為了提高效率通常采用兩臺機器人，一個用于上料，一個用于下料。整個上下料過程主要由兩步完成，無論采用一個機械手還是采用兩個Z軸系統，其工作過程幾乎完全一樣：1抓取毛坯及放到工作臺卡盤上過程；2從工作臺卡盤取下零件及放置到特定位置過程。

上下料機械手工作流程圖

　　下面分別加以簡單描述：

　　一、抓取毛坯及放到工作臺卡盤上過程：

　　毛坯料通常由鏈條式傳送帶運輸到指定的位置，由氣動或電動定位機構進行初步定位，保證每次機器人從同一位置抓取零件。當X軸向右運動到毛坯料前方時 停止運動，Z軸向下運動使張開的手爪剛好能抓住毛坯件。這時閉合手爪抓住毛坯。然后Z向上運動到指定高度后(不會發生碰撞)，X軸向左運動到工作臺卡盤正 上方，然后Z軸向下運動把毛坯裝入卡盤或工裝內。然后卡盤夾緊，Z軸上升到超出機床防護罩上方，X軸再運動到毛坯上方或等待卡盤上方。

　　二、從工作臺卡盤取下零件及放置到特定位置過程：

　　當X軸運動到卡盤的正上方后，Z軸向下運動使手爪剛好能抓住工件，然后給氣壓使手爪合并抓住工件，這時機械手的控制系統控制液壓卡盤松開，當控制系統得到卡盤松開信號后，Z軸向上運動到出來機床防護板，然后X軸向左運動(取決于放下料的位置)把工件運動到放料位置正上方。這時Z軸下降到工件落到放料 件上，在張開手爪及提升Z軸，從而完成取料及放料過程。

　　以上動作安排的路徑需要與機械臂配套的上下料機構如料盤、卡盤等的位置在同一條直線上，這樣才能滿足機械臂做X-Z兩維運動的要求。如果實際情況較難滿足， 可以為機械臂再增加一個Y軸，這樣機械臂可以就可以進行X-Y-Z三軸三維運動了，靈活度可以大大增強。三軸機械臂可以根據位置情況安裝成普通三軸或梁式三軸結構。