立下了不朽功勋，他们有的甚至献出了生命……”
这时坐在台上或台下的中航工业直升机人都不约而同地想起该型号直升机首任试飞总师、设计副总师杨松山， 杨松山的一生就像电影一样， 一幅幅、一段段地闪现在熟知他的人眼前———
国内研究型直升机飞行试验技术的探索者之一
直升机飞行试验研究是直升机界的一门关键技术， 它涉及到新型号飞机、直升机、机载产品、电子火控等数十个专业的重新考核和认证。它是将一种才设计出来的飞机进行成百上千次的试飞， 经过数十个项目、成千上万个参数的测试， 经过千百次的技术试验攻关、千百次的修改设计， 才能将直升机锻造成为真正能够在蓝天上作战的飞机。这种试飞考核既有权威性又有科学性、经济性、探索性、风险性。正如现任中航工业总经理林左鸣所说：“科研试飞是航空科研之魂、画龙点睛之笔。”
杨松山总师通过多年的试飞实践和对国际航空发达国家航空试飞研究院的了解， 他认为作为一个国家级航空试飞研究院主要应做两件事： 一是为了国家的安全努力做好新型号试飞。二是加大预先研究， 要走在全国甚至世界航空界飞机设计的前沿， 能够对未来的型号飞机设计提出自己的建议和意见。譬如美俄的航空试飞研究院就主要研究未来型号的各种特性， 他们把所有课题和试验机都命名为X， 从X1 开始现在已经到了X31。X就是未知领域， 这些正是我们中国试飞亟待解决的问题。为弄清这个问题， 杨松山一直在努力， 在直升机专业技术方面创新一步步向前走， 成为国内直升机技术界和学术界公认的技术权威之一。
从20世纪60年代初杨松山从西工大直升机专业毕业分配在中国试飞院直升机研究组开始， 这个从小在老家河南兰考学着焦裕禄的事迹长大的人， 就立下了壮志， 要在自己有生之年， 一定要在直升机上为国家做点什么。1982 年5 月， 他代表中国航空试飞人第一个从陕西省********， 后来的全国政协副主席马文瑞手中接过省劳模奖章时， 马书记说：“你是搞航空的， 希望你将中国的航空搞上去！”就更使他明白了自己肩上的担子有多重。
从那时候开始， 这个从上学期间就品学兼优， 但性格有点倔强的人， 就又开始了顽强的学习。在20世纪80年代初， 他一个人在单身宿舍找了一间房子在那里看书、学习。学习就有收获， 一般人认为编软件、看外语这是80年代后年轻大学生的特长， 大多数“**********”前的老大学生这方面都不行， 但是杨总却不一样， 试飞院直升机室许多软件都是杨总编的， 有些数学模型也是他推导的， 而且用起来特别好用， 既简洁又实用， 出错率很少。有一次某单位利用杨总的软件处理数据， 被南航直升机专业教授看见了说：“这不是我们老杨干出来的吗？ 这家伙上学时就在全班能， 现在整天为国家搞新东西就更能了， 告诉老杨别保守了， 我们掏钱买！”
这时候杨研究员也成了中国试飞院直升机室的副主任、主任， 参与过直8、直11等重点型号研制， 在几个重点型号中担任试飞总师。
繁重的管理工作并没有影响他的技术研究， 从那时开始杨松山的一篇篇论文在国内航空期刊崭露头角， 很快地引起了国内直升机界的注意， 不久国防科工委直升机专家组发来聘书， 聘他为直升机专业组理事， 而且这个聘书一聘多年， 这个专家组是我国直升机专业的关键专家组之一， 给国家国防重大立项提建议作参考。
20世纪90年代， 他负责直11。直11是个吨位不大的小型直升机， 但通过一系列的项目试飞， 杨总在这种飞机的试飞中积累了丰富的经验， 连创了国内直升机试飞技术的8个第一， 将我国的直升机技术提高到一个新的阶段。
这8项突破是：
（1） 第一次成功地进行了主减速器效率测量。
（2） 成功解决了自转着陆系统等技术难题， 填补国内直升机该领域的空白。
（3） 第一次成功进行了旋翼铰链力测量。
（4） 第一次成功进行了复合材料旋翼载荷测量。
（5） 第一次成功进行了旋翼挥舞摆振角测量。
（ 6 ） 研制出国内第一台不用机载电源的旋翼应变采集记录仪， 解决了直11的部件测量的试飞难题。
（7） 研制出国内第一台旋翼挥舞摆振角激光测量仪。
（8） 在国内首次成功进行了直升机旋转件振动测量及旋翼吸振器内部配重器特征点的振动测量。
这8项国内突破是杨松山总师几年来在直11试飞中呕心沥血的贡献， 它使我国直升机试飞技术向前跨进了一步。
杨松山的声誉和威望在直升机界不断提高， 他的论文一篇篇发表， 各种奖励也纷至沓来。他一共在国内重要技术刊物上发表论文120 多篇； 出版直升机专著四大卷， 200 多万字； 编写直升机各种规范4册， 数十万字。他的专著成为不少大学直升机专业的教材， 他成了中国航空直升界为数不多的德高望重的专家学者型人才之一。
为了该型号的成功，他培养出一批专业技术人才
中国航空业在不断发展， 直升机技术也在不断提升。要使这项技术不断前进， 逐渐缩短和世界发达国家的差距， 杨松山明白， 自己一个人的力量是有限的， 需要一代又一代人的努力， 这就需要不断培养直升机技术专业的接班人。
后来杨松山身体不适不得不下火线， 接他班的两任该型号副总师都是他的徒弟， 而现在试飞院领衔直升机专业的领头人全是他培养的接班人。
某型号第二任副总师张虹秋是杨松山培养出来的， 第三任副总师齐重阳还是杨松山的徒弟。
前不久为了写这篇稿子， 笔者专门到试飞院飞机所直升机室召开了座谈会， 参加座谈的飞机所副所长、党支部书记秦超敏， 院质量安全部副部长张西， 直升机室主任朱宇， 某重点直升机型号办的副总师贾新哲、秦平， 某型号总师童文华， 这些人不论是20世纪八九十年代来的还是最近几年来的， 不论是大学生还是硕士生， 全是杨松山的徒弟， 可以说杨总已是桃李满天下。
这些徒弟尽管不少在技术上已经有所造就， 成为中国直升机界的名人， 但是只要一提起杨松山就会泪流满面。
秦超敏在南航上研究生期间， 杨总就在南航校园里多次找他谈话， 给他讲科研试飞的必要性， 讲我国直升机的发展历史， 讲直升机技术人员的重要。试飞院质安部副部长张西说：“杨松山师傅对每一个新来的本科生、硕士生都很关心， 在技术上、生活上鼎力帮助。”张西分配来到试飞院后， 杨总亲自带他们， 给他们压任务， 除了型号任务外， 要求所有到直升机室的大学生每年翻译一篇有关直升机的国外技术资料。当大家都翻出来后， 由杨总和院情报室专业翻译一起修订校对， 杨总对每个人的译文都严格地校对修改， 每一个单词都渗透了他的心血。每年出一本专业论文集， 几年下来就出了两大本各有数十万字的直升机译文集。这有力地提高了直升机室新来大学生的技术水平和理论根底。
年轻人到了直升机室， 杨总先给每人一本书说你先看书， 以后要考试。过了一段时间他果然出了几道题考了一次。后来我就向同时进院的其他专业同学询问， 你们考试了没有？ 人家都没考， 才清楚这是杨主任给我们开的“小灶”。
