随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善，使桁架机械手技术快速发展，其中气动桁架机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。桁架机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。桁架机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。
任务分析
我们要设计的桁架机械手能把工件从A工作台搬运到B工作台，某简易物料搬运桁架机械手的机械结构示意如下图所示。机构的上升、下降和左移、右移是由电机推动来实现的，当某一线圈得电，机构便单方向移动，直到线圈断电才停止在当前位置。夹紧和放松是由单线圈磁性开关来实现的，线圈通电则夹紧，失电则为放松。设备上装有上、下限位和左右限位开关，对机构进行行程控制。
桁架机械手的动作顺序和检测元件、执行元件的布置及工艺过程如图2所示。桁架机械手初始位置停在原点，按下起动按钮后，桁架机械手完成8个动作。桁架机械手的下降、上升、右移、左移等动作的转换是由相应的限位开关来控制的，而夹紧、放松动作是由时间来控制的。
系统要求
为了满足生产需要，桁架机械手应设置单步工作方式、连续工作方式和回原点工作方式。
1、单步工作方式
从原点开始，按照自动工作循环的步序，每按下一次起动按钮，桁架机械手完成一步的工作后，自动停止。
2、循环工作方式
按下起动按钮，桁架机械手从原点开始，按工序自动反复连续工作，直到按下停止按钮，桁架机械手在完成最后一个周期的动作后，返回原点自动停机。
3、回原点工作方式
桁架机械手控制系统在原点时，各检测元件和执行元件的状态为：左限位开关压下，上限位开关压下，工作钳处于放松状态。在原位处应有信号灯指示。当桁架机械手不在原点时，可选择回原点工作方式，然后按回原点起动按钮，使系统自动返回原点状态。
控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制桁架机械手进行工作程序的存储方式有分离存储和集中存储两种。分离存储是将各种控制因素的信息分别存储于两种以上的存储装置中，如顺序信息存储于插销板、凸轮转鼓、穿孔带内；位置信息存储于时间继电器、定速回转鼓等；集中存储是将各种控制因素的信息全部存储于一种存储装置内，如磁带、磁鼓等。这种方式使用于顺序、位置、时间、速度等必须同时控制的场合，即连续控制的情况下使用。
其中插销板使用于需要迅速改变程序的场合。换一种程序只需抽换一种插销板限可，而同一插件又可以反复使用；穿孔带容纳的程序长度可不受限制，但如果发生错误时就要全部更换；穿孔卡的信息容量有限，但便于更换、保存，可重复使用；磁蕊和磁鼓仅适用于存储容量较大的场合。至于选择哪一种控制元件，则根据动作的复杂程序和精准程序来确定。对动作复杂的桁架机械手，采用求教再现型控制系统。
更复杂的桁架机械手采用数字控制系统、小型计算机或微处理机控制的系统。控制系统以插销板用的最多，其次是凸轮转鼓。它装有许多凸轮，每一个凸轮分配给一个运动轴，转鼓运动一周便完成一个循环。
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