1970年代清华“新工人”汗洒213数控铣床计算机

董名垂

硬碰硬,我们这些没啥背景的“新工人”全都是凭实力考进清华大学的,但从1965年9月1日入学,到1966年6月1日文化大革命全面爆发,满打满算,我们也只在清华园里读了9个月的书。凭着半吊子墨水、一腔热血和不知天高地厚的激情,一下子让我们投身到科研攻关项目,其难度及遇到的窘迫,那是可想而知的了。

1970年3月,我被分配到清华大学电机系电子学教研组,啥也不懂,只能像学徒工一样,机灵着点儿,眼明手快地跟周边学长见啥学啥;勤快着点儿,在干中自己学使劲儿记。如今说给后生们听了都难以相信,当年让我搭一个分立元件电子电路做一项带负载测试,按电路图搭建并接通电路后,那输出波形幅度出奇的小,死活就是调不到设计要求。我赶忙请教心目中的王牌老师,得到一句回答:“输出级加个射极跟随器,增大输入电阻、减小输出电阻不就齐了吗?”天哪!这射极跟随器是个啥玩艺儿啊?输入输出电阻怎么测呀?为什么输出级加个射极跟随器就可解决输出幅度过小的问题哇?一头雾水!幸好,电子学教研组的吴年宇老师能耐心地、不厌其烦地、手把手地指导我。我在工作岗位一开始就碰上了一位善良智者,我的技术生涯立马有了些许起色。

1970年接近暑假,突然有一天,教研组领导交给我一项光荣而艰巨的任务:在没有上级部委定额批条的情况下,出差到上海元器件厂,凭我的“三寸不烂之舌”和“同乡宁(上海方言‘同乡人’)关系”购买数千元(当年可算是相当可观的一笔经费了)的固体集成电路。而这些当年统一由部委按指标配给的、特珍稀的新鲜东西,正是攻关项目研制“213数控铣床计算机”不可缺少的重要电子元器件。回老家上海,我求之不得;但对将要购买的固体集成电路,我可是“棒锤”,完全一窍不通!那东西长啥样?没见过;那东西是什么工作原理?不知道;那东西的技术性能指标怎样?不清楚!三不知的我脑袋一转,风险太大,担不了这责任!于是立即打退堂鼓,回说:因才疏学浅,无法胜任。领导早就有备而来,立即递给我一本A4纸大小几十页厚的手刻油印讲义《门电路及触发器入门知识》,命我即刻购买火车票启程奔赴上海,说是慢车旅途至少需要两天一夜,有足够的时间让我在车上学完这本讲义。领导向我交代完联络方式和注意事项后,再三强调本次任务十分重要、时间紧迫,出差来回只能给我一周时间,一周之内必须完成任务返回北京!交代完之后,又说了不少“相信你的社交能力”“相信你定能完成任务”之类的鼓励话,就把我推出了门。

我带上简单的行李和可怜的出差经费,到老北京站购得一张慢车硬座票,随即登车出发。一路上完全忽略了旅途的颠簸和车厢内的嘈杂,埋头沉浸在了浩瀚陌生的门电路及触发器知识海洋里。邻座和对座的旅客全都投来特别好奇、赞赏的眼光,估计都寻思:这是位落榜秀才正在发愤图个“咸鱼翻身”呢吧!哈,根本没时间顾及聊天和解释啦。两天一夜,我还真就把那本几十页厚的讲义给一口气啃完并装进了脑子里,一点儿都没晕,也压根儿没觉得困和累,相反,底气大涨、士气大振!

