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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)。
桁架机械手又叫直角坐标机器人或龙门式机器人。桁架机械手和数控机床紧密配合，组成无人上下料机加工系统，能够大大的提高工作效率，降低用工成本。广泛应用于数控车床、加工、磨床、插齿机、清洁机等设备进行加工自动化上下料。
桁架机械手是工业应用中，能够实现自动控制的、可重复编程、多功能、多自由度、运动自由度间成空间直角关系、多用途的操作机。他能够搬运物体、操作工具，以完成各种作业。
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；主要构成有X轴组件、Y轴组件、Z轴组件。
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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