近年來，得益于國家供給側(cè)改革和社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，新能源汽車、動(dòng)力電池、自動(dòng)化裝備等行業(yè)取得了快速發(fā)展。按照2012年國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012～2020）》,到2020年純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)能將達(dá)200萬輛,累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛?？梢灶A(yù)計(jì)，未來新能源汽車發(fā)展將依然迅速。新能源汽車在諸多利好政策以及消費(fèi)者高漲的購買熱情帶動(dòng)下，會(huì)成為車市增長的新引擎（圖1）。

隨之而來，新能源汽車的生產(chǎn)制造工藝及其裝備也發(fā)生了很大變化。以純電動(dòng)新能源汽車為例，動(dòng)力電池系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備方面出現(xiàn)了新的需求。例如，對(duì)于動(dòng)力電池生產(chǎn)來說，有下列設(shè)備需求：(1)真空行星攪拌機(jī)：將各種電池材料均勻攪拌成漿狀；(2)電極涂布機(jī)(圖2)：將攪拌后的漿料均勻涂抹在金屬箔片上；(3)卷繞機(jī)：將制造好的極片卷繞成電池；(4)注液機(jī)：保證在流水化生產(chǎn)中，高精度地將電解液真空注入電池包裝材料內(nèi)；(5)化成測試設(shè)備：將做好的電池充電活化，產(chǎn)生電壓，同時(shí)測試電池容量等，這一系列生產(chǎn)設(shè)備最終將組成一條動(dòng)力電池生產(chǎn)線。毫無疑問，這套全自動(dòng)化生產(chǎn)線的快速組建，離不開大量高精度加工的管型材。由此市場對(duì)管型材智能制造設(shè)備的需求不斷擴(kuò)大，隨之而來的是高精度管型材加工市場也日漸龐大。

圖1 近三年新能源汽車月度銷量走勢

(數(shù)據(jù)來源：中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì))

圖2 動(dòng)力電池涂布機(jī)

另一方面，隨著市場競爭加劇，各行各業(yè)都在追求極致的用戶體驗(yàn)。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，并要求每個(gè)供應(yīng)商都要為自身產(chǎn)品提供特定的零部件級(jí)服務(wù)。最終用戶需求個(gè)性化的結(jié)果就是我們客戶獲得的訂單批次越來越多，批量越來越小，甚至?xí)拥絾渭唵?。為了?yīng)對(duì)市場變化，很多企業(yè)開始對(duì)制造體系進(jìn)行升級(jí)改造，制造柔性化、智能化、少人化已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的方向。面對(duì)客戶定制化需求，柔性化智能生產(chǎn)設(shè)備正在成為越來越多制造企業(yè)的選擇。

馬扎克公司敏銳地預(yù)見到激光設(shè)備在自動(dòng)化領(lǐng)域及新能源汽車市場的廣闊前景。在過去的2017年，日本山崎馬扎克株式會(huì)社以“DONE IN ONE”理念最新開發(fā)出3D FABRI GEAR 400 III機(jī)型（圖3），將管型材激光加工的智能制造推向了一個(gè)全新高度。

圖3 3D FABRI GEAR 400 III

眾所周知，自動(dòng)化生產(chǎn)線是自動(dòng)化技術(shù)在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用的標(biāo)志性產(chǎn)物,為制造業(yè)帶來了空前生產(chǎn)力。組成自動(dòng)化生產(chǎn)線的最基本元素就是常見的大量管型材。顯而易見，自動(dòng)化生產(chǎn)線已為制造業(yè)帶來了空前的生產(chǎn)效率、質(zhì)量的提高和相應(yīng)的人力、原材料等資源消耗的減少。相比之下，位于自動(dòng)化生產(chǎn)線前序的管材加工行業(yè)經(jīng)過這么多年的發(fā)展，從整體上看仍然處于原始的鋸—鉆—擴(kuò)—鉸—銑—攻等初級(jí)階段。在彌補(bǔ)原始的材料供給方式與自動(dòng)化制造技術(shù)之間巨大的技術(shù)落差上，MAZAK復(fù)合型管型材全自動(dòng)激光加工機(jī)在新的工業(yè)化進(jìn)程中發(fā)揮了重要的作用。

