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。
上下料桁架机械手通过驱动部分来产生动力，因此驱动部分也是它的动力源，通常有液压、气压、电力以及机械式驱动四种不同的驱动形式。其中，液压驱动系统是由油缸、阀、油阀和油箱等组成；气压驱动系统是由气缸、气阀、空压机（或由空气压缩机站直接提供）和储气罐等组成；电机驱动系统是由一些电动机组成。
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