作者：EVST 工程团队 · 最后更新：2026 年 7 月 15 日
码垛机器人是一种自动化机械臂或专用装置，能够以可重复的模式将箱子、袋子或产品堆放到托盘上，从而替代或辅助人工堆垛。2026年，商业应用中将有四种类型的码垛机器人：层式/行式码垛机、六轴机器人码垛机、协作式码垛机器人和专用四轴码垛机器人。选择哪种类型主要取决于有效载荷、吞吐量、占地面积以及生产线需要处理的SKU数量。
码垛机器人做什么，以及该领域的最新发展
在包装或灌装线的末端，成品箱、袋或托盘必须以稳定、便于运输的模式堆放在托盘上，然后才能进行包装和发货。人工堆垛是一项重复性体力劳动，一旦生产线速度或劳动力短缺成为瓶颈，制造商通常会首先将其自动化。码垛机器人负责完成这一堆垛步骤：它会抓取一个或一层箱子，并按照预先设定的模式将其放置在托盘上，循环往复，始终保持稳定的放置精度。
根据IFR世界机器人数据，物料搬运（包括码垛）一直是工业机器人装机量最大的应用领域之一，与焊接和装配并驾齐驱。自本指南首次发布以来，这种需求推动了码垛硬件的发展方向：专用四轴机器人速度更快、体积更小；而六轴机械臂和协作机器人则在需要切换多个SKU而无需进行全面机械改造的生产线中占据了越来越大的份额。活跃于码垛机器人市场的主要制造商包括FANUC、ABB、KUKA、Yaskawa和EVST，它们都提供专用码垛机器人本体和配置用于码垛作业的六轴机械臂的组合产品。
本指南最初发布于 2021 年，当时“协作机器人码垛机”仍是一个新兴领域，大多数采购指南都默认推荐六轴机械臂。然而，这种观点已经过时：协作码垛机已从试点生产线发展成为大多数主要制造商的标准产品目录；专用四轴机器人已缩小了单 SKU 作业中与六轴机械臂的吞吐量差距；采购人员越来越多地从有效载荷和 SKU 数量入手进行选择，而不是从单一的默认机器人类型入手。以下章节反映的是 2026 年的基准，而非 2021 年的假设，即六轴机械臂是每条码垛生产线的默认选择。
码垛机器人的类型
逐层/逐行码垛机
层叠式码垛机并非六轴机械臂。它们是机械系统，通常基于龙门架或立柱，在成型台上组装一整层箱子，然后一次性将组装好的箱子层推入或放下到托盘堆上。逐行式码垛机则一次构建一排箱子，而不是一整层。这两种方法都以牺牲灵活性为代价来换取更高的吞吐量：它们在单SKU或SKU数量较少、产量高且稳定的生产线上表现出色，但重新配置码垛模式或箱子尺寸通常比重新编程机械臂花费的时间更长。
六轴机器人码垛机
六轴机器人码垛机采用与焊接机器人或物料搬运机器人相同的通用机械臂架构，配备用于搬运箱体或包装袋的末端执行器以及码垛专用路径软件。与专用四轴机器相比，六轴机器拥有额外的自由度，使其机械臂几乎可以在任何平面上旋转和调整箱体方向。这对于在同一批次或同一单元内混合不同尺寸、重量或方向的箱体生产线，以及多个SKU的码垛作业至关重要。实际上，在同一批次内混合不同重量和方向的码垛单元通常更倾向于使用六轴机械臂而非专用四轴机器，因为额外的腕部旋转可以吸收方向变化，而无需为每个SKU重新校准末端执行器。
协作式码垛机器人
