一、箱子码垛机器人操作指南

1.1 操作前准备

设备检查：

逐一确认箱子码垛机器人的机械臂、传感器（光电 / 视觉）、控制系统等核心部件状态，确保无松动、异响或报错提示。

测试安全防护装置，如急停按钮需一键触发停机，光栅防护需在有人靠近时自动暂停，避免安全事故。

验证托盘尺寸是否符合要求：长度与宽度误差≤10mm，高度误差≤5mm，且托盘无破损、无铁钉外露，防止码垛时箱体倾斜。

环境设置：

清理箱子码垛机器人工作区域的障碍物，保持地面干燥无油污，避免机械臂运动时受阻或打滑。

按箱体规格分类存放物料，确保输送带或供料机构能顺畅将箱子输送至机器人工作范围。

检查电源连接稳定性，若为气动驱动的箱子码垛机器人，需确认气源压力达标（通常为 0.6-0.8MPa），同时确保机器人工作半径内无人员滞留。

1.2 标准操作流程

1.2.1 开机与参数设置

启动箱子码垛机器人电源，通过 12 寸触摸屏进入操作界面，输入核心参数：

箱体尺寸（长 / 宽 / 高），确保机械臂抓取位置精准；

抓取重量（需与机器人负载匹配），避免超载导致机械故障；

码垛层数（单层或多层，如食品饮料行业常用 10-15 层）与堆叠方式（交错式 / 重叠式，防止垛体坍塌）。

调整视觉传感器位置，校准箱体识别精度，确保误差≤2mm，若识别偏差过大，需重新标定传感器参数。

1.2.2 运行监控与异常处理

启动箱子码垛机器人后，观察机械臂运动轨迹是否平滑，节拍速度控制在行业标准范围：食品饮料行业建议 8-12 箱 / 分钟，高速产线可提升至 15 箱 / 分钟以上。

若出现异常情况（如箱体偏移、机械臂卡顿），需立即触发急停按钮；维修时需将机器人切换至手动减速模式，携带示教器进行参数调整，禁止在自动模式下直接触碰机械臂。

1.3 维护与安全规范

日常保养：

每周对箱子码垛机器人的机械关节添加专用润滑油，防止部件磨损；

每月检查电气线路接头是否松动，清洁控制系统散热风扇，避免过热故障；

每季度更新控制系统软件，确保机器人兼容最新的码垛程序与数据交互功能；

若机器人配备镀膜玻璃视窗（视觉系统用），需定期用无尘布擦拭，避免灰尘影响视觉定位精度。

安全规范：

箱子码垛机器人自动运行时，禁止任何人员进入工作区域，如需巡检需在安全围栏外观察；

维修或调试时，需双人确认断电（切断电源与气源），并悬挂 “禁止操作” 标识；

协作型箱子码垛机器人（如越疆 CR20A）需开启虚拟墙防护，碰撞灵敏度设为 0.1N・m，确保与人协作时的安全。

注：2025 年主流协作型箱子码垛机器人已实现插电即用，支持双线双边作业模式，可同时处理两条产线的箱子码垛，相比传统机型提升 3 倍产线效率。

二、箱子码垛机器人工作原理详解

2.1 核心工作流程

物料供给阶段：通过输送带、滚筒线等供料系统，将箱子连续输送至箱子码垛机器人的工作区域，供料速度需与机器人节拍速度匹配（如 8 箱 / 分钟的机器人需供料速度≥8 箱 / 分钟），避免断料或堆积。