擁有32軸11聯(lián)動(dòng)的MAZAK復(fù)合型管型材全自動(dòng)激光加工機(jī)（圖4），從管材搬運(yùn)開始至加工結(jié)束的整個(gè)過程均實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化生產(chǎn)。

圖4 3D FABRI GEAR 400 III自動(dòng)化管型材生產(chǎn)方式

在勞動(dòng)力成本急速上升、勞動(dòng)力缺口逐漸增大的今天，“招工難，用工荒”將成為一種常態(tài)，迫切需要企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型升級(jí)。而提高生產(chǎn)方式的自動(dòng)化程度，可以有效減少企業(yè)對(duì)勞動(dòng)力的需求。MAZAK新的生產(chǎn)理念使加工工序集約化（圖5），將以往多工序的加工方式整合為一個(gè)加工工序，在一定程度上降低了生產(chǎn)企業(yè)的人力成本。

圖5 新生產(chǎn)理念的應(yīng)用對(duì)比

馬扎克公司緊跟市場需求，設(shè)計(jì)開發(fā)的緊湊型三維激光切割頭（圖6）具有全方位無死角加工、360°防撞及復(fù)位能力，尖端的設(shè)計(jì)幾乎可以完成任何復(fù)雜工件的加工，尤其擅長解決自動(dòng)化生產(chǎn)線上對(duì)于坡口、榫卯等復(fù)雜組裝工藝要求管件的批量生產(chǎn)加工。圖7中所示坡口、榫卯結(jié)構(gòu)的使用使得框架結(jié)構(gòu)無需焊接即可組裝成形，并使后續(xù)焊接、組裝等工序更加省時(shí)省力。在滿足管材自身制造自動(dòng)化的同時(shí)，也更容易使后道生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化。

該機(jī)床裝載了自動(dòng)攻絲單元(圖8)，從3D激光加工到自動(dòng)攻絲加工都可以在一臺(tái)機(jī)器上一次性加工完成，使管型材加工工序高度集中，實(shí)現(xiàn)了管型材加工的自動(dòng)化。該功能在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，還有效解決了以往鉆孔和攻絲工序流轉(zhuǎn)的場地占用問題。通過強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫及刀具壽命管理系統(tǒng)可以有效避免在組裝環(huán)節(jié)出現(xiàn)由人工攻絲造成漏攻和亂牙的不良情況，極大提高了自動(dòng)化生產(chǎn)線的裝配精度與裝配速度。

機(jī)床獨(dú)具一格的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使MAZAK 3D FABRI GEAR III不僅擁有強(qiáng)大的管材、型材加工能力，更具有減少材料浪費(fèi)和提高效率的無尾料加工模式。MAZAK首創(chuàng)的四卡盤設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（圖9），在實(shí)際生產(chǎn)中可以對(duì)應(yīng)2～15m的管型材加工，并可將余料及廢料降到最低程度，甚至可以實(shí)現(xiàn)長管材的無尾料加工。

圖6 高精度的三維激光切割頭

圖7 坡口、榫卯結(jié)構(gòu)的組裝工藝

圖8 自動(dòng)攻絲單元的應(yīng)用

圖9 四卡盤設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與兩卡盤的對(duì)比

新能源汽車制造產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷技術(shù)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)變革與制造升級(jí)，而激光加工制造技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到汽車制造的各個(gè)領(lǐng)域。隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)步入調(diào)整期，隨之而來的將是新一輪高速發(fā)展。這期間技術(shù)升級(jí)、智能制造成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑中的關(guān)鍵因素。

面對(duì)日趨激烈的行業(yè)競爭環(huán)境，在行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，采用先進(jìn)的智能化生產(chǎn)設(shè)備已成為企業(yè)獲得競爭優(yōu)勢的重要手段。馬扎克公司提供的FG自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備正在解決自動(dòng)化生產(chǎn)線制造過程中的諸多問題。并在縮短產(chǎn)品交貨周期、簡化后道工序、改善生產(chǎn)與裝配模式、提供復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)解決方案等方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位。在為客戶帶來更多競爭力的同時(shí)，也為新能源汽車生產(chǎn)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的技術(shù)升級(jí)之路提供優(yōu)化的解決方案。

——節(jié)選自《鈑金與制作》 2018年第3期