1.磁悬浮平面输送系统和磁驱输送系统作为智能输送系统产品,近年来在国内市场逐渐崛起。
2.2023年,磁悬浮平面输送系统迎来了首个中国玩家——增广智能,其产品具有6自由度磁悬浮平面电机技术。
3.国内厂商如果栗智造、纵苇科技等更注重打通锂电、3C、汽车、半导体等市场,与国外玩家相比具有差异化优势。
4.无论是磁驱还是磁悬浮,智能输送系统产品的出现都为新的生产、制造方式带来了更多的想象空间。
5.目前,多家集成商、终端用户和机器人厂家正在与增广智能合作探索新的生产模式,提升产线利用率和生产效率。
以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考
2024(第十一届)高工机器人年会
暨高工金球奖颁奖典礼
万物向新 蓄力笃行
主办单位:高工机器人 高工机器人产业研究所(GGII)
大会时间:2024年12月19日-21日
大会地点:深圳机场凯悦酒店
大会规模:1200人
“中国的智能制造更精彩了。”
在高工机器人的调研中,一位业内人士感慨道。
近些年,在市场需求增长和国产厂商技术创新升级“双驱动”之下,磁驱输送系统市场冒出越来越多的中国“玩家”。2023年,磁悬浮平面输送系统也终于迎来了首个中国玩家。
包含前述两类产品在内的智能输送系统国产玩家仍不算多,尽管如此,他们的入场也在某种程度上昭示着中国智造正在进阶的路上,有着里程碑意义。同时,这也为新的生产、制造方式带来了更多的想象空间。
国产玩家进场分羹
数十亿的“黑科技”市场
严格意义上来说,目前市面上大多数产品名为“磁悬浮”输送系统的产品,实质是“磁驱”输送系统。
简单粗暴地理解,两者的区别关键在于是否“悬浮”,即动子是否在完全不借助其他机械外力的情况下,仅使用电磁力来实现非接触式悬浮运动,从参数上来看即悬浮高度。
但从泛概念上来看,无论是磁悬浮平面输送系统,还是磁驱输送系统,都属于以电磁等技术为核心的智能输送系统产品范畴。Interact Analysis发布的数据显示,全球智能输送技术 (Smart Conveyance Technology)场2023年销售额超过30亿元人民币。
▌磁驱输送系统
先说说磁驱输送系统。
没有“悬浮高度”参数的是磁驱输送系统,以直线电机技术为核心,有直线、环形、接驳型、U型、L型等多种形态。
环形产品也称为磁驱环形线,在市面上较为常见。磁驱环形线是由多个动子组成的模组沿着设有导轨的环形轨道上进行单自由度的输送运动。磁驱输送系统可单独控制每个定子,使其实现异步移动。用一位业内人士的话来说,可以将磁驱环形线近似理解为铁路系统中的列车。
从全球市场情况来看,国外厂商仍然占据绝大多数市场份额。就当前而言,全球磁驱输送系统市场大致呈现出“2+1+N”的格局,倍福和罗克韦尔共同占据近一半的市场份额,A旗下的贝加莱位列第三,此外还有雅马哈、西门子与费斯托(合作项目)、博世力士乐、LS电气等。
倍福是市场上最早推出磁驱输送系统产品的玩家。早在2012年,倍福就推出了首款磁驱柔性输送系统产品XTS,替代传统输送线。据了解,XTS磁驱柔性输送系统可以选用不同的圆弧电机模块,形成L型、U型、正方形等不同形状的产线,较传统输送线更加灵活、智能。XTS主要应用于食品、包装、医疗、日化等行业。
以粉针剂分装应用为例,上海英华实业有限公司在粉针剂分装设备中采用了倍福 XTS磁驱柔性输送系统,替代传统的皮带输送系统,解决了粉针剂分装过程中倒瓶、定位不准、效率不高等难题。
图片来源:倍福官网
