一、行业相关定义
全自动码垛设备是一种通过机械执行机构(如机械臂、抓手)、电气控制系统(如PLC、伺服电机)、传感器(如视觉、压力、位置传感器)协同工作,无需人工干预即可完成“物料识别-抓取-移位-精准堆叠-托盘输出”全流程的自动化装备。
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根据核心结构分类,全自动码垛设备可以分为机器人码垛机和机械式码垛机两大类,其各自特点如下:
全自动码垛设备分类及对比
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设备类型 |
核心结构 |
优势 |
典型应用场景 |
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机器人码垛机 |
以多自由度机械臂(常见 4 轴、6 轴)为核心,末端搭载可更换抓手 |
灵活性强、占地面积小、适配多品类物料 |
精细化工、食品、医药等多批次小批量生产 |
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机械式码垛机 |
以刚性输送轨道、机械夹爪为核心,通过固定轨迹完成码垛(如龙门式、立柱式) |
承重能力强、速度快、维护成本低 |
化肥、建材等大宗物料规模化生产 |
资料来源:观研天下数据中心整理
二、行业规模现状
1、市场规模
经过多年发展,我国全自动码垛设备发展较为成熟,行业市场规模保持较为稳定,2024年全自动码垛设备市场规模约为248.86亿元,2025年上半年约为125.24亿元。
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2、供应规模
国产替代是当前全自动码垛设备行业主要的供给端改变。近年来,国内全自动码垛设备企业在技术创新和产品质量方面取得了显著进步,国产设备的市场份额逐渐提高。国产设备在性价比、售后服务等方面具有一定的优势,逐渐替代进口设备,成为市场上的主流选择。2024年,我国全自动码垛设备产量约为35.21万套,2025年上半年约为20.88万套。
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3、需求规模
由于行业定制化特征较为明显,因而总体的需求与供给较为匹配,2024年全自动码垛设备销量约为34.37万套,2025年上半年约为17.27万套。
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4、行业供需平衡分析
从总体来看,全自动码垛设备行业的供需呈现出动态平衡的态势。随着技术的进步和产能的提升,供应能力不断增强,能够满足市场日益增长的需求。近几年行业产销率如下:
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三、行业细分市场分析
1、化工领域
全自动码垛设备作为化工行业自动化生产的关键环节,能够针对化工物料腐蚀性、易燃易爆、有毒有害、形态多样(粉末、颗粒、液体)等特性,实现物料的高效、安全、精准码垛,其应用不仅解决了人工码垛效率低、劳动强度大、安全风险高的痛点,更契合了化工行业对安全生产、合规管理和智能化升级的核心需求。
化工物料的包装形式直接决定了码垛设备的类型与适配方案,常见应用场景可分为以下几类:
(1)桶装物料码垛
化工行业中,油漆、涂料、溶剂、润滑油、腐蚀性液体(如盐酸、烧碱)等多采用塑料桶、铁桶包装。全自动码垛设备需具备防泄漏设计(如抓手与桶口贴合密封)、耐腐蚀材质,且整机需符合防爆等级,避免静电或机械摩擦引发安全事故。
(2)箱装物料码垛
化工行业中,医药中间体、化学试剂、小包装农药、日化化工品等多采用纸箱、瓦楞箱或塑料周转箱包装。
(3)袋装物料码垛
