桁架机械手主要实现机床制造过程的完全自动化，并采用了集成加工技术，适用于生产线的上下料、工件翻转、工件转序等。桁架机械手由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。按机器人结构分类为直角坐标型，机械手沿二维直角坐标系移动。

 

主体部分通常采用龙门式结构，由y向横梁与导轨、z向滑枕、十字滑座、立柱、过渡连接板和基座等部分组成，z向的直线运动皆为交流伺服电动机通过蜗轮减速器驱动齿轮与y向横梁、z向滑枕上固定的齿条作滚动，驱动移动部件沿导轨快速运动。

 

移动部件为质量较轻的十字滑座和z向滑枕，滑枕采用由铝合金拉制的型材。横梁采用方钢型材，在横梁上安装有导轨和齿条，通过滚轮与导轨接触，整个机械手都悬挂在其上。

 

桁架机械手的控制核心通过工业控制器(如：PLC，运动控制，单片机等)实现。通过控制器对各种输入(各种传感器，按钮等)信号的分析处理，做出一定的逻辑判断后，对各个输出元件(继电器，电机驱动器，指示灯等)下达执行命令，完成X，Y，Z三轴之间的联合运动，以此实现一整套的全自动作业流程。

 

在国内的机械加工，目前很多都是使用专机或人工进行机床上下料的方式，但是随着社会的进步和发展，科技的日益进步，产品更新换代加快，专机和人工有很多不足，占地面积大，柔性不够，生存效率低下，等等已经不能满足大批量生产的需求。

 

由于桁架机械手输送的速度快，加速度大，加减速时间短。当输送较重的工件时，惯量大，因此，伺服驱动电机要有足够的驱动和制动的能力，支撑元件也要有足够的刚度及强度。只有这样，才能使伺服电动机满足桁架机械手输送的高响应、高刚度及高精度要求。

 

在选择合适伺服电动机的情况下，根据物料运动的距离和运行节拍，计算出伺服系统的位移和轨迹，对驱动器PID参数进行动态调整。桁架机械手根据接收到的位移、速度指令，经变化、放大并调整处理后，传递给运动单元，通过光纤传感器对运行状态进行实时检测，在高速搬运过程中，运动部件在极短的时间内到达给定的速度，并能在高速行程中瞬间准停，通过高分辩率绝对式编码器的插补运算，控制机械误差和测量误差对运动精度的影响。

 

由于被输送的工件不同，质量也不同，因此，桁架机械手有多种规格和系列。在选择时，根据被输送工件的质量，加工的节拍来选取。但机械手的手臂，夹持方式，则根据被输送工件的形状、结构及机床夹具定夹方式来设计。