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桁架机械手的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的。桁架式机械手通过工业控制器(如：PLC，运动控制，单片机等)实现。由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，所以，桁架式机器人有可能达到的位置精度(μm级)。
桁架机械手主要由多种机器人行走轴搭建而成，各机器人行走轴由重载铝型材、滚轮直线导轨和伺服电机等组成。作为运动框架和载体的重载铝型材其截面形状通过有限元分析法来优化，生产中的尽心竭力，提高其强度和直线度。采用滚轮V型导轨作为运动导轨。
桁架机械手采用型材或方钢做为主框架，镶嵌直线滑动导轨和齿轮齿条等组成，作为运动框架和载体的精制型材其截面形状通过有限元分析法来优化，生产中的尽心竭力，提高其强度和直线度。
桁架机械手常见应用的有机床上下料机器人、码垛机器人、涂胶(点胶)机器人、检测机器人、打磨抛光机器人、装配机器人、医疗机器人等。好的桁架机械手，发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手
桁架机械手的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。
桁架机械手的控制部分一般包括有程序控制部分与行程检测反馈部分，是上下料机械手中的指挥系统，因为上下料机械手中的每一个程序动作都是由控制部分来指挥执行的，包括动作的执行顺序、动作的起始位置以及时间等，此外，对运行的速度和加速度也能进行控制。
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