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，然后放入另一拖盘以备下一步处理。此外，在手机制造过程中，机器手爪会抓取装有外壳、印刷电路板和塑料包装显示部件的托盘，将它们一一送往传送带，以便进行进一步加工。在这些码垛操作中，由于结构与工作原理相似且都基于直角坐标机器人，本文首先介绍了直角坐标机器人，再深入探讨标准码垛机器人及其典型案例。

一、直角坐标机器人的概述

直角坐标机器人的核心特点是由几个独立运动轴构成，其中X轴、Y轴通常位于水平面内，而Z轴则代表上下方向。每个运动轴都是由精密铝材制成的导轨系统、齿形带及伺服电动系统组合而成。单个运动轴可以达到5600毫米行程，有1-200公斤负载能力，定位精度可达0.05毫米，同时支持8米/秒最高速度。根据具体任务需求，我们可以选择合适的导轨形式并组合不同类型来实现目标。

二、码垛机器人的结构设计

德国百格拉公司通过20年的实践经验形成了一系列标准化代码机械臂。这类机械臂主要用于大批量工件搬运和转移任务，每台设备配备两至三摞托盘，其数量和尺寸随应用需求而定。在以下WMS型号作为示例，我们将详细分析其工作原理：

图1展示了A摞托盘最顶层被抬起并移动到水平位置，此时，可以自由编程确定物品装卸位置。一旦A摞完成处理后，它会被放回原位或转移到另一个位置。整个过程涉及使用传送带或推车将待处理材料输送至A位置；利用工艺装置对A摞进行精确定位；然后手爪（Gripper）沿Y軸导向下降至最上层拖盘处抓紧；升高停止后，再次回到固定高度以准备接收新的一排待处理材料。当所有拾取材料完成后，将已处理过的材料置于B摞，最终返回去捕捉新的待用材料重复这个交换过程，这一切需在10秒之内完成。

技术规格：

| 技术规格/型号 | WMS 400 | WMS 600 | WMS 800 |

| --- | --- | --- | --- |

| 托盘交换时间 (s) | 10 | 10 | 10 |

| 托盘最大重量 (Kg) Max.5 Max.20 Max.30 |

| 托盘最大尺寸 (mm) 300×400 400×600 600×800 |

| 定位精度 (mm) ±0.1 ±0.1 ±0.1 |

| 总重量 (Kg) 大约250 大约300 大约350 |

这就是WMS标准码垛机械臂的一些技术数据，并且可以根据需要定制不同形状和尺寸的托盘以及旋转功能，使得自动化装载与卸载成为可能。此外，控制系统采用IPC（工业计算机构架），允许灵活调整程序以适应新产品，从而提高效率。

总结

通过以上对码垛机械臂结构及工作流程介绍，让读者初步了解这一类械体广泛应用领域。不论是在医药行业还是包装业或仪表制造等众多行业，都能够发现这些基于直角坐标机械臂构建起来的大规模自动化解决方案，因为它们既经济又高效，将在未来的更多场景中得到更广泛地采纳与发展。