自動化桁架機械手是柔性生產(chǎn)線中物流輸送系統(tǒng)中的一個重要組成部分，其在高空中把被加工零件從一臺機床運送到另一臺機床上，并執(zhí)行機床的自動上下料。如圖所示，自動化桁架機械手多是采用龍門式結(jié)構(gòu)，由Y向橫梁與導軌、Z向滑枕、十字滑座、立柱、過渡連接板和基座等部分組成，Y軸和Z軸基本采用滾輪導軌和齒輪齒條傳動系統(tǒng)，并安裝在高強度的鋁型材或鋼架橫梁基礎上。

自動化桁架機械手的工作狀態(tài)和使用壽命同其結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性有很大的關系，因此有必要對其進行詳細的動態(tài)特性分析。動態(tài)特性的理論分析和實驗研究，采用的主要方法是模態(tài)分析法，包含如下三大部分。

靜剛度是衡量桁架機械手性能的重要指標。根據(jù)桁架結(jié)構(gòu)，當滑枕沿豎直方向移動到最下端時，其伸出量最大，此時變形也最大，所以整機的靜剛度分析選擇此時機械手的位置來計算，可計算出滑枕最下端沿各個軸向的靜位移量：

X軸向：0.210mm

Y軸向：0.190mm

Z軸向：0.010mm

由計算結(jié)果可知，整個機構(gòu)在X方向的變形量最大，剛度較弱，這是由于滑枕承載時，橫梁產(chǎn)生了扭曲變形所致?；硪彩窃摍C械手靜剛度的薄弱環(huán)節(jié)，可以采用加強筋或增加橫梁的壁厚等措施來提高靜剛度。

模態(tài)分析用于確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，其作用不僅是為了避免各機械零件和結(jié)構(gòu)在工作時發(fā)生共振，比如橫梁水平方向的彎曲振動和橫梁的扭矩變形的模態(tài)分析：

橫梁較低的彎曲剛度給系統(tǒng)動態(tài)特性帶來的影響大。由于十字滑座和滑枕隨著橫梁一起振動和扭曲，將影響安裝在滑枕下端機械手部的定位精度，導致自動化桁架機械手在上下料時產(chǎn)生較大的偏差，從而影響工件在機床上的準確定位。此外，橫梁的彎曲變形和扭曲變形直接影響固定在橫梁上的導軌的直線度和平行度，也對自動化桁架機械手的定位精度產(chǎn)生影響。