桁架式机械手由多维直线导轨搭建而成。直线导轨由精制铝型材、齿型带、直线滑动导轨和伺服电机等组成。作为运动框架和载体的精制铝型材其截面形状通过有限元分析法来优化设计，生产中的精益求精地确保其强度和直线度。采用轴承光杠和直线滑动导轨作为运动导轨。运动传动机构采用齿型带，齿条或滚珠丝杠。
单一的和普通的专门加工机床在大批量加工时越来越多的被得力的、标准化机床及柔性自动化生产线所替代。例如在数控车床、立式加工中心机、卧式加工中心机、数控立式车床、数控磨床、数控磨齿机等上下料时，其毛坯料可能是几公斤甚至几百公斤重，还有小型零件频繁上下料，大型电机壳体、发动机壳体、减速机壳体等的搬运也很费时、费力，机床上下料，直接影响工作效率、机床利用率及生产安全。目前诸如此类零部件的搬运在欧美发达地区早已实现自动化。在机器人和自动化工业生产领域中，龙门式机器人即实现了制造过程的全盘自动化，并采用了集成加工技术，适用于机床、生产线的上下料、工件翻转、工件转序等，同时其高精度夹持定位工具系统为机器人自动化加工提供了标准接口。
桁架机械手能够实现自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、运动自由度间成空间直角关系、多用途的自动化设备。它能够搬运物体、操作工具，以完成各种作业。准确地、不知疲倦地完成各种机床简单的重复性工作，有效提高了劳动生产率，降低了生产成本。
桁架机械手要完成整个上料过程，需完成夹紧工件、手臂升降、伸缩、回转，平移等一系列的动作，这些动作都应该在工作拍节规定的时间内完成，机床上下料机器人，具体时间的分配取决于很多因素，根据各种因素反复考虑，对分配的方案进行比较，才能确定。
桁架机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。桁架机械手可以减省工人、提、降低成本、提高产品品质、安全性好、提升工厂形象。机械手在设计的过程中，当确定运动速度机械手各动作的行程确定之后，可根据生产需要的工作拍节分配每个动作的时间，进而确定各动作的运动速度。
下面我们从应用布局，人机管理，效率，成本四个大的方面给大家做一个简单地比较分析。
布局方面
桁架机械手普遍架设在机床的上方，轨迹单一，占地面积小。 关节机器人一般是采取一对2或1对3(品字形布局)，为保证安全需对整个加工单元进行一个防护，而倒挂行走机器人由于成本太高，系统复杂稳定性低，数控机床上下料机械手，很少投入实际应用。
人机协作方面
桁架机器人生产线工人可以时时监测加工过程，问题排除迅速，抽检方便，人机协作较好。
由于关节机器人的运动轨迹不可预见性，生产单元全部封闭在实际生产过程中工人没法参与，生产过程中对单元中的料仓，生产设备，机器人进行一系列的监控管理，系统庞大复杂成本高。
“开机率”业内衡量设备稳定生产的标准。
引入机器人自动上下料料，在实际生产过程中这对毛坯质量的稳定性，刀具质量及寿命管理需有着更高的要求。关节机器人上下料。整个生产过程无人化，机床上下料定制，对刀具的管理包括具体到哪一把刀做的那一个尺寸，是否需要刀补，补刀的尺寸，只能通过测量输出端的产品尺寸来确定推测，若这一尺寸有几把刀参与，对生产管理挑战较大，系统集成要求较高。桁架机械手由于人机协作性较好，抽检，补刀都可以低门槛实现。
成本方面
单价，管理维护成本桁架机械手普遍低于关节机器人。
原始的生产方式中工人的工作包括对来料毛坯的检测，装夹的检测，刀具的检测管理。明眼人也许已经明白，其实关节机器人相对桁架机械手对原始人机协作关系的打破更加透彻，但这需要整个工艺链条的飞跃才能保证生产的稳定性无人化。
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