豆 磊

（山东科技大学，山东 青岛 266590）

码垛机器人是应用机械设备、计算机技术、传感技术、人工智能来实现工业生产中工件的快速获取、搬运、码垛、拆垛等功能的智能化机器人，码垛机器人的出现降低了生产和人工成本、提高了生产效率。

1 码垛机器人国外研究现状

码垛机器人在20世纪60年代进入人们的视野，日本和瑞典将工业机器人技术和码垛技术进行了融合。20世纪80年代时，国外的机器人公司将机器人技术和自动化技术进行融合，应用于搬运码垛领域。现在生产的码垛机器人一般由机器人本体结构、机器人控制柜和机器人末端执行器三大个部分组成的4轴空间关节式机器人。

国外的码垛机器人结构形式主要为关节型，且主体材料主要使用高质量和较轻的铸铝或铸铁。此类机器人的结构设计多采用FEM和CAD有限元技术进行优化；同时针对不同的物品，码垛机器人的末端执行器也是多种多样的；码垛机器人进行工作时能够做到快速、平稳和准确都依赖于采用的基于PC开放式控制系统，控制系统可以对机器人的动作、受力状况进行监控，确保机器人按照预定的路径工作并给予有效的控制。

2 码垛机器人国内研究现状

我国自行研发的码垛机器人的结构形式主要为直角坐标型和关节型。其中关节型的码垛机器人结构紧凑，机身较小，动作灵活且工作空间大，是采用最多的形式。哈尔滨工业大学研制的码垛机器人采用双自由度的笛卡尔坐标机器人，此类机器人能够实现800袋/h的工作效率；上海交通大学设计的码垛机器人采用基于PC控制系统的线性四连杆机构，可以实现1600包/h的工作效率，大大提高了机器人的工作效率。沈阳新松机器自动化股份有限公司在机器人控制、本体优化设计、机器人作业中具有突出的优势，成功研制出自动化程度较高的码垛机器人系统。苏海新等研究出采用基于PC和PMAC的分布式控制系统的四自由度新型工业码垛机器人，此类机器人的伺服控制的精度、控制系统的实时性和开放性都较高。杨灏泉等设计的SCARA型码垛机器人采用基于PC的DSP多轴运动控制，并采用水平关节型的机械结构。

国内的码垛机器人技术虽然有了较高的提升，但相对于国外还是有较大的差距。我国码垛机器人要在其柔性、负载能力和速度上进行提升，并逐渐拓展应用领域。

3 码垛机器人的发展趋势

为了让码垛机器人更好地服务工业生产，解决限制码垛机器人技术发展的因素，必须针对码垛机器人的新功能、新特点进行创新和发展，因此码垛机器人的未来的发展主要趋向于以下几个方面：

（1）自动化程度的提高。机械与电子科技相结合的技术越来越成为码垛机器人主流技术，自动化和智能化的程度是衡量码垛机器人水平的一个至关重要的指标。码垛机器人的自动化主要体现在自动控制和自动检测两个方面。码垛机器人自动化程度快速提高主要依赖于微电子、红外线、传感器等技术的应用，其中微型计算机在码垛机器人中的使用大大提高了效率和质量。

（2）高速化。在单机高速化的基础上，提高码垛机器人系统整体的高速运转。码垛机器人的高速化要以自动化程度的提高和机器人结构的优化为基础，进而提高整个码垛系统的运转和生产效率。

（3）多功能码垛机器人。随着多种类、小批量商品市场的不断发展，以及中小型用户的增加，使得只能对固定批量、固定尺寸进行码垛的机器人的利用率大幅度降低，所以码垛机器人正在逐渐的向着可以应用于各种不同的环境和商品的方向不断发展和创新。

4 结语

从国内外的码垛机器人的研究和应用现状来看，目前我国正处在研发起步阶段，距离国外的使用推广还有较大差距。国内的码垛机器人要根据我国工业的实际需求针对其新功能、新特点进行研发设计，并主要从码垛机器人的自动化程度、生产速度、多功能等方面进行重点设计和研发，只有这样码垛机器人才能更加广泛地应用于工业生产中，并最终实现产业化。