箱式机器人的出现本身就是一场坪效、车效、人效的革命，有效地补足了潜伏式机器人的短板：箱式存储⾼度上升至潜伏式的2-4倍；⾯向箱拣选，不需要爬高，拣货效率更⾼。但人类的需求从未止步，自此，箱式机器人一路朝着更高、更密、更快的方向前进，不断升级和迭代。

技术研发背景

箱式产品线正在成为快仓的第二个增长极，我们始终致力于引领箱式机器人的技术、设备和场景的创新。2020年，快仓用双机协作模式QuickBin重新定义了箱式拣选，获得了国家发明专利和移动机器人行业首个系统场景型CE认证。但场景创新还不够，从市面上现有的箱式机器人来看，一些新痛点困扰着用户：

1、夹抱叉的存在使存储密度降低了，⼀层放5箱的货架现在只能放4箱

2、需要重新购置⼤量塑料箱，这笔成本约占箱式机器人项⽬成本30%

3、订单箱完成速度提高约3倍，⼯⼈需要多花约30%的时间更换订单箱

4、⼤件、异形品放不进料箱，需要单独的库区和业务流程来满足需求

为了解决上述用户痛点，快仓一直在努力探索各种方向，试过做高车体，也试过做薄叉臂，有改善但还不够彻底，于是我们决定改变箱式机器人的取箱方式，“吸盘”是印入我们脑海的第一个创意。在长达17个月的产品设计、产品研发、产品测试、项目验证后，快仓带来了箱式机器人的变革，全球首创箱式吸盘机器人，重新定义了坪效、车效、人效的提升方式，这也是快仓在箱式拣选领域的第二次全球首创。

快仓箱式吸盘机器人

2022年12月，快仓正式揭开它神秘的面纱！它是一款基于吸盘式叉臂模组开发，搭载在快仓“鸿鹄”C56系列箱式机器人的通用底盘和门架上的新型机器人。核心的吸盘组件采用仿生学原理，使用真空吸附的方式与目标取货对象进行接触，通过正负压的原理与目标对象固定或分离，辅助使用机械伸缩组件，实现目标对象在货架与机器人之间的转移。

核心用户价值

少买约20%的货架

同样的货架占地需求，夹抱料箱机器人单组货架一层16箱，箱式吸盘机器人单组货架一层20箱。

2. 少买约9%的箱式机器⼈

相同产能条件下完成一组取放任务，夹抱料箱机器人总行程为3.6米，箱式吸盘机器人为2米，单组动作节约时间3秒。

3. 少付约27%仓租/多存约37%货品

单组同容量20箱货架占地面积，箱式吸盘机器人约为夹抱料箱机器人的73%。

4. 存储利用率提升约71%

同面积上，夹抱料箱机器人货架左右和前后间距为120毫米和80毫米，箱式吸盘机器人为20毫米和0毫米，相较单深位夹抱机器人，双深位吸盘机器人存储利用率提升约71%。

5.少⽤约30%的拣选工人换箱

箱式吸盘机器人可以自动更换播种墙上满箱和空箱，节省了约占人工拣选总时间30%的更换订单箱时间。

6. 少买部分塑料箱（按整箱存储⽐例）

箱式吸盘机器人实现了对市面上部分通用纸箱的适配，用户不必再纠结于料箱到人的换箱需求，部分原生箱型一样可存可取。

7.存储高度大幅提升

车体采用二级门架增高，采用双推杆加固，可以安全有效地实现高位存取箱动作，当前可达8.3米高度，不久的将来将发布10米款。

关于箱式吸盘机器人Q&A

一问：为何开发箱式吸盘机器人？

仓库运营里面，存储利用率是一个非常关键的指标，但目前自动化带来了一定的存储坪效牺牲。

人工仓：箱间距前后、左右基本上都是0mm，箱子都是贴在一起的；

自动化仓：箱间距普遍是前后80mm，左右120mm，空间浪费非常严重。

有很多原来是人工仓，现在要做自动化升级的客户，希望能够利旧现有的货架，但结果是：原来每层可以放5个箱子的货架，自动化升级后放4个都很勉强。

为什么自动化仓箱间距会更大呢？目前市场上箱式机器人采用的叉臂结构普遍都是夹抱式和托举式。

夹抱式：需要把伸缩叉臂从箱子两侧伸进去，然后把拨尺放下，再收回完成取箱，需要在左右给伸缩叉留一个比较大的缝，在前后给拨尺留一个比较大的缝；

托举式：需要把伸缩叉臂从箱子底部伸进去，然后抬升，再收回完成取箱，需要上下留一个比较大的缝，才能让伸缩叉臂安全的伸进去。

不降效率，不加成本，怎么能让自动化仓的存储能力进一步提升呢？2021年，快仓决定开发一款“让箱子紧挨在一起，箱间距为0”的机器人，能够进一步提高仓库的存储坪效，降低仓租成本。快仓箱式吸盘机器人因此而诞生。

