摘（zhāi）　要：本（běn）文主要對基於 PLC 與（yǔ）數控機床聯合控製的氣動機械手展開了相（xiàng）關的分析與探討，首先對其（qí）具（jù）體的結構與工作原理進行了簡要（yào）的介紹，進而針對其工作流程進行了（le）詳細的分析，並最終就相應的控製係統設計開展了深入的研究。經過實踐（jiàn）運行的結果表明（míng），此氣動機械（xiè）手設備易於操控、運行可靠（kào），具備有極強的係統擴（kuò）展性。
 
       關鍵詞（cí）：PLC；數控機床；聯合控製；氣動（dòng）機械手
 
       0　引言
 
　　   在現代化的工業（yè）生（shēng）產過程當中，自動化的生產線作（zuò）業方式，業（yè）已成為工業生產的主要方式。氣（qì）動機械手設備將空氣作為工作介質，具有氣（qì）源應（yīng）用便捷、汙染程度低、便於靈（líng）活操作、操（cāo）作性能強等顯著特征，因此在工（gōng）業化的生產發展（zhǎn）當中（zhōng），得到了（le）大範圍的普及應用。而數控機床具備有較（jiào）高的自（zì）動程度、安全可靠等特點，已成為零件加工當中廣泛應用的（de）設備內容之（zhī）一。將（jiāng）氣動技術與數控技術結合起來，能夠（gòu）顯著（zhe）的提升工（gōng）業化成產的自動化程度，加強係統操作，提高機械性能。
 
      1　、氣動機械手的結構與工作原理
 
　　 （1）氣動（dòng）機械手的結構。氣動機械（xiè）手（shǒu）的整體結構如（rú）下圖 1 所（suǒ）示，主要是（shì）由（yóu）鋁型材立（lì）柱、擺缸、升降氣缸（gāng）、伸縮氣缸、氣爪等部分所組成。各部件的功能為擺缸：具有擺出與（yǔ）擺回開關，能夠實現對（duì）於氣動機械手在水平位置處（chù）的橫向移動。升降氣缸：具有上升與下降開關，能夠實現對於氣動機械手的垂直方向移動。伸縮氣缸：具有伸出與收回開關，能夠實現對於氣動機械手的伸出（chū）與收回。氣（qì）爪：具（jù）有夾緊與（yǔ）放鬆開關，能夠實現氣動機械手對於工件的夾緊或放鬆。
 

                              圖（tú） 1　氣動（dòng）機械手總體結構圖
   
　　  （2）氣動機械手的工作原理。在對氣動機械手（shǒu）同（tóng）數控機床實行（háng）聯合控製的過程當中，常采用同一氣源（yuán）。而氣動機械手通常 由擺缸、升降氣缸、伸縮氣缸（gāng）、氣爪等四部（bù）分構成，而數控機床則一般是由氣動夾具所構成。升降氣（qì）缸與擺缸一般是通過雙電控三位五通閥來操控，對（duì）於擺缸的的擺動（dòng）與升降（jiàng）氣（qì）缸的升降（jiàng）操作，一般是由（yóu）電磁鐵來完成操控。而電控二位五通閥（fá）則主要控製著伸縮氣缸、氣爪以及氣動夾具等三（sān）部分內容。在電磁鐵通電之後，即可實施（shī）伸縮氣缸的伸出、機械手的抓握（wò）、氣動夾（jiá）具夾（jiá）緊等操作。電磁鐵斷電之（zhī）後（hòu），能夠使得伸縮氣缸完成收回（huí）操作、機械（xiè）手（shǒu）完成放下、氣動夾具進行放鬆等操作。借助於單向節流閥一方麵能夠實現（xiàn），對氣缸操作速度的提升，另一方麵（miàn）也（yě）能夠提高其操作的穩定性（xìng）。
   
       2　、氣動機械手的工作流程
 
　   　在自（zì）動化係統（tǒng）的（de）生產作業過程當中，氣動機械手與數控機床協同合作，通常是由機械手將工件運送到生產（chǎn）線當中，從而開展進一（yī）步的施工作業。而此係統當中的機械手設備（bèi）則完全采取氣動控製，數控機床借助於相應的數控係統來完成操作，兩者的協同合（hé）作是通過信號交互來實現的。
 
