桁架機械手是一種建立在直角X，Y，Z三坐標系統(tǒng)基礎上，對工件進行工位調(diào)整，或?qū)崿F(xiàn)工件的軌跡運動等功能的全自動工業(yè)設備。其控制核心通過工業(yè)控制器（如：PLC，運動控制，單片機等）實現(xiàn)。通過控制器對各種輸入（各種傳感器，按鈕等）信號的分析處理，做出一定的邏輯判斷后，對各個輸出元件（繼電器，電機驅(qū)動器，指示燈等）下達執(zhí)行命令，完成X，Y，Z三軸之間的聯(lián)合運動，以此實現(xiàn)一整套的全自動作業(yè)流程。

▍功能配置

機械手由結(jié)構(gòu)框架、X軸組件、Y軸組件、Z軸組件、工裝夾具以及控制柜，六部分組成。

1、結(jié)構(gòu)框架，主要由立柱等結(jié)構(gòu)件組成，其作用是將各軸架空至一定高度，多由鋁型材或方管，矩形管，圓管等焊接件構(gòu)成；

2、X軸組件、Y軸組件、Z軸組件，三個運動組件為桁架機械手的核心組件，其定義規(guī)則遵循笛卡爾坐標系。

各軸組件通常由結(jié)構(gòu)件、導向件、傳動件、傳感器檢測元件以及機械限位組件等五部分組成。

1）結(jié)構(gòu)件通常由鋁型材或方管，矩形管，槽鋼，工字鋼等結(jié)構(gòu)組成，其作用是作為導向件、傳動件等組件的安裝底座，同時也是機械手負載的主要承擔者。

2）導向件，常用有直線導軌，v型滾輪導軌，U型滾輪導軌，方型導軌以及燕尾槽等常用導向結(jié)構(gòu)，其具體運用需根據(jù)實際使用工況以及定位精度決定。

3）傳動件，通常有電動，氣動，液壓三種類型，其中電動有齒輪齒條結(jié)構(gòu)，滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，同步帶傳動，鏈條傳統(tǒng)以及鋼絲繩傳動等。

4）傳感器檢測元件，通常兩端采用行程開關作為電限位，當移動組件移動至兩端限位開關處時，需要對機構(gòu)進行鎖死，防止其超程；此外還有原點傳感器以及位置反饋傳感器。

5）機械限位組，其作用是在電限位行程之外的剛性限位，俗稱死限位。

3、工裝夾具，根據(jù)工件形狀大小材質(zhì)等有不同形式，如：真空吸盤吸取，卡盤夾取，托取或針式夾具插取等形式。

4、控制柜，其相當于與桁架機械手的大腦作用，通過工業(yè)控制器，采集各傳感器或按鈕的輸入信號，來發(fā)送指令給個執(zhí)行元件按既定動作去執(zhí)行。

▍產(chǎn)品特色

1、效率--------其各軸以很高的速度直線運行，可用伺服電機快速響應；

2、穩(wěn)定-------小的重復性誤差，可達0.05mm；

3、高強度------7x24小時工作，不需要吃飯、睡覺、抽煙等；

4、高精度------定位精度可達0.02mm（基于制作成本原因，可根據(jù)使用工況適當放大定位精度）；

5、性價比高------相比關節(jié)機器人，其負載重量大，制作成本低，適合于“中國智造”基本國情；

6、操作簡單------基于直角坐標體系，其運動參數(shù)較為簡單。

▍發(fā)展歷史

機械手首先是從美國開始研制的，其在國外有較完善的運用。

1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。

它的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。

1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。商名為Unimate（即萬能自動）。運動系統(tǒng)仿照坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮、用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲裝置。不少球坐標通用機械手就是在這個基礎上發(fā)展起來的。同年，美國機械制造公司也實驗成功一種叫Vewrsatran機械手。該機械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用液壓驅(qū)動控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。這兩種出現(xiàn)在六十年代初的機械手，是后來國外工業(yè)機械手發(fā)展的基礎。

1978年美國Unimate公司和斯坦福大學，麻省理工學院聯(lián)合研制一種 Unimate-Vicarm型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于±1毫米。聯(lián)邦德國KnKa公司還生產(chǎn)一種點焊機械手，采用關節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。