近幾年來(lái)，機床行業(yè)發(fā)展很快，技術(shù)水平有了很大的提高，與國外的差距變得越來(lái)越小，尤其是加工中心機床開(kāi)始引用桁架機械手后發(fā)展速度特別快。采用桁架機械手輸送的柔性加工自動(dòng)線(xiàn)，可以大大提高數控企業(yè)的生產(chǎn)效率，推動(dòng)由桁架式機械手輸送的柔性加工自動(dòng)線(xiàn)向國際水準邁進(jìn)。
桁架機械手主要實(shí)現機床制造過(guò)程的完全自動(dòng)化，并采用了集成加工技術(shù)，適用于生產(chǎn)線(xiàn)的上下料、工件翻轉、工件轉序等。桁架機械手由主體、驅動(dòng)系統和控制系統三個(gè)基本部分組成。按機器人結構分類(lèi)為直角坐標型，機械手沿二維直角坐標系移動(dòng)。
主體部分通常采用龍門(mén)式結構，由Y向橫梁與導軌、Z向滑枕、十字滑座、立柱、過(guò)渡連接板和基座等部分組成，Z向的直線(xiàn)運動(dòng)皆為交流伺服電動(dòng)機通過(guò)蝸輪減速器驅動(dòng)齒輪與Y向橫梁、Z向滑枕上固定的齒條作滾動(dòng)，驅動(dòng)移動(dòng)部件沿導軌快速運動(dòng)。
移動(dòng)部件為質(zhì)量較輕的十字滑座和z向滑枕，滑枕采用由鋁合金拉制的型材。橫梁采用方鋼型材，在橫梁上安裝有導軌和齒條，通過(guò)滾輪與導軌接觸，整個(gè)機械手都懸掛在其上。
桁架機械手的控制核心通過(guò)工業(yè)控制器(如：PLC，運動(dòng)控制，單片機等)實(shí)現。通過(guò)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(gè)輸出元件(繼電器，電機驅動(dòng)器，指示燈等)下達執行命令，完成X，Y，Z三軸之間的聯(lián)合運動(dòng)，以此實(shí)現一整套的全自動(dòng)作業(yè)流程。
由于桁架機械手輸送的速度快、加速度大、加減速時(shí)間短，當輸送較重的工件時(shí)，由于慣量大，伺服驅動(dòng)電機要有足夠的驅動(dòng)和制動(dòng)的能力，支撐元件也要有足夠的剛度及強度。只有這樣，才能使伺服電動(dòng)機滿(mǎn)足桁架機械手輸送的高響應、高剛度及高精度要求。
在選擇合適伺服電動(dòng)機的情況下，根據物料運動(dòng)的距離和運行節拍，計算出伺服系統的位移和軌跡，對驅動(dòng)器PID參數進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整。
數控機床桁架機械手根據接收到的位移、速度指令，經(jīng)變化、放大并調整處理后，傳遞給運動(dòng)單元，通過(guò)光纖傳感器對運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，在高速搬運過(guò)程中，運動(dòng)部件在極短的時(shí)間內到達給定的速度，并能在高速行程中瞬間準停，通過(guò)高分辨率絕對式編碼器的插補運算，控制機械誤差和測量誤差對運動(dòng)精度的影響。
由于被輸送的工件不同，質(zhì)量也不同，因此，數控機床桁架機械手有多種規格和系列。在選擇時(shí)，根據被輸送工件的質(zhì)量，加工的節拍來(lái)選取。但機械手的手臂，夾持方式，則根據被輸送工件的形狀、結構及機床夾具定夾方式來(lái)設計。