国内的磁驱输送系统玩家主要有果栗智造、纵苇科技、凌翔磁浮、莫洛奇、烽禾升等,大寰机器人也于前不久推出相关产品,正式进入这一赛道。还有一些直线电机领域的厂商也在陆续加入,开发磁驱输送系统产品。与国外玩家不同的是,国产厂商似乎更侧重于打通锂电、3C、汽车、半导体等市场。
果栗智造是最早一批推出磁驱输送系统的国产厂商之一,在2017年11月的第19届工博会上正式展出了首款“iTS智能柔性循环线”。据其官网显示,目前果栗智造已推出了环形、方形、圆形、变轨、水平接驳、上下接驳等多类型产品,主要应用于锂电、3C、医疗等行业。
以方壳电芯组装线应用为例,果栗科技配合客户实现电芯传输工艺及设备升级,推出iLS高速物流传输线,整体效率翻倍提升,且可根据客户要求实现快速平稳传输物料、快速上下料等功能。
图片来源:果栗智造
大寰机器人在今年9月的工博会上正式推出了iFM 智能柔性运动系统,主要可用于锂电、3C电子、医疗、汽车、半导体、食品等行业。iFM 智能柔性运动系统最大速度为4m/s,最大加速度为4G,最高重复定位精度可达±5μm,可承载50kg以上的物体。
图片来源:大寰机器人
大寰机器人此前在接受高工机器人调研时曾介绍道,当一个工站完成一个生产,即可直接通过传感器传达信息给下一个工站,有空位即可补上,节约了工艺时间。另外,iFM智能柔性运动系统的输送速度比传统输送线更快,解决了锂电、医疗设备等行业对生产节拍的核心诉求。
▌磁悬浮平面输送系统
再来看磁悬浮平面输送系统。
相对应的,有“悬浮高度”参数的是从磁悬浮平面输送系统。磁悬浮平面输送系统区别于传统的平面电机技术,它以磁悬浮平面电机技术为核心,通过磁悬浮技术,无需减速机,也无需导轨等机械结构支撑,即可实现非接触式多自由度精密运动系统。
图示:磁悬浮平面电机“悬浮”于水平面
图片来源:贝加莱
非接触式意味着零摩擦、零磨损,也就无需润滑,也不会产生污染,因而磁悬浮平面输送系统天生适用于食品、药品、化妆品、半导体等对洁净度要求较高的生产场景。据增广智能介绍,磁悬浮平面电机技术早期被用于光刻机等超精密定位平台中。
相较于磁驱输送系统,磁悬浮平面输送系统无论是产品名称,还是产品形态,都给人感觉“黑科技”属性更强了,而实际也是如此。
磁悬浮平面输送系统具有极高的控制技术门槛,对磁场的控制算法和工业通讯等技术的要求更高,是一项较早期的前沿科技产品。哪怕是Planar Motor Inc.、贝加莱、倍福等国外头部厂商,他们的产品也是在近不到十年的时间里陆续发布的。
Planar Motor Inc.(下文简称“PMI”)是一家成立于2017年的加拿大专注于磁悬浮平面电机产品开发与制造的企业。
PMI推出的Planar Motor System(中文名:磁悬浮智能机器人系统)由一个或多个XBot(移动器)和一个由模块化Flyways(静态器)组成的固定表面构成。单个Xbot的负载范围从0.6到14.4kg,磁悬浮高度为0.4-4mm。每个XBot都是独立控制和悬挂的,能够以6个自由度运行。
图片来源:PMI官网
另外值得一提的是,高工机器人近期注意到,上海平面魔方自动化有限公司于2024年10月18日正式成立,注册资本为1万美元,法定代表人LU XIAODONG同时也是PMI的总裁、联合创始人。天眼查官网显示,上海平面魔方自动化有限公司由PMI全资控股。
资料来源:天眼查官网
A与PMI建立了战略合作伙伴关系,将其磁悬浮平面电机技术整合到A旗下的贝加莱的柔性制造系统中。2021年1月,贝加莱推出的ACOPOS 6D产品正是基于PMI的平面磁悬浮技术,实现将带有集成永磁体的动子托盘悬浮在电磁电机定子模组表面上。
