最早將工業機器人技術用於物體的碼放和搬運是日本和瑞典。20世紀70年代末日本第一次將機器人技術用於碼垛作業。1974年,瑞典ABB公司研發了全球第一臺全電控式工業機器人IRB6,主要應用於工件的取放和物料的搬運。除此之外,德國、意大利、韓國等國家工業機器人的研發水平也相當高。隨著計算機技術、工業機器人技術以及人工智能控制等技術的發展和日趨成熟,日本、德國、美國、瑞典、意大利、韓國等國家在包裝碼垛機器人的研究上做了大量工作,相應推出了自己的碼垛機器人,如日本的FANUC和OKURA以及FUJI系列,德國的KUKA系列,瑞典的ABB系列等。德國、瑞典以及日本等國家的碼垛機器人一般為4～6軸機器人,主要由固定底座、連桿、連桿臂、臂部、腕部以及末端執行器組成,見圖1。機器人主體多采用優質輕巧的鑄鋁材料制造和連桿式關節型的機構形式,均利用CAD和FEM有限元技術進行結構優化設計,具有較高的機械性能和抗震能力。

驅動系統均采用模塊式數字化AC伺服電機和RV減速器,取消了腕部關節驅動電機和平衡塊,大大優化了整機結構;針對不同類型的產品和包裝件,還設計了真空吸持、夾持、叉式等多種形式的智能末端執行器。這些先進碼垛機器人最顯著的技術特點就是采用了基於PC的開放式控制系統,令機器人能夠高速、精準、穩定可靠地運行。如瑞典ABB公司為IRB系列碼垛機器人研發了主動安全軟件和被動安全軟件,可對機器人的運動和載荷情況進行監控;電子穩定路徑功能可確保機器人在考慮加速度、阻力、重力、慣性等條件的同時,遵循預定運行路徑;主動制動系統可以確保機器人維持運行路徑的同時對制動予以控制,被動安全功能可實現機器人進行負載識別。日本FANUCM410i碼垛機器人可以代替人工進行貨物的搬運碼垛，可以實現工廠自動化、智能化、無人化的生產。

1. 最大的一個優勢當然是解放勞動力，一臺碼垛機至少可以代替三四個工人的工作量，大大削減了工資支出。而碼垛機器人本身的能耗很低，功率為5KW左右。

2.碼垛機器人占地面積少，有利於客戶廠房中生產線的安置，並可留出較大的倉庫面積。碼垛機生產線能夠設置在狹窄的空間內，即可有效的運用。

3. 碼垛機碼垛的產品整齊規範，更方便出入庫。碼垛機器人結構簡單、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保養維修簡單。

4. 使用碼垛機器人可以有效的提高生產效率，只需在控制屏上設置好碼垛機就可不分晝夜不間斷的工作。

5. 減少生產成本：碼垛生產線是一條全自動化的流水線，極大的降低了產品的損壞率。

6. 縮短生產周期：碼垛機器人一小時即可碼垛機1000袋/箱，速度是人工的幾倍，在生產周期短的情況下，可以幫公司緩解生產壓力。

碼垛機器人重要組成結構碼垛機器人系統由機器人本體、控制系統、傳感器、驅動器和輸入/輸出系統接口等五部分組成。而碼垛機器人本體是整個自動化系統的核心部件。

 今天我們來了解下碼垛機器人本體的主要組成部分，碼垛機本體主要有底座、主構架、大臂、小臂、腕部和末端執行器組成的，具有四個自由度，即四個旋轉關節，分別為：底座與主架構之間，主架構與大臂之間，大臂與小臂之間，腕部與末端執行器之間的四個旋轉關節。底座是碼垛機器人的承重基礎部件，固定在地面或支架上，主架構是大臂的支撐部件，實現機器人的回轉功能，主架構可以在底座上進行旋轉，大臂是小臂的支撐部件，大臂的擺動可以改變末端執行器在水平方向上的行程，而小臂的俯仰則可以實現末端執行器在垂直方向上的位置變換，腕部的末端執行器旋轉關節可以調整承載目標的旋轉角度和位置。

①   腕部

②   小臂

③   連桿機構

④   伺服電機

⑤   大臂

⑥   豎直導軌

⑦   水平導軌

⑧   主架構

⑨   底座

目前國內碼垛機器人的技術已經很成熟，性能基本與國外的品牌相差不大，但是價格方面卻能便宜一半左右，性價比極高，很適合一些中小型企業。從2012年至今，碼垛機器人投入到市場上的數量每年都在增長，且增長率逐年上升，未來碼垛機器人市場將會一片大好。