二问：客户ROI有哪些核心优势？

1.箱间距降低至0-20mm，存储率提升约71%；

2.4箱货架放5箱，货架成本降低约20%；

优势3：叉臂伸缩行程更短，机器人数量减少约9%；

优势4：搭载在二级门架机型上，存储高度提升约43%。

三问：软硬件变化影响稳定性吗？

软件方面：

相比目前系统通用的C56机型，WES、RCS、RCS与机器人本体的上位机的通信协议均为零改动；

主要是机器人型号变更，机器人本体控制系统中的叉臂控制系统有少量适配工作，均已调试测试通过；

目前在各个项目中大规模商用的QB料箱到人、QB搬运、纯料箱搬运等系统均可正常使用，功能层面无变化。

硬件方面：

箱式吸盘机器人在机器人本体上的主要改动在叉臂，主要是将叉臂上的夹抱模组更换为吸盘模组，仍然搭载在成熟的C56通用底盘与门架上，稳定性无需担心；

吸盘模组目前均采用机械臂主流一线品牌，通过了144万次的耐久测试，稳定性和成熟度方面有保障。

四问：吸不到箱子怎么办？

吸盘在机械臂上已有成熟应用，面向规整的塑料箱和纸箱，吸取能力方面无需担心，一次吸取成功率达99.95%。

吸盘模组装有传感器，实时监测吸头与箱子间的内压，一旦气密不足，就会立刻获得失败反馈，反馈上位机进行指令重试（重吸），上报RCS进行任务重试（换车），上报WES进行任务更换（换箱）。

吸取箱子过程中可能产生吸盘与箱子脱离的工况主要分为2个阶段：

一、吸取过程中脱离

1．重吸，系统收到吸取失败反馈后，会自动重吸2次，重吸过程是每次往前多伸10mm，并通过前方末端传感器来实时控制停止和保障安全接触；

2．换车，如果同一台车多次自动重试失败，会触发自动换车流程，换车再失败才挂起这个取箱任务并上报运维人员，等作业完成时排查即可；

3．换箱，如果换车过程中的该箱取箱任务确认失败，会触发WES换箱流程，重新分配一个满足出库要求的箱子。

二、收回过程中脱离

吸盘由于是正前方吸取，如果取货一半故障还可以推回去，自动恢复到故障前的状态，重新吸取即可，故障后需要人工介入的概率更低。

箱子会掉落吗？基本不会发生，箱子不在库位上的工况主要分为3个阶段：

a.取箱吸盘叉臂收回时，箱子在收回的中途

快仓设计了推杆机构，相当于在货架和车之间架了桥，防止收回过程中掉落；

b.取箱吸盘叉臂收回后，箱子已收回到车上

快仓设计了底部阻挡机构，箱子4面都有阻挡，不会掉落；

c.放箱吸盘叉臂推出时，箱子在推出的中途

放箱高度一般比货架横梁高5mm，加上推杆结构，即使有一定的偏载或者小尺寸箱子也不会被卡住或掉落。

五问：对箱子有什么要求？

整体上来讲，对箱子的要求是比较低的。

箱子尺寸：现有产品（宽度365-420mm、高度230-600mm），更多适配尺寸开发中；

箱子重量：重量不超过30kg；

吸取平面的清洁：无积灰，无油污，无凝珠；

吸取平面的尺寸：箱子正面从箱子底部往上68mm-228mm高度范围内，要求居中保留宽度为170mm的光滑和无孔洞。

六问：应用上有哪些突破与限制？

应用场景：

1. QuickBin；

2. 塑料箱/纸箱密集存储；

3. 工作站自动撤换订单箱；

4. 料箱搬运对接输送线/装卸货机；

5. 整箱出入库场景；

6. 鞋盒无人化拣选。

应用行业：

1. 服装、美妆、图书、百货、电商等行业小尺寸SKU toB/toC拆零拣选；

2. 箱型范围满足的toB整箱无人拣选；

3. 鞋服行业鞋盒类的无人拣选；

4. 工作站订单箱自动撤换。

场景限制：

1. 目前支持30kg以内的箱子，超出重量范围时，推荐使用夹抱式机器人；

2. 旧的塑料箱加强筋位置无法满足吸盘面要求时，推荐使用夹抱式机器人；

3. 压扁变形的纸箱、货品为抛货等特殊工况，推荐使用货架到人或人工；

4. 纸箱频繁吸取会变形，建议吸取次数一般不要超过10次。

七问：箱式产品的未来会怎样？

快仓即将推出搭载了箱式吸盘机器人的QuickBin 3.0，可以在同一个仓库内柔性覆盖四大拣选场景：

1.整箱存储+拆零拣选

2.托盘存储+拆零拣选（异形、大件、挂装等业务）

3.整箱存储+整箱拣选（2B整箱、集货暂存等业务）

4.托盘存储+整箱拣选（2B整箱）