车抵上海,当然只能凭介绍信住最便宜的招待所啦。其实,住哪吃啥根本不重要,令我忐忑不安的是:手中没有上级部委的批条,怎么设法购买到部委定额配给的急需固体集成电路啊?光靠耍嘴皮子能成吗?很快打听出,当年上海两家生产固体集成电路最有名的工厂:一家是上海无线电十四厂,坐落在上海市龙华东路;另一家是上海元件五厂,坐落在上海市徐汇区闵行路;都接近市郊,不算太近。一早起床,我顺着上班族扒挤公共汽车的浩荡人流,急急换乘了好几趟公交车,首先到了上海无线电十四厂销售部。可是花了一上午时间,费劲口舌,无论怎么说只得到一个回答:没有上级部委的定额批条,不能卖!无奈之下,拿了些介绍他们厂产品的资料,顾不上填饱肚子,赶紧辗转换乘,在人家下班前赶到上海元件五厂。有了上午谈判失败的经验教训,下午学乖了,不直接找厂销售部那帮嘴皮子比我还厉害的主,而是直接找工厂负责生产销售的副厂长。可偏偏是“屋漏恰逢连日雨”,这位副厂长出差了,一时半会儿回不来呢,这可咋办啊?正在欲哭无泪、手足无措的艰难之时,听了我嚷嚷介绍来意的、办公室内一位跟我差不多的斯文小伙子站起走到我面前,朗声用标准京腔问道:你是清华的啊?哪届毕业的啊?哇塞,没料到“他乡遇故知”到我这成了“家乡遇他识”了。我连忙回答说,00字班,1970年3月刚从清华大学电机系毕业留校的,你呢?答曰:高两届,8字班,但也是1969年刚从北大无线电系毕业分配到这厂的。上海籍贯的我,留在了北京;而北京籍贯的他,分在了上海。两人一见如故,同时也感叹人生的“不由自主”!长吁短叹之后,我说明来意,求他无论如何要帮这个忙,尤其这还涉及到清华重点科研攻关项目的启动!他问我拟订购的固体集成电路品种、性能指标及数量,靠着在火车上两天一夜“恶补”的那些知识,我讲述得一清二楚。末了他告诉我,厂里还有一种产品叫主从结构的J-K触发器,性价比肯定比我购买的电路更好、体积功耗更小,强烈建议我换购一部分J-K触发器。他将产品说明书和测试报告等详尽资料都给了我,让我当晚细读后做出决定,明日答复他,作为厂长助理的他答应会全力以赴帮我这个忙,做通厂长的工作,要啥给啥。

我到街边小餐馆三两口吞了两大碗阳春面,回到招待所便仔细研读从厂里拿来的J-K触发器资料,看懂后次日一早趁邮电局一开门就给清华电子学教研组打长途电话,请示换购一部分J-K触发器的事情,电话那头传来赞许之声,我撂下电话就急忙赶回上海元件五厂。在那位北大毕业生的全力帮助下,顺利下了大定单,一次就购买了几千元的元器件。回北京发现性价比真的很高,于是又两次电话追加了定单。首次出征告捷,在攻关 “213数控铣床计算机” 项目上算是立了一小功!

几周后,从上海元件五厂定购的固体集成电路到货,开箱后我才头一次见到并认识了如我小拇指指甲盖大小、长方形、白色扁平、四周长了14条金属小腿的固体组件。马不停蹄,领导命我带领两名小青工,每天夜晚趁别人休息的空档,借用电子系的组件测试设备,负责对所购买的上千片组件中的每一片都要进行严格的48小时老化烘烤和参数测试。于是,艰巨的组件测试战役就这样打响了。每天都是黑夜白天颠倒,别人下班,我和青工们开始夜班测试;别人上班,我们才疲倦地回到集体宿舍休息补觉。一连干了两个多月,才终于测完了所购买的全部与非门电路、J-K触发器和驱动器电路,合格率勉强符合期望值。尽管这道老化测试工序增加了工作量,但正是因为清华的这种严谨认真作风和一丝不苟的工作态度,筛选剔除了大量次品,才保证了日后用这些固体集成电路构建出的数控计算机的可靠性和稳定性。