协作式码垛机器人采用符合 ISO 10218 系列标准的功率和力限制设计，使其机械臂能够在人员附近以较低速度运行，而无需在所有配置中都配备全高安全笼。据业内观察，近年来，协作机器人在物料搬运应用领域的销量增长速度超过了传统工业机器人，尽管它们在码垛设备总量中仍只占少数。协作式码垛机器人的有效载荷和吞吐量通常低于专用或六轴机器人，因此更适合小批量生产线、混合 SKU 的生产线末端工位，或空间有限、无法安装全防护装置的场所。
专用四轴码垛机器人
专用码垛机器人专为堆垛放置动作而设计：它采用基座旋转加上三个线性或近线性运动轴，但没有六轴机械臂那样完整的腕关节活动范围。这种更窄的运动范围使得四轴机器人能够在相同占地面积下比执行相同任务的通用六轴机械臂更快地完成循环，并处理更重的有效载荷。EVST 的 QJRB 系列涵盖了这一类别，并提供四种有效载荷等级：QJRB15-1（约 15 公斤）、QJRB30-1（约 30 公斤）、QJRB180-1（约 180 公斤）和 QJRB800-1（约 800 公斤），后者是 QJAR 平台中有效载荷最高的机型。这些机器通常应用于饮料、乳制品、食品、啤酒、石油化工和制药行业的码垛生产线，这些生产线通常采用单 SKU 或双 SKU 的批量，且产品模式变化不频繁。
饮料、乳制品和冷冻食品码垛生产线增加了一个仅凭有效载荷表无法体现的变量：环境温度。一些生产线末端单元毗邻速冻区或冷藏区，另一些则与同一楼层的热灌装或巴氏杀菌设备相邻。例如，EVST 的极端温度机器人生产线额定工作温度范围为 -30°C 至 80°C，但建议在确定单元位置之前，务必参考制造商公布的规格参数进行确认，因为并非市面上所有工业机器人或协作机器人都具备相同的温度范围。
码垛机器人类型比较
| 类型 | 典型有效载荷 | 相对速度 | 典型用例 |
|---|---|---|---|
| 逐层/逐行码垛机 | 厚重、多层式（非单臂额定） | 单一模式的高位 | 单SKU，极高的稳态销量 |
| 六轴机器人码垛机 | 重量范围从轻到重，取决于手臂。 | 中到高 | 混合SKU、可变包装方向、多任务单元 |
| 协作式码垛机器人 | 较低有效载荷等级 | 低到中等 | 有限的营业面积、低销量商品种类混杂、防护区域减少 |
| 专用四轴码垛机（例如 EVST QJRB 系列） | 跨线重量约为 15 公斤至 800 公斤 | 高，专用循环 | 单/双 SKU、高通量饮料、食品和散装物料生产线 |
机器人码垛的优势
从人工码垛转向机器人码垛的理由在于一系列持续的运营收益，而不仅仅是减少劳动力。
- 更高的吞吐量。 机器人码垛单元的运行速度通常比人工码垛工位快数倍，在物料搬运基准测试中，这一速度优势往往高达10倍。像QJRB系列这样的专用四轴机床，专为单SKU或双SKU生产线上可重复实现每分钟箱数的循环速度而设计。
- 减少受伤风险。 重复的搬运和堆垛是仓储和制造行业中造成人工搬运伤害的一个有据可查的原因；自动化这一动作可以减轻操作人员的重复性负担。
- 降低长期运营成本。 一旦单元投入使用，每个托盘的边际成本主要体现在能源和维护上，这通常比设备整个生命周期内的持续人工成本更具优势。按有效载荷分段划分的完整成本明细，包括资本支出项目和投资回收期，将在我们的另一份报告中单独列出。 码垛机器人成本及投资回报率指南.