化工行业中,化肥(尿素、复合肥)、洗衣粉、纯碱、树脂粉末、橡胶颗粒等多采用编织袋、牛皮纸袋或覆膜袋包装。针对粉末类物料易产生粉尘的问题,全自动码垛设备通常搭配防尘罩、负压除尘系统,符合化工行业粉尘防爆标准。
相比人工码垛或半自动设备,全自动码垛设备在化工行业的核心价值体现在“安全、效率、合规”三大维度,近年来市场需求快速增长,市场规模从2020年的34.77亿元,增长至2023年的36.85亿元,到2024年已经增长至37.33亿元。
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其中,值得关注的是化工粉粒料全自动包装码垛成套设备,大幅提升生产效率,满足化工行业规模化生产需求,尤其适合化工企业的智能化自动化升级。近年来市场规模增长迅速,2023年化工粉粒料全自动包装码垛成套设备市场规模已经达到6.19亿元,2024年增长至6.27亿元,2025上半年达到3.18亿元。具体如下:
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2、食品领域
劳动力成本上升、人口结构变化及“用工荒”问题推动企业采用机器人替代重复性劳动。全自动码垛机可实现24小时连续作业,效率提升 30%以上,同时食品饮料行业对包装一致性、卫生标准要求严格,全自动设备可减少人工接触,提升生产效率,并降低职业伤害风险。食品行业是码垛设备的主要应用领域之一,受益于消费升级和包装自动化需求增长,2024年市场规模达到了171.22亿元。
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四、行业竞争情况
根据观研报告网发布的《中国全自动码垛设备行业发展趋势分析与投资前景研究报告(2026-2033年)》显示,目前全球码垛设备市场呈现“三足鼎立”态势:欧美企业以ABB、KUKA为代表占据高端市场;日系品牌如发那科在精密领域保持优势;而中国厂商正通过性价比和技术创新实现快速追赶。在全自动码垛成套设备方面,目前,国内外能够提供产品研发生产的企业较多,但国内竞争对手多数规模较小,有的技术实力不强,只能生产单机产品或单元系统产品;有的产品质量不高,缺乏客户满意度等诸多不足。
中国全自动码垛设备行业市场集中度受多重因素共同作用,呈现“头部集中、国产崛起”的特征。具备核心零部件自研能力、定制化服务水平高、生态协同强的头部企业不断扩大市场份额,而技术薄弱、转型缓慢的中小厂商逐步被淘汰。ABB、KUKA、FANUC等国际品牌在高端市场仍具竞争力,但受本土品牌冲击,其在中国市场的份额不断下滑。国际品牌若无法在高端市场建立技术代差,或在中低端市场实现成本优化,其市场份额将持续萎缩,行业集中度将呈现“强者恒强”的格局。
五、行业未来发展趋势
1、智能化升级,迈向智慧决策时代
在科技飞速发展的当下,全自动码垛设备正从单纯的自动化执行工具,向具备智能决策能力的核心生产单元转型。随着工业互联网、AI算法等前沿技术的深度渗透,其智能化进程呈现出多维度的发展态势,这不仅大幅提升了码垛环节的效率,更使其能够深度融入智能制造的大体系之中,成为连接生产与仓储的关键“智慧枢纽”。
AI视觉技术与柔性抓取系统的融合,让全自动码垛机得以突破传统局限,从容应对复杂多样的异形货物。以往,面对如桶装化工原料、不规则纸箱这类形状特殊的物品,传统码垛机因依赖固定程序,常常出现卡滞甚至无法作业的情况。如今,新一代设备借助高清摄像头,配合先进的深度学习算法,能够在1秒内精准识别货物的形状、尺寸乃至表面纹理,进而快速判断出最优抓取点,针对桶装货物选择桶口边缘,对于纸箱则锁定重心位置。柔性抓手采用硅胶材质,通过气压灵活调节松紧度,既能牢固抓取金属零件,又能轻柔捧起易碎物品,有效避免挤压损伤。展望未来,AI视觉还将与3D建模技术结合,提前预判货物堆叠后的稳定性,从源头上规避倒塌风险。