听学长吴年宇、李芳芸、夏绍伟等教授介绍,及查看计算机系王尔乾教授为纪念《清华计算机系50年》写的纪念文章“我们研制成功了中国第一台数控机床”,从中获悉:1958年由精仪系、自动控制系(计算机系前身)、电机系联合研制成功我国第一台“102数控铣床”,当年周恩来总理、陈毅外长陪同金日成首相参观了该台数控铣床,并当场为金日成首相铣下“金日成首相万岁”的纪念品,同時为周总理铣出“毛主席万岁”的纪念品。1960年代中期,清华在数控技术上是全国的先驱、处于领先地位,水平并不亚于数控计算机制造强国日本。1964年,国防科工委、三/五/六机部等单位纷纷来清华要求合作研制数控机床,以解决复杂零件制造精度问题。1964年5月三机部第九研究所与电机系工企教研组夏绍伟等老师商定合作研发数控绘图机,九所负责机械部分,清华负责控制系统。1967年国防工办派人访问工企教研组崔子行等老师,希望清华协助解决“劈锥加工难度问题”,此后由清华精仪系承担极坐标铣床的研发,电机系配合研发相应的数控系统。1968年 西安飞机厂庆安分厂急需配置一台三坐标联动的中型数控铣床,厂方确定由清华精仪系研发机床部份、电机系研发数控部份。“文革”前后,电机系承接数控项目时,数控计算机的研发由电子学教研组承接,当时成立了以薛华成为首,吴年宇、周明德、杜毅仁等老师参加的数控科研小组,随动系统和位移测量系统的研发由工企教研组承担,制造工作由电工厂电子工段承担。据不完全统计,1968~1978年十年期间,该数控科研小组前后共承接七项数控项目,经历了从晶体管到集成电路,再到中大规模集成电路;控制功能从“二坐标/直线插补系统”到“三坐标联动/二次曲线插补系统”,再到 “五坐标/二次曲线插补系统”;其中的两项转入小批量投产,分别生产了37台数控系统。各类数控系统可分别应用于数控绘图机、三坐标铣床、五坐标铣床、龙门铣床、极坐标劈锥铣床和数控车床。

记得1970年当年,“213数控铣床计算机”就在清华西主楼一区二楼开始研制,之后电子学教研组归并到了新成立的自动化系,于是电子学教研组整个儿搬迁到了中央主楼七楼西侧,并在中央主楼六楼西侧的自动化系电子装置车间大张旗鼓地研制“213数控铣床计算机”、还有制造芯片用的“分步重复相机”等数控设备,先后安排了0字班王光海等12名“新工人”到电子装置车间以增强实力,参加合作研发的单位还有一些飞机制造企业。

研制开发一台工业实用、高性能数控计算机是一项复杂大系统工程,从设计、描图、元器件测试筛选、功能板焊接、单板测试、整机联调、运行考验、样机工业现场检验、进一步改进完善、小批量投产等等,每一步均需要依靠团队协作和各方面密切配合,需要经过长时间踏实工作、经验积累和工业现场检验。在电子学教研组吴年宇、周明德、许道荣、阎石、李芳芸、丁兆璋等老师以及工企教研组崔子行老师的率领指导下,在后来又增加进来的大批“新工人”00字班的孙梅生、王宏宝、李美莺、刘敬申等,0字班的高杨、王文有、王雄(短期)等,6字班李国柱,以及清华电工厂徐延融师傅率领的青工队伍的集体努力下,经过持之以恒的不懈努力,终于从“102数控铣床计算机”升级到了“213数控铣床计算机”,完成科研攻关系列项目。1972年成功研制出我国第一台集成电路、多功能KXZ-2131数控铣床计算机,一机部还专为此发了简报。后来的2132数控铣床计算机小批量投产了31台,获准在西安、咸阳、沈阳等飞机制造企业应用。

在中国出口商品交易会的安排下,参与总体设计并全面掌握了数控铣床计算机技术的“新工人”佼佼者孙梅生于1974年曾护送我们研制成功的KXZ-2132数控系统东渡日本参加大阪和东京国际机床展览会演示展出,为祖国争得荣誉,也为清华“新工人”争得了光彩!1976年1月该数控系统又一次亮相在德国汉堡举办的国际机床展与国内广交会展。在荣誉面前,我们绝对不会忘记在连续8个多月的整机连调期间,孙梅生等“新工人”每天工作15个小时以上、周日和节假日都不休息所付出的艰辛和汗水。当然,这份光荣属于所有为研发数控计算机度过许多不眠之夜、出过力、流过汗的清华大学各相关系,及合作研发单位的每一名在平凡事业中做出不平凡业绩的平凡人!(半个多世纪过去了,对参与者的姓名难免会有弄错或遗漏,有不当之处还望各位多多海涵。)


1972年我国首台集成电路多功能KXZ-2131数控铣床计算机在清华研制成功。

1971年10月7日上午,埃塞俄比业皇帝海尔·塞拉西一世由中共中央军委副主席叶剑英陪同访问清华大学时参观数控劈锥铣床。

1974年6月在大阪举办的日本国际机床展览会上,“新工人”孙梅生演示清华大学研制的KXZ-2132数控系统。