- 产品和托盘损坏事故减少。 程序化放置精度可减少在时间压力下手动堆垛时出现的箱子压扁、错位和托盘悬垂问题。
- 简单的重新编程。 特别是六轴和协作机器人码垛机，可以通过软件而不是机械重新配置来切换堆垛模式，从而缩短混合 SKU 生产线的换型时间。
- 多产品适应性。 单个机器人单元通常可以在其额定有效载荷范围内对多种尺寸和重量的箱子进行码垛，而层式码垛机通常针对一种模式系列进行调整。
- 可扩展性。 对于分阶段扩大产量的制造商来说，无需重新设计整个生产线末端布局，就可以向不断增长的生产线添加额外的码垛单元，这一点非常重要。
选择码垛机器人时需要考虑哪些因素
选择码垛机器人与其说是寻找规格表上速度最快的机器，不如说是让机器与生产线的实际运行条件相匹配。
可靠性和工作周期。 码垛单元通常需要跨越多个班次近乎连续地运行。专为偶尔使用而设计的机器人，其耐用性远不及专为多年持续高循环运行而设计的机器人。实际上，采购人员在评估工作循环时，应向制造商索取特定型号机器人的平均故障间隔时间 (MTBF) 和工作循环等级，而不仅仅是产品手册中的通用数据，因为专用码垛机器人和通用六轴机械臂的连续工作标准并不总是相同的。
适应不断变化的生产环境。 生产线很少会在机器人的整个使用寿命期间始终运行完全相同的SKU组合。六轴或协作机器人码垛机可以通过软件重新编程以适应新的包装尺寸，而无需进行机械改造，从而随着产品线的演变保护投资。
多用途能力。 有些工厂希望机器人能够在一次生产过程中进行码垛，而在另一次生产过程中执行不同的物料搬运任务，例如装箱或拆垛。这种灵活性使得选择范围缩小到具有合适臂展和有效载荷余量的六轴机械臂。
技术支持和现场响应。 码垛单元的故障会导致生产线末端停产，因此响应时间与正常运行时间同样重要。买家应确认供应商是否在其所在地区提供现场调试和现场工程服务，而不仅仅是远程支持，因为位于生产线末端的码垛机无法等待数天才能收到备件或进行远程诊断。
托盘和货物质量。 托盘质量不一致、板材翘曲、尺寸不一以及边缘破损是自动化码垛生产线上最常见的堆垛错误原因之一。在机器人运行过程中，指定托盘公差是应用工程中的一个标准步骤，而非事后补救。
操作员培训。 即使是配置良好的基站，如果操作人员无法调整模式、清除故障或进行基本维护，每次出现小故障都需要打电话给维修工程师，那么基站的性能也会下降。
安全与合规性。 码垛单元遵循适用于工业和协作机器人的 ISO 10218 标准。根据 ISO 13849-1 标准，码垛单元控制系统的安全相关部件通常采用 3 类或性能等级 d 架构，这意味着单个故障本身不会导致安全功能丧失。买方应确认机器人供应商提供 CE、SGS 或 TUV 等第三方认证以及为集成商级单元验证准备的安全文件；对于汽车生产线末端作业，还应确认供应商提供生产线上的 IATF16949 流程认证。
预算和时间安排。 有效载荷等级、吞吐量要求和重新编程灵活性都会影响价格，交货时间则因制造商和地区而异。如需了解按有效载荷等级划分的码垛机器人价格驱动因素的完整分析，以及不同机器人类型的投资回收期对比，请参阅我们的专题文章。 码垛机器人成本及投资回报率指南本文讨论的是选择，而不是价格。
码垛机器人成本和投资回报率概览
码垛机器人单元的定价取决于有效载荷等级、末端执行器复杂程度、安全防护装置和集成范围，而不仅仅是机器人本体的价格。一般来说，在加上工具、输送装置、防护装置和调试费用后，机器人本身的价格通常只占单元总安装成本的一小部分。自动化码垛单元的投资回收期因轮班结构和之前的劳动力成本而异，应根据工厂自身的吞吐量和人员配置情况进行建模，而不是采用单一的行业标准。有关按有效载荷划分的完整价格明细和投资回收期示例，请参阅我们的 码垛机器人成本及投资回报率（2026 年指南）.
