直角坐标式机器人主要用于生产设备的上下料，也可用于高精度的装配和检测作业，大约占工业机器人总数的14%左右。一般直角坐标式机器人的手臂能垂直上下移动（Z方向运动），并可沿滑架和横梁上的导轨进行水平面内二维移动（X、Y方向运动）。直角坐标式机器人主体结构具有三个自由度，而手腕自由度的多少可视用途而定。
直角坐标式机器人具有如下优点
（1）结构简单
（2）容易编程
（3）采用直线滚动导轨后，速度高，定位精度高
（4）在X、Y和Z三个坐标轴方向上的运动没有耦合作用，对控制系统设计相对容易些。
但是由于直角坐标式机器人必须采用导轨，带来许多问题，其主要缺点如下。
（1）导轨面的防护比较困难，不能像转动关节的轴承那样密封得很好。
（2）导轨的支撑结构增加了机器人的重量，并减少了有效工作范围
（3）为了减少摩擦需要用很长的直线滚动导轨，价格高
（4）结构尺寸与有效工作范围相比显得庞大
（5）移动部件的惯量比较大，增加了驱动装置的尺寸和能量消耗
近来一种起重机台架式直角坐标机器人的应用越来越多，在直角坐标式机器人中比重正在增加。在像装配飞机构件这样的大车间中，这种起重机台架式直角坐标机器人的X、Y坐标轴方向移动距离分别可达100m和40m，沿Z坐标轴方向可达5m，成为目前较大的机器人。并且，应为仅仅台架的立柱占据了安装位置，所以它能很好地利用车间的空间。
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