ACOPOS 6D各种尺寸的动子托盘负载能力从0.6至14kg,速度最高可达2m/s,悬浮高度为0.5-4mm,可沿三个轴进行旋转和倾斜,在二维空间内自由移动,并能对悬浮高度实现精确控制。
反观国内,研究仍处于早期阶段,鲜有企业成功研发出相关产品。增广智能“首闯无人区”,历时5年研发,在2023年9月推出了由其自主研发的第一代磁悬浮魔毯产品。
经过多次升级迭代,2024年增广智能正式推出了第二代磁悬浮魔毯RM MagiFloater(RM-MFT),在国内开创了6自由度磁悬浮平面电机产品“先河”。磁悬浮魔毯悬浮高度0-10mm, 位置精度达±0.005mm,可以进行R轴倾斜旋转等方向的高速精准运动。
图片来源:增广智能
增广智能的磁悬浮魔毯可以广泛应用于各种自动化生产线中。
在3C、半导体等产线应用中,流水线不再局限于单向的传输,产线的“智能性”提升了,磁悬浮魔毯还可以实现柔性智能传输+主动精密装配、精密检测等复杂工艺,实现真正的智能生产。
在日化行业,市场需求存在着极大不确定性,因而要求产线能够迅速响应需求变化。磁悬浮魔毯产线可以实现产能的灵活调度和快速转产,通过智能算法规划能自动计算每个动子的最优工艺路径,满足多品类产品混线生产需求等,帮助企业提高产线利用率,更好地应对市场的不确定性,同时降低库存成本和提高生产效率。
前文提到,可以将磁驱输送系统近似理解为铁路系统中的小车,那么,磁悬浮魔毯等磁悬浮平面输送系统则可以近似理解为,在能够自由扩展的公路网络上自动智能地规划最优路线,并在多车道系统中实现自由的分流与合流的小车。
与机器人共探新生产模式
更多的应用想象空间
无论是磁驱还是磁悬浮,智能输送系统产品的出现都为新的生产、制造方式带来了更多的想象空间。高工机器人观察到,不少智能输送系统领域的玩家都在探索智能输送系统与机器人的融合应用,实际落地案例也逐渐增多。
贝加莱将SuperTrak、ACOPOStrak等智能输送系统产品结合机器视觉、机器中心的机器人(MCR)和在CPG包装设备领域的优势,打造了“自适应制造”体系,改善产线的OEE。
此外,贝加莱的磁悬浮平面输送系统产品ACOPOS 6D已完全集成在贝加莱生态系统中。这意味着,ACOPOS 6D的动子托盘可以与伺服轴、机器人、轨道系统和机器视觉相机之间实现微秒级精度的同步。
图片来源:贝加莱
在国产厂商方面,增广智能在接受高工机器人的调研时表示,多家集成商、终端用户和机器人厂家正在积极与增广智能合作探索新的生产模式。
例如,借助磁悬浮魔毯高速灵活、精准多自由度的位移输送,以及特有的高力控精度,与各类机器人、末端执行器、视觉系统等相结合,不仅能大大简化产线的设备组成,自动补偿末端精度,还能提升产线利用率、调度能力和生产效率。
“目前在3C、日化、医疗领域已有多条新型智能平面产线已经小批量交付,正在为大批量交付做冲刺,磁悬浮魔毯与工业机器人的契合正在改变传统产线传输和装配检测等工艺的既有模式。”增广智能市场总监黄翠玲在接受高工机器人的调研时表示。
大寰机器人在接受高工机器人的调研时曾表示,也在探索iFM智能柔性运动系统与工业机器人之间的配合可能性,主要针对激光焊接和激光扫描检测场景。
例如,工业机器人搭载末端执行器执行诸如拧螺丝、打磨等任务,都可以与大寰机器人的iFM智能柔性运动系统联动配合。当末端执行器或工业机器人开放接口,都可以与大寰机器人的系统做同步控制。
一位业内人士在接受高工机器人的调研时表示:“磁驱输送系统与磁悬浮平面输送系统并非竞争关系,而是互补关系,不同的场景可以选择不同的输送系统来提升生产效率。对于整个工业自动化行业而言,两者都为更智能、更柔性的输送解决方案提供了方向。”
正如文章开头所言,中国的智能制造更精彩了。