码垛机器人主要由机械主体、伺服驱动系统、控制系统组成，机械主体即基座和执行机构，包括手臂结构、末端执行器即抓手、末端执行器调节机构以及检测机构，驱动系统包括动力装置和传动机构，控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令并进行控制。按不同的物料包装、堆垛顺序、层数等要求进行参数设置，实现不同类型包装物料的码垛作业。按功能划分为进袋、转向、排袋、编组、抓袋码垛、托盘库、托盘输送以及相应的控制系统等机构。
码垛机器人具有4各自由度，分别为手臂的两个关节沿垂直轴、水平轴作直线运动，机械本体和抓手绕各自的回转轴作回转运动。
手臂采用平行四边形连杆机构，由伺服电机通过带轮，同步带、滚珠丝杠、直线导轨驱动，并采用末端执行器姿态调节机构，使末端执行器即抓手实现垂直轴、水平轴无耦合线性运动。
机械本体用于承载手臂机构及其驱动机构，机械本体安装在交叉滚子轴承上，由伺服电机通过精密摆线减速机驱动，实现码垛机器人在水平面内的回转作业。抓手腕部回转有伺服电机通过精密摆线减速机驱动。机械手主要材料采用铝合金型材，具有质量轻，动作灵活等特点。
码垛机器人执行机构的控制机能为点位型，只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和搬运、装卸等作业。其输入方式为示教输入型，由操作者手动控制，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹运作。
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