在许多产品的生产流程中，机器人的应用不仅能显著提升生产效率和降低成本，还能保证产品质量。例如，在ESTEE LAUDER公司的唇膏生产线上，机器人负责将唇膏从拖盘中精确取出，并将其装入外壳内，最后将成品放回拖盘。同样，在手机制造业中，机器人负责整齐地搬运各种零部件，如外壳、印刷电路板和显示屏，以便进行后续加工。

这些码垛机器人的设计与工作原理在多个行业都有所体现，比如医药、包装、仪表组装以及继电器生产等。由于它们结构相似且以直角坐标机器人为基础，本文首先介绍了直角坐标机器人，然后详细阐述了标准码垛机器人的构造及其应用案例。

一、直角坐标机器人

直角坐标系统主要由三种线性运动轴构成，即X轴、Y轴和Z轴。在大部分情况下，这些轴间的夹角为90度，其中X和Y轴是水平面上的运动，而Z轾则是垂直方向的移动。这种类型的核心部件是精密铸造或冷拔铝型材制成的线性导轨，它们可以通过齿形带驱动并配备伺服电机来实现高精度、高速度、高负载能力的运动控制。此类单根运动轴最大行程可达5600毫米，其负载范围从1到200公斤，每次定位误差约为0.05毫米，最快时速可达8米每秒。

根据不同的应用需求，可以选择合适的地面导辊形式，从而组合出特定的二维、三维甚至四维或五维空间中的不同类型机械臂。这类机械臂通过同步协作能够完成复杂任务，而最常见的一种形式就是标准化系列码垛机械臂，它们针对各自不同的工业领域形成多种标准化模块。

二、码垛机械臂结构

德国百格拉公司经过20年的实践经验积累了一系列标准化代码库，这些代码库用于自动化工艺流程中执行大量物料搬运及处理操作。每个这样的机械手通常拥有两摞或者三摞托盘，每摞托盘数量和尺寸随具体使用场景而定。

以WMS型作为示例，我们可以深入探讨其工作原理：图1展示了A摞托盘顶层被抬起并移动至水平位置，此时通过自由编程实现物料装卸操作。一旦托盘中的工件被处理完毕，它会返回原位，或转移到另一位置。接着描述其工作过程：首先，用传送带或手推车将一个完整的A摞托盘送至A位置；然后利用工控系统使之精确定位，并允许Gripper（抓取装置）沿着Y軸导向下降至拖板最顶端捕捉它；升至固定高度后停止待命。当另外一台2D XZ軸機械手对该拖板内物料进行进一步处理后，将已处理完毕但还未移出的物料恢复到原始位置。这整个过程持续进行，一旦所有拖板内部物料均已完成预设任务，就会把已经清空后的B摆置于新的拆分区域，上升放开B摆置最上层再返回抓取新待处理者A摆置第一个待分割者的拆分区间单位时间小于十秒。而整个程序配置可能包括设置X軸與Y軸運動速度加減速，以及优化導引軌行進時間以提高效率，同时可以安装長條傳輸帶於X方向形成連續生產線模式，从而极大提升产量效率。

配套图1的是一种具有两个横向(X)与一个纵向(Z)移动空间的小型2D平面翻滚式搬运设备称之为"XZ機械手"。这个设备仅能一次性抓取一排或几排零件，当它完成对第一排或者几排零件处置之后，碼罐機械的手就要移動，使得“XZ機械手”只能去触碰另一排或者几个排零件依此重复循环一直到所有拷贝位于該碼罐內的一个棍子都得到正确處理过。

技术规格：

托盘交换时间: 10秒

托盘最大尺寸: 300×400毫米

定位精度: ±0.1毫米

这是一款WMS标准码垛机械臂技术规格数据，也可以根据客户需求定制不同形状大小样的托盤，並且這些運輸容櫃還可旋轉。在無需時期，這種碼罐機械臂也能擴展為更複雜結構來實現自動裝載及卸载功能。此類運輸容櫃既可通過傳送帶運輸亦可透過推車方式將之送入並從其中取出碼罐內部儲存區域。而x軸行走距離y軸行走距離以及gripper尺寸及執持力度都是設計選項之一，因為控制系統採用IPC，因此修改控制程序變更運轉速度及步距都相對容易以應對新產品需要。此類技術正因其優越性能逐漸受到更多工業領域廣泛應用期待。在眾多產業界間，不僅成本低廉，而且效率更高，更促進了這類專業級碼罐機械臂日益普遍應用的趨勢發展前沿邊緣。不論是在醫療保健用品製造場上，或是電子元件組裝廠房裡，這些特殊設計コード库顯得不可或缺，因為它们不仅提供灵活性，还简化了复杂过程，让自动化更加紧凑有效果捷，同时也有助于减少错误发生概率，为企业提供稳定的生产环境。