定位检测阶段：箱子码垛机器人的光电传感器或视觉系统启动，识别箱子的位置、尺寸与摆放角度，检测精度可达 ±2mm，确保机械臂能精准抓取。

抓取搬运阶段：机械臂根据定位数据，按预设路径运动至箱子上方，末端执行器（夹爪或吸盘）动作：

纸箱类物料：气动夹爪闭合，夹持力控制在 50-500N（根据箱体强度调整）；

光滑表面箱子（如塑料箱）：真空吸盘启动，产生负压吸附箱子；

抓取后机械臂抬升，按最短路径将箱子搬运至托盘码垛位。

堆叠码放阶段：机械臂按预设堆叠模式（交错式适合纸箱防压溃，重叠式适合刚性箱子）分层码放，过程中动态调整抓取间距，确保每层箱子对齐，防止垛体倾斜坍塌。

垛体检测阶段：视觉系统再次检测码好的垛体，验证堆叠高度、平整度是否符合要求，若出现异常（如箱子偏移），机器人自动调整下一层码放位置，或触发报警提示人工干预。

2.2 关键技术组件

机械臂结构：箱子码垛机器人常用 6 轴机械臂（灵活度高，适合复杂码垛路径）或 SCARA 机械臂（速度快，适合平面码垛），负载范围覆盖 5-200kg，可适配不同重量的箱子。

末端执行器：根据箱子类型选择：

气动夹爪：适用于纸箱、瓦楞箱，夹持力可调，避免压损箱子；

真空吸盘：适用于表面光滑的塑料箱、金属箱，需搭配真空发生器产生负压；

自适应夹具：针对异形箱子（如不规则尺寸箱），通过 3D 视觉引导自动调整夹具角度，确保抓取稳定。

控制系统：以 PLC（可编程逻辑控制器）或工业 PC 为核心，存储码垛程序、处理传感器数据，同时支持与 MES（制造执行系统）、WMS（仓储管理系统）数据交互，实现码垛数据的实时上传与远程监控。

2.3 典型应用场景

食品饮料行业：箱子码垛机器人处理饮料箱、食品纸箱，节拍速度 8-12 箱 / 分钟，支持多规格箱子混码（如不同尺寸的饮料箱在同一托盘码垛），满足生产线多品种切换需求。

汽车零部件行业：针对汽车零部件的金属箱或塑料箱，箱子码垛机器人配备 3D 视觉系统，可修正箱子的杂乱摆放偏差（如角度偏移 ±15° 内可自动调整），适应零部件生产的柔性需求。

化工行业：用于化工原料箱（如涂料箱、试剂箱）的码垛，箱子码垛机器人需具备 IP65 防护等级（防尘防水），避免化工原料腐蚀设备，同时采用防爆设计，符合安全规范。

三、如何选择合适的箱子码垛机器人

3.1 核心选型参数

载荷能力：根据单箱重量选择箱子码垛机器人的负载，需预留 20% 安全余量（如单箱重量 15kg，建议选择负载≥18kg 的机型），避免长期超载缩短设备寿命。

工作半径：需覆盖托盘的最远码放点，常见工业级箱子码垛机器人工作半径为 1.5-3.2 米；若车间空间受限，可选择 SCARA 结构机型（如 ER180-3100 型号，工作半径 1.8 米，节省空间）。

