CNC机床桁架式机器人的结构组成及动作原理解析

CNC机床桁架式机械手主要实现机床制造过程的全自动化，采用一体化加工技术，适用于生产线的装卸、工件翻转、工件旋转等。

CNC机床桁架式机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。根据机器人的结构，可分为直角坐标型，机械手沿二维直角坐标系运动。主要部件通常为龙门结构，由Y向横梁及导轨、Z向闸板、十字滑块座、立柱、过渡连接板和底座组成。随着z轴齿轮减速器上的直线齿轮减速器带动齿轮齿条沿z轴方向快速运动。运动部件为轻型十字滑块和Z向柱塞。闸板由铝合金制成。横梁由方型钢制成。导轨和齿条安装在横梁上，横梁通过滚轮与导轨接触，整个机械手悬浮在横梁上。

CNC机床桁架式机器人的控制核心由工业控制器(如：PLC、运动控制、单片机等)实现。控制器通过对各种输入信号(各种传感器、按钮等)的分析和处理，经过一定的逻辑判断后，向各输出元件(继电器、电机驱动器、指示灯等)发出执行指令，完成X、y、Z三轴的联动运动，从而实现全套自动化操作流程。

在国内的机械加工中，目前很多企业采用专用机械或人工机械装卸材料。然而，随着社会的进步和发展，科学技术的不断进步，产品升级换代的加快，特种机械和劳动存在着占地面积大、灵活性不足、生存效率低等诸多不足，已不能满足大规模生产的需要。

由于CNC机床桁架式机械手输送速度快，加速度高，加减速时间短。在运输重型工件时，惯性较大，伺服驱动电机应具有足够的驱动和制动能力，支撑元件也应具有足够的刚度和强度。只有这样，伺服电机才能满足桁架机械手快速响应、高刚度、高精度的要求 。

在选择合适的伺服电机时，根据物料运动的距离和运行节拍计算伺服系统的位移和轨迹，并动态调整驱动器的PID参数。桁架机械手根据接收到的位移和速度指令进行更改、放大和调整后，转移到运动单元，在高速运输过程中，运动部件在很短的时间内达到给定的速度，并在高速行驶中瞬间停止。通过高分辨率绝对式编码器的插补运算，控制了机械误差和测量误差对运动精度的影响。

由于输送的工件质量不同，CNC机床桁架式机器人有多种规格和系列。在选择时，要根据待输送工件的质量、加工时间进行选择。但是，机械臂和夹紧方式是根据被输送工件的形状和结构以及机床夹具的夹紧方式来设计的。