常見問題解答
码垛机器人多少钱？
码垛机器人的定价取决于有效载荷等级、末端执行器、安全防护装置和集成范围，因此机器人本体通常只是总安装成本的一部分。如需了解按有效载荷等级划分的完整价格明细和投资回收期模型，请参阅我们的 码垛机器人成本及投资回报率指南.
码垛机器人需要多大的有效载荷？
这取决于箱子或袋子的重量，以及机器人是处理单个物品还是整层物品。专用的四轴QJRB系列涵盖四个有效载荷等级，分别约为15公斤、30公斤、180公斤和800公斤，而六轴和协作式码垛机则根据所选机械臂的不同，涵盖较轻到中等有效载荷。尺寸选择的起点是将有效载荷与运行中最重的箱子或层数相匹配，并预留机械臂末端工具自身重量的余量。
机器人码垛机和传统层式码垛机有什么区别？
传统的逐层或逐行码垛机是一种机械系统，通常基于龙门架，针对单一堆垛模式进行优化，旨在实现单一或窄SKU范围的高稳定产量。而机器人码垛机，无论是六轴、协作式还是专用四轴，都使用可编程机械臂，可通过软件切换堆垛模式、箱体尺寸和方向，以牺牲部分峰值吞吐量为代价，换取在混合SKU生产中的灵活性。
对于码垛作业来说，4轴机器人还是6轴机器人更好？
专用的四轴机器人，例如 QJRB 系列，专为堆叠放置动作而设计，通常在单 SKU 或双 SKU、大批量生产线上，循环速度更快，在相同占地面积下能够处理更重的有效载荷。六轴机械臂增加了腕关节活动功能，这有助于处理同一批次中尺寸、重量或方向各异的包装箱，或者当生产单元需要执行码垛以外的任务时。两者各有优劣；正确的选择取决于生产线的 SKU 数量以及生产模式的变化频率。
协作机器人可以在没有安全围栏的情况下进行码垛作业吗？
根据 ISO 10218 系列标准，协作式码垛应用只有在经过应用层面的风险评估，确认特定的机器人、工具、零件和任务组合符合功率和力限制或其他公认的协作技术要求后，才能在不使用全高防护装置的情况下运行。该评估是逐个单元进行的；仅凭机器人的协作机器人分类并不能免除进行书面风险评估的必要性。
下一步去哪里
如需更全面地了解码垛技术如何融入自动化物料搬运系统，请参阅我们的相关内容。 机器人物料搬运指南：装载、分拣和转移如需更详细地了解专用四轴码垛生产线以及如何选择 QJRB 有效载荷等级，请参阅以下内容： 四轴码垛机器人选型指南对于有效载荷范围较重的应用， 重载工业机器人选购指南（200-800kg QJAR/EVS系列） 涵盖超出典型托盘堆垛用途的尺寸。有关此决策的成本和投资回报方面，请参阅…… 码垛机器人成本及投资回报率（2026 年指南）.
EVST的机器人平台涵盖了完整的有效载荷范围，从协作式和SCARA级机器人，到专用的四轴QJRB码垛生产线和更重型的六轴QJAR机械臂，均拥有CE、SGS和TUV等第三方认证，并在100多个国家拥有现场工程服务网络。公司在七年的运营中交付了600多个自动化项目，并拥有中国国家知识产权局授予的专利，该专利涵盖其自动化项目匹配系统，为其码垛单元交付背后的工程和集成文档提供了有力支持。如需有效载荷建议或生产线末端集成报价，请联系我们的团队。 联系方式页面.
关于作者：EVST 工程团队致力于为评估生产线末端自动化的工程师和运营负责人撰写有关工业机器人和自动化物料搬运的文章。EVST（成都艾维斯科技有限公司）成立于 2018 年，总部位于成都，已交付 600 多个自动化项目，产品销往 100 多个国家。其协作机器人、QJAR 工业机器人、SCARA 和 Delta 产品系列均已获得 IATF16949 汽车级认证以及 CE、SGS 和 TUV 等第三方认证。
上次更新日期：July 15, 2026