重复定位精度：箱子码垛对精度要求较高，常规需求为 ±0.5mm 以内；食品饮料行业因箱子易变形，建议选择 ±0.3mm 的高精度机型，确保码垛整齐。

3.2 关键功能配置选择

末端执行器：

纸箱、瓦楞箱：优先选气动夹爪，需确认夹爪行程是否覆盖箱子宽度（如 300mm 宽的箱子需夹爪行程≥300mm）；

光滑表面箱子（塑料 / 金属）：选真空吸盘，需配套足够数量的吸盘（如 4 个吸盘适配 300×200mm 的箱子）；

异形或多规格箱子：选 3D 视觉 + 自适应夹具，支持自动识别箱子类型并调整夹具动作。

控制系统：

基础需求：支持触摸屏操作、故障自诊断（如传感器故障提示）；

进阶需求：支持 MES/WMS 数据交互，可远程监控码垛数量、设备状态；

高端需求：配备 AI 路径优化算法，自动规划最短抓取路径，提升节拍速度。

3.3 生产适配性考量

节拍速度匹配：根据生产线速度选择箱子码垛机器人的节拍速度：

常规生产线（8-10 箱 / 分钟）：选 10-12 箱 / 分钟的机型，预留产能空间；

高速生产线（15 箱 / 分钟以上）：选埃斯顿 ER120-2400-PL 等高速机型，节拍速度可达 18 箱 / 分钟，避免瓶颈。

环境适应性：

潮湿 / 粉尘环境（如食品加工车间）：选 IP65 防护等级的箱子码垛机器人；

食品行业（如饮料、食品包装）：选不锈钢材质机身，便于清洁消毒，符合食品卫生标准；

低温环境（如冷链仓库）：选低温适配机型，确保机械臂在 - 10℃至 5℃环境下正常运行。

四、数据支撑案例：某饮料厂箱子码垛机器人应用效果

某大型饮料厂此前采用人工码垛方式处理饮料纸箱（单箱重量 12kg，生产线速度 10 箱 / 分钟），存在以下问题：6 名工人轮班作业，人工成本每月 12 万元；人工码垛误差大，约 5% 的托盘因码放不齐导致运输中坍塌，损失约 2 万元 / 月；工人长期搬运易疲劳，工伤率达 3%。

引入协作型箱子码垛机器人（越疆 CR20A，负载 20kg，节拍速度 12 箱 / 分钟）后，实现以下优化：

效率与成本提升：1 台机器人替代 6 名工人，每月节省人工成本 12 万元；机器人支持双线双边作业，同时处理两条生产线的码垛，产线效率从 10 箱 / 分钟提升至 20 箱 / 分钟，满足旺季产能需求。

码垛质量改善：箱子码垛机器人重复定位精度 ±0.3mm，码垛整齐度提升 95%，托盘坍塌率从 5% 降至 0.1%，每月减少损失 1.98 万元。

安全与管理优化：机器人配备虚拟墙与碰撞防护，无工伤事故发生；通过 MES 系统实时监控码垛数量，库存数据准确率从人工统计的 85% 提升至 99.9%，减少库存混乱。

该案例证明，箱子码垛机器人能为生产企业显著降低成本、提升效率与质量，是现代化生产线的重要升级设备。

五、FAQ 常见问题解答

问：箱子码垛机器人能处理不同尺寸的箱子吗？需要重新调试吗？

答：能处理，但需根据尺寸差异调整参数。若箱子尺寸差异较小（如宽度偏差≤50mm），可通过箱子码垛机器人的视觉系统自动识别尺寸，无需手动调试；若尺寸差异较大（如从 300×200mm 切换至 500×400mm），需在触摸屏上重新输入新箱体尺寸参数，并微调末端执行器（如调整夹爪行程、吸盘数量），整个过程约 5-10 分钟，操作简便。

问：协作型箱子码垛机器人与人协作时，安全如何保障？会不会有碰撞风险？

答：协作型箱子码垛机器人通过多重安全设计保障协作安全：① 配备力控传感器，碰撞力达到 0.1N・m 时自动停机，避免伤人；② 开启虚拟墙防护，设定安全区域，人员进入时机器人减速或暂停；③ 机身采用软质包裹材料，即使轻微碰撞也不会造成伤害。实际应用中，只要按规范设置安全参数，无碰撞伤人风险。

问：箱子码垛机器人的能耗高吗？相比人工，长期使用的经济性如何？

答：能耗较低，工业级箱子码垛机器人的功率通常为 3-5kW，每天运行 8 小时的耗电量约 24-40 度（电费约 14-24 元）；而 6 名人工的月成本约 12 万元。从长期经济性看，以越疆 CR20A 为例，设备采购成本约 15 万元，按每月节省 12 万元成本计算，1.25 个月即可收回成本，之后每年可节省 144 万元，经济性显著。

问：车间空间狭小，能安装箱子码垛机器人吗？有小型化机型可选吗？

答：能安装，有多种小型化机型可选。若车间空间狭小，可选择 SCARA 结构的箱子码垛机器人（如 ER180-3100），机身紧凑，工作半径仅 1.8 米，占地面积约 1.5㎡；也可选择壁挂式安装的机器人，将机械臂固定在车间墙体上，不占用地面空间。同时，小型机器人的节拍速度可达 10-12 箱 / 分钟，能满足中小产能需求。