数控机床桁架机械手是一种非常简易的机械臂，它是建立在直角X，Y，Z 三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备。其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，以此实现完整的全自动作业流程，可以代替人工完成最基础的上下料，运输等工作。如下图所示，数控机床桁架机械手的基本组成。

 

机械手由结构框架、X轴组件、Y轴组件、Z轴组件、工装夹具以及控制柜，六部分组成。

 

 

其中：

1，结构框架，主要由立柱等结构件组成，其作用是将各轴架空至一定高度，多由铝型材或方管，矩形管，圆管等焊接件构成；

 

2，X轴组件、Y轴组件、Z轴组件，三个运动组件为桁架机械手的核心组件，其定义规则遵循笛卡尔坐标系。

 

各轴组件通常由结构件、导向件、传动件、传感器检测元件以及机械限位组件等五部分组成。

 

1），结构件通常由铝型材或方管，矩形管，槽钢，工字钢等结构组成，其作用是作为导向件、传动件等组件的安装底座，同时也是机械手负载的主要承担者。

 

2），导向件，常用有直线导轨，v型滚轮导轨，U型滚轮导轨，方型导轨以及燕尾槽等常用导向结构，其具体运用需根据实际使用工况以及定位精度决定。

 

3），传动件，通常有电动，气动，液压三种类型，其中电动有齿轮齿条结构，滚珠丝杠结构，同步带传动，链条传统以及钢丝绳传动等。

 

4），传感器检测元件，通常两端采用行程开关作为电限位，当移动组件移动至两端限位开关处时，需要对机构进行锁死，防止其超程；此外还有原点传感器以及位置反馈传感器。

 

5），机械限位组，其作用是在电限位行程之外的刚性限位，俗称死限位。

 

3，工装夹具，根据工件形状大小材质等有不同形式，如：真空吸盘吸取，卡盘夹取，托取或针式夹具插取等形式。

 

4，控制柜，其相当于与数控机床桁架机械手的大脑作用，通过工业控制器，采集各传感器或按钮的输入信号，来发送指令给个执行元件按既定动作去执行。

 

它的特点是，高效，稳定，高强度，高精度，性价比高，操作简单。

 

桁架机械臂各轴以极高的速度直线运行，可用伺服电机快速响应，定位精度可以达到0.02mm，相比关节机器人，其负载重量更大，制作成本更低，适合中国制造的基本国情。并且基于直角坐标系，其运动参数简单，操作简易。