杭州海康机器人股份有限公司 俞文涛

提高拣选效率、库容率，降低生产和管理成本是自动化物流企业持续讨论和优化的议题。作为面向全球的机器视觉和移动机器人产品及解决方案提供商，海康机器人坚持引领并践行自动化物流领域的变革，采用新理念、新技术、新产品推动自动化物流效率的持续提升。

随着物流自动化的快速发展，作为高效率和高库容利用的典型产品，料箱机器人（CTU）广泛应用于电商零售、汽车、3C、3PL等各个行业。海康机器人凭借在嵌入式软硬件开发方面的积累及算法的优势，深入挖掘客户需求，持续研发创新，推出了第一代、第二代料箱机器人。在产品的迭代过程中，第二代料箱机器人形成了夹抱、托举、复合等多个系列产品，能够覆盖更多的场景应用；另一方面，第二代料箱机器人产品力得到极大提升，具备高达10m的取货能力以及更高的稳定性和长期运行可靠性。

图1 海康机器人CTU产品系列 

1 应用背景

以某3C行业企业为例，作为一家专注技术创新的科技公司，该企业自成立以来致力于将物联感知、人工智能、大数据技术服务于千行百业，为全球150多个国家和地区的客户提供产品和服务。在多年的发展中，该企业持续加大对于产能的投资，在中国杭州（滨江）、桐庐、重庆、武汉等地建设了生产基地，并且对生产基地的升级转型进行了重大投入，使其适应行业趋势和自身需求。

2 面临挑战

由于3C行业仓储的产品规格不统一，SKU种类多，对仓库配送服务实效性要求高等特点，该企业在建设智能工厂的过程中，需要大幅提升搬运拣选效率和空间利用率。海康机器人为其提供了包括CTU料箱机器人解决方案在内的多样化解决方案。

图2 海康机器人CTU在3C行业的应用

3 料箱机器人解决方案及优势

CTU料箱机器人具有高存储率、高效流通、高精对接等优点，在楼层仓库场景下，CTU搭配创新性的双伸位货叉设计和货叉视觉传感器，可识别和调整料箱位置，可以在现有空间高度基础上实现仓储效率最大化；结合其一次搬运多箱的特点，可有效提高搬运效率，非常适合3C行业小件搬运。

便捷的CTU“货到人”模式，省去人工进入存储区查找货物的环节，操作员只需在工作站完成必要操作即可，在提升拣选效率的同时大幅降低人工工作强度。

图3 CTU“货到人”模式

海康机器人CTU还具有一个显著的优点：模块化设计，定制便捷高效。CTU组成模块可拆分为：底盘、提升机构和执行机构。不同应用所需的模块不同，因此衍生出三大CTU系列产品：夹抱型(C)，托举型(T)，复合型(M)。夹抱型(C)适合EU43到EU86的标准箱、以及客制化的料箱、纸箱搬运；托举型(T)针对如Tray盘、SMT静电框、电池弹匣等不适合夹抱的料箱和载具，托举负载能力可达100kg；复合型(M)则结合了多种机构，如滚筒夹抱组合，可同时满足机台对接、货架转储等应用需求，尤其适合3C SMT应用。

图4 夹抱型CTU

4 其他应用场景

针对电商行业在大促活动期间订单猛增导致的仓库内超高流量节拍需求，制造业中24小时运行的产线不支持设备长时间停机充电的场景，以及出于消防安全考虑无法在库内进行充电的场景， CTU可提供快换电池的解决方案。通过CTU底盘尾部的快速抽拉式设计，并配合换电工装，单人可在1min内完成单台设备的换电操作，单个工装可支持4台次电池快换。快速换电节约充电时间，可提升约20%运行效率，在不增加CTU数量的前提下满足波峰的流量要求，减少客户的设备成本投入。

图5 CTU快速抽拉式换电

海康机器人CTU产品系列解决了自动化物流应用中的库容率、效率、换电等各类痛点问题，可有效为企业生产降本增效。目前海康机器人CTU产品已在3C、汽车制造、新能源、电商快递、第三方物流、零售、食品饮料、医药、烟草、服装等各个行业得到广泛应用。随着海康机器人产品应用的进一步深化，未来海康机器人还将不断拓展应用边界，继续推出更有竞争力的产品和解决方案。

产品推荐

2023年，海康机器人在第二代产品的基础上，基于对客户需求的深入洞察和多行业的实践经验，重磅推出了第三代料箱机器人（以下简称：第三代CTU）产品。

其产品特点如下：

（1）轻量化、集成化设计

第三代CTU产品采用轻量化、集成化的设计理念。产品基于iBASE架构，采用全新硬件框架，整合各个硬件功能模块集成化设计，精简CTU内各个器件间的线束连接，整车线束长度较上一代减少40%，极大的提高整车可靠性。此外，整机结构设计优化，依托高强度铝压铸技术的应用，归一化/轻量化整合，实现结构零件数量较上一代减少30%，整车重量减少25%。集成设计的引入使得CTU性能优化的同时，简化设计方案，提升整体可靠性，以及可维护性。

（2）小车身，带来更大库容

料箱仓储以及产线制造应用都对车身尺寸有极高的要求，更小的车身可以带来更大的库容存储量和更好的通道适应性。第三代CTU依靠特有专利设计的驱动模块，实现创新性的布局，在相同的性能指标下，整车长度及旋转直径压缩至至1600mm，整车更加小巧灵动。

（图6 第二代和第三代CTU车身对比）

（3）提高空间利用率，有效存储

库容是CTU应用的核心指标，高度方向的空间利用率直接决定库容的大小。第三代CTU通过创新设计，实现最低200mm取放货高度的突破，仓库高度方向上的无效存储相比上代产品缩减40%。

图7 第三代CTU最低取货高度示例

除了提升有效存储高度，还可以通过压缩货架层间距来提升高度方向空间利用率。越小的层间距意味着越大的库容率，而层间距受限于执行机构伸缩叉伸入货架内所需的最小层间净空。第三代CTU通过高强度铝压铸技术优化伸缩叉结构方案，硬件集成化设计压缩控制模块高度尺寸，使得新方案在增强伸缩叉刚度的同时，大幅缩减伸缩叉高度尺寸，最小层间净空由上一代的240mm缩小至190mm，针对高度较矮的料箱，可显著提升库容率。

图8 第三代CTU最小层间净空示例

（4）模块化设计，定制更高效

第三代CTU在设计之初就定义了标准化的软硬件接口，从而实现不同产品系列定制的快速切换，支持从设计、生产制造到实施交付全流程模块化。设计阶段各模块基于标准接口独立并行开发，大幅提高定制开发效率，缩短开发周期。生产制造阶段，各模块独立生产、入库，无需组装为整车即可各模块独立发货，提高生产效率的同时降低成品仓库空间占用，分体式包装发货节约大量的物流运输成本，因此生产和运输成本得以大幅降低。实施交付阶段，客户面临的单车设备体积过大无法进入电梯，设备口尺寸过小无法吊装入厂等问题，第三代CTU各模块可独立搬运入场，完美解决该类客户痛点问题，全流程模块化的第三代CTU是海康机器人在复杂客制化市场需求下的创新突破。

摘自《自动化博览》2023年8月刊