桁架機(jī)械手是一種建立在直角X，Y，Z三坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)工件進(jìn)行工位調(diào)整，或?qū)崿F(xiàn)工件的軌跡運(yùn)動(dòng)等功能的全自動(dòng)工業(yè)設(shè)備。其控制核心通過工業(yè)控制器（如：PLC，運(yùn)動(dòng)控制，單片機(jī)等）實(shí)現(xiàn)。通過控制器對(duì)各種輸入（各種傳感器，按鈕等）信號(hào)的分析處理，做出一定的邏輯判斷后，對(duì)各個(gè)輸出元件（繼電器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，指示燈等）下達(dá)執(zhí)行命令，完成X，Y，Z三軸之間的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)一整套的全自動(dòng)作業(yè)流程。

▍功能配置

機(jī)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(gè)運(yùn)動(dòng)組件為桁架機(jī)械手的核心組件，其定義規(guī)則遵循笛卡爾坐標(biāo)系。

各軸組件通常由結(jié)構(gòu)件、導(dǎo)向件、傳動(dòng)件、傳感器檢測元件以及機(jī)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(dǎo)向件、傳動(dòng)件等組件的安裝底座，同時(shí)也是機(jī)械手負(fù)載的主要承擔(dān)者。

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

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

4）傳感器檢測元件，通常兩端采用行程開關(guān)作為電限位，當(dāng)移動(dòng)組件移動(dòng)至兩端限位開關(guān)處時(shí)，需要對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行鎖死，防止其超程；此外還有原點(diǎn)傳感器以及位置反饋傳感器。

5）機(jī)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(dāng)于與桁架機(jī)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(hào)，來發(fā)送指令給個(gè)執(zhí)行元件按既定動(dòng)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(yùn)行，可用伺服電機(jī)快速響應(yīng)；

2、穩(wěn)定-------小的重復(fù)性誤差，可達(dá)0.05mm；

3、高強(qiáng)度------7x24小時(shí)工作，不需要吃飯、睡覺、抽煙等；

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

5、性價(jià)比高------相比關(guān)節(jié)機(jī)器人，其負(fù)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(biāo)體系，其運(yùn)動(dòng)參數(shù)較為簡單。

▍發(fā)展歷史

機(jī)械手首先是從美國開始研制的，其在國外有較完善的運(yùn)用。

1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。

它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)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(chǔ)上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。商名為Unimate（即萬能自動(dòng)）。運(yùn)動(dòng)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(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲(chǔ)裝置。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年，美國機(jī)械制造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用液壓驅(qū)動(dòng)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(jī)械手，是后來國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。

1978年美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種 Unimate-Vicarm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)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(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。