数字孪生技术的应用,让全自动码垛机从孤立运行迈向数据互联的新阶段,成为智能制造网络中不可或缺的节点。设备运行期间,机械臂速度、抓手力度、码垛精度等关键数据被实时采集,在虚拟系统中构建出精准的“数字副本”。管理人员借助这一数字孪生模型,能够远程、直观地查看设备状态,提前察觉潜在故障,比如当某个关节的磨损数据出现异常时,系统会自动发出维护提醒,避免突发停机给生产带来的损失。更为重要的是,码垛机能够与上游的灌装线、下游的仓储系统实现无缝联动。当灌装线提速,码垛机可自动调整运行节奏;仓库货架剩余空间发生变化时,码垛机也能实时优化垛型高度,确保货物顺利入库。
2、集成化发展,满足多元复杂需求
近年来,多品种、小批量商品市场持续扩张,中、小型用户数量急剧增长,这使得市场对多功能通用码垛机器人的需求愈发旺盛。为实现多种功能的集成,满足不同物品的码垛要求,全自动码垛设备正朝着模块化、集成化的方向大步迈进。
在模块化设计方面,设备将整体结构拆解为多个独立的功能模块,如抓取模块、搬运模块、码垛模块等。每个模块都具备标准化的接口和参数,可根据实际生产需求进行灵活组合与替换。这不仅缩短了设备的研发与制造周期,降低了生产成本,还为后期的维护与升级提供了便利。当企业生产工艺发生变化,只需更换相应的功能模块,就能让码垛设备迅速适应新的生产要求,而无需对整个设备进行大规模改造。
集成化则体现在设备对多种先进技术的融合应用。除了将机械、电气、控制等传统技术深度集成外,还融入了先进的传感器技术、通信技术以及人工智能技术。例如,通过集成高精度的力传感器和视觉传感器,码垛设备能够实时感知抓取物体的重量、形状和位置信息,从而精准控制抓取力度和动作路径,避免物品损坏或码放偏差。同时,借助通信技术,码垛设备可与生产线上的其他设备以及企业的管理系统进行数据交互,实现生产流程的自动化与智能化管控。
3、环保化转型,践行绿色发展理念
在国家环保政策日益严格,以及工业制造业环保压力持续增大的双重背景下,全自动码垛设备的环保化转型已成为不可逆的发展趋势。
从政策层面来看,我国出台了一系列环保政策,对各行业的生产过程提出了更高的环保要求,全自动码垛设备所应用的工业制造业作为环保重点监管领域,更是受到密切关注。这促使相关企业必须将环保理念融入码垛设备的研发、生产与使用过程中。
在技术实现上,一方面,研发人员致力于提升设备的能源利用效率,采用节能型的驱动电机、优化的电路设计以及智能的能源管理系统,降低设备运行过程中的能耗。例如,部分新型码垛设备通过采用变频调速技术,可根据实际工作负载自动调整电机转速,避免能源浪费。另一方面,在设备的制造材料选择上,更加注重使用环保、可回收的材料,减少对环境有害的化学物质使用。同时,在设备运行过程中,降低噪音、减少废气和废水排放等方面也取得了显著进展,如采用隔音材料降低设备运行噪音,通过优化工艺减少生产过程中的废气产生。
4、定制化服务,贴合细分行业需求
随着市场竞争的加剧以及各行业生产工艺的日益复杂,针对特殊行业的定制化码垛解决方案正逐渐成为市场的新热点。不同行业对码垛设备有着独特的需求,全自动码垛设备厂商通过与行业专家深度合作,能够精准把握这些特殊需求,推出更贴合细分市场的产品。
以食品和化妆品行业为例,由于对卫生和安全有着极为严格的要求,码垛设备在设计和制造时需要充分考虑这些因素。设备的材质必须符合食品级或医药级标准,具备良好的耐腐蚀、易清洁性能,避免在码垛过程中对产品造成污染。同时,在码垛方式上,需要根据食品和化妆品的包装特点,如瓶装、盒装、袋装等,设计专门的抓取和码放程序,确保产品在码垛过程中的完整性和安全性。
在电子行业,由于电子产品体积小、精度高,对码垛设备的定位精度和稳定性提出了极高要求。定制化的码垛设备通过采用高精度的传感器和先进的运动控制算法,能够实现微米级别的定位精度,满足电子元器件的码垛需求。而且,针对电子行业生产过程中的静电防护要求,设备还会配备专门的防静电装置,确保产品不受静电影响。(WWTQ)
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