在许多产品的生产流程中，机器人被广泛应用以提高效率、降低成本和提升产品质量。例如，在ESTEE LAUDER公司制造唇膏时，机器人负责将唇膏和外壳从一个托盘取出，并精确地装入外壳内。类似地，在手机生产线上，机器人通过抓取托盘上的组件并将它们传送到下一步处理，以便最后将空的托盘堆叠起来。

这些码垛机器人的工作原理与直角坐标机器人的结构非常相似，因此我们先介绍直角坐标机器人，再探讨标准码垛机器人的特点及案例分析。

一、直角坐标机器人

直角坐标系中的X轴、Y轴和Z轴是直接运动轴的基础构成。在绝大多数情况下，这些轴之间形成90度夹角，而X轴和Y轴通常位于水平面内，而Z轴则代表上下的移动。这种类型的核心部件是高精度铝合金导軌带动伺服电机系统，其中单个运动系统支持最大行程5600毫米，负载1至200公斤，有着0.05毫米的定位精度最高可达8米/秒的速度。此外，由于不同应用对定位精度、有效行程、运行速度以及负载量有不同的要求，可以根据实际需求选择合适导軌组合成符合任务特性的二维或三维机械臂。

二、码垛机器人的结构

德国百格拉公司在20年的实践中发展了一系列标准化代码库。这些代码库主要用于自动化生产过程中的大量物料搬运、加工处理及转移任务，每台编排包含两摞或三摞托盘，每摞数量和尺寸可以根据具体需求调整。

图1展示了WMS型码垛设备的一个典型工作场景。在这个场景中，当A摞最顶层拖盘被抬起并平放后，它们可以通过自由编程来实现装卸操作。一旦工件经过处理，就会返回原位置或者另一个指定地点。这部分描述了其基本工作流程：首先，将一整摞待处理拖盘送至A位置；然后，用专门设计的手爪（Gripper）准确定位拾取拖盘，并进行进一步操作；完成后，将拾得工件放回原位置或其他指定区域；随后继续循环这一过程，即使整个拖板上的所有物品都已完成预定的操作，此时已经准备好的B摞接收过来的拆卸完毕后的A摞，然后再次回到最初状态去抓取新的待办事项拆卸前的材料。当整个过程结束时，所有涉及到的机械臂都会协同行动，使得每一次交换只需小于10秒钟。此外，还能安装传送带以形成流水线模式，从而显著提高产出效率。

为了配合这样的工作模式，一种名为XZ-2D-Machine 的二维机械臂由一个X轴和一个Z轴组成，其简称为“XZ-2D-Machine”。这台机械臂仅能捕获一排或几排物体，一旦捕获某一排，它就会让主力军——即具有两个方向移动能力（横向与竖向）的矩形平台——沿着该平台前进，使其能够捕获另一排等等，这样重复进行直到全部材料都被成功捡起并分配给正确的地方。技术规格表列出了WMS400, WMS600, 和 WMS800三个不同版本之间比较数据，如容纳空间大小、最大承重量以及所需能源消耗等参数，为用户提供灵活选择方案，同时也展示了如何通过调整设计参数来满足各种特殊需要，如旋转性质变化甚至扩展成为多个独立模块集群以执行更复杂功能。而且由于控制系统采用IPC，可以轻易修改程序以适应新产品开发需求。这就是WMS系列标准化代码库的一般性质，以及它如何结合特殊设计元素，以优化自动化工业生态环境中的各项运作步骤。