　   　在這之中（zhōng），氣動機械手的（de）操作（zuò）可劃分為（wéi）手動操作、自動操作與（yǔ）聯機操作三類形式。采用（yòng）手動操作的（de）方式主要為按壓“啟動”按鈕，選取手動開關（guān）從而實現對於（yú）單（dān）次循環作業的完成。而自動操作方式則（zé）在按壓“啟動”按鈕後，選取自動開關，從（cóng）而（ér）能夠實（shí）現氣動機械手的自動操作（zuò），可以自主重複工件搬運、取回並運（yùn）送（sòng）到（dào）傳輸帶之上等操作。而聯機操（cāo）作，能夠實現對於傳輸帶、氣動（dòng）機械手以及數控機床的共同協作。在按壓“啟動”，以及“聯機”按鈕之後，能夠實現對於工件（jiàn）的檢測、通過氣動（dòng）機械手（shǒu）搬（bān）運至數（shù）控機床上、完成數控加工並在之後采用氣動（dòng）機械手，再次運輸到傳輸帶之上等一係列（liè）操作。
 
　  　由於氣動機械手所執行的動作行為，相對較為繁雜，實（shí）際的操（cāo）作流程為：按壓“啟動”、“聯機”按鈕之後，等待檢測到工件到位（wèi）之後（hòu），經（jīng）過數控機床再將預先處理好的信號，發送至氣動機（jī）械手、伸縮氣缸、升降氣缸（gāng）、氣爪（zhǎo）完成（chéng）通電時的操作，而後實行斷電（diàn）操作再（zài）經由氣爪（zhǎo）、升降氣缸、伸縮氣（qì）缸、氣動機械手、再次等待（dài）數控機床加工信號，如此循環往複，直至工件加工完成。在（zài）此（cǐ）過程當中，各個部件在進行工作操作之時，具體的切換應當由（yóu）安裝於（yú）氣缸當中的開關控製來實現操控，而數控機床同氣動機械手兩者間的操作切換，則是依據互（hù）相發（fā）出的信號內容來實（shí）現操控。
 
      3　、控製係統設計
 
　 　在控（kòng）製係統的設計當中，首先針對輸入（rù）與輸出點數的分配情況（kuàng），依（yī）據係統的功能需求來進行（háng）分配，在 PLC 與數控（kòng）機床聯合控製的氣（qì）動（dòng）機械手係統當中，采（cǎi）用 S7-200 係列，輸入點可設置為 16 點，輸出點設置為 14 點。在此控製係統當中傳輸帶工件到位開關，能夠為傳輸帶提供相應的工件檢測信號，而數控機床上料準備完成、下料準備完成以及氣動夾（jiá）具的（de）鬆緊開關，能夠給予數控機床的 PLC 係統操控信號。機械手原點有料、無料以及其返回原點信號（hào），能夠（gòu）為（wéi） PLC 係（xì）統的輸出係統，提供相應的操控信號。此氣動機械手的操控係統，其執行動作的順（shùn）序極為關鍵，所實行的每（měi）一個（gè）操（cāo）作步驟，都需要在（zài）前一（yī）步驟操作完成的基礎之（zhī）上才能夠實行（háng），因此要對係統的（de）操控順序予以明確的設計，並且，氣動街寫手在待候取件（jiàn）之時，應當檢測相應（yīng）的下料與夾具鬆（sōng）緊信號（hào），在確認無誤後方可進行下一步的操作。
 
      4　、結束（shù）語
 
　  　在本文當中所（suǒ）提出的 PLC 與數控機床聯合控製的氣動機械手，工作原理較為簡便，能夠在操作係統當中滿足手動、自動以（yǐ）及聯（lián）機（jī）工作等（děng）操作方式。並且對於操作係統當中各類不同的（de）動作內容，也具有明確的順序要求，僅需對操作（zuò）係統程序進行簡易的修改，同時也可應用到同類機械（xiè）手與數控機床聯（lián）合控製的操（cāo）作過程當（dāng）中，能夠較好的發揮出係統（tǒng）的靈活性特征。