桁架機械手是一種建立在直角X，Y，Z三坐標系統基礎上，對工件進行工位調整，或實現工件的軌跡運動等功能的全自動工業設備。其控制核心通過工業控制器（如：PLC，運動控制，單片機等）實現。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，電機驅動器，指示燈等）下達執行命令，完成X，Y，Z三軸之間的聯合運動，以此實現一整套的全自動作業流程。

▍功能配置

機械手由結構框架、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、結構框架，主要由立柱等結構件組成，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，其定義規則遵循笛卡爾坐標系。

各軸組件通常由結構件、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）結構件通常由鋁型材或方管，矩形管，槽鋼，工字鋼等結構組成，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構，其具體運用需根據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構，滾珠絲杠結構，同步帶傳動，鏈條傳統以及鋼絲繩傳動等。

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，根據工件形狀大小材質等有不同形式，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，通過工業控制器，采集各傳感器或按鈕的輸入信號，來發送指令給個執行元件按既定動作去執行。

▍產品特色

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，可根據使用工況適當放大定位精度）；

5、性價比高------相比關節機器人，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，其運動參數較為簡單。

▍發展歷史

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年美國聯合控制公司研制出臺機械手。

它的結構是：機體上安裝一個回轉長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構，控制系統是示教形的。

1962年，美國聯合控制公司在上述方案的基礎上又試制成一臺數控示教再現型機械手。商名為Unimate（即自動）。運動系統仿照坦克炮塔，臂可以回轉、俯仰、伸縮、用液壓驅動；控制系統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。該機械手的立柱可以回轉、升降采用液壓驅動控制系統也是示教再現型。這兩種出現在六十年代初的機械手，是后來國外工業機械手發展的基礎。

1978年美國Unimate公司和斯坦福大學，麻省理工學院聯合研制一種 Unimate-Vicarm型工業機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業，定位誤差小于±1毫米。聯邦德國KnKa公司還生產一種點焊機械手，采用關節式結構和程序控制。