摘　要：本文主要對（duì）基於（yú） PLC 與數控機（jī）床聯合控製的氣動（dòng）機械手（shǒu）展（zhǎn）開了相關的分析與探討，首先對其具體的結（jié）構與工作原（yuán）理進行了簡（jiǎn）要的介紹，進而針對其工作流程進（jìn）行了詳細的分析，並最終就相應的（de）控製係統設計開展了深入的（de）研究。經過實踐運（yùn）行（háng）的結果表（biǎo）明，此氣動（dòng）機械手設備易於（yú）操控、運行可靠，具備有極強的係統（tǒng）擴展性（xìng）。
 
       關鍵詞：PLC；數控機床；聯合控（kòng）製；氣動機械手
 
       0　引言
 
　　   在現代化的工業生產（chǎn）過程當中，自（zì）動（dòng）化的生產線作業方（fāng）式，業（yè）已成為工業生（shēng）產的主要方式。氣動機械手設備將空氣作為工作介質，具有氣源應用便捷、汙染程（chéng）度低（dī）、便（biàn）於靈活操作、操作性能（néng）強等顯（xiǎn）著特征，因此在（zài）工業化的生產發展當中，得到（dào）了（le）大範圍的普及（jí）應用。而數控（kòng）機床（chuáng）具備有較（jiào）高的自動（dòng）程度、安全可靠等（děng）特點，已成為零件加工當中（zhōng）廣泛應用的設備內容之一。將氣動技術與數控技術結合起來，能夠顯著（zhe）的提升工（gōng）業化成產的自動化（huà）程（chéng）度，加（jiā）強係統操作，提高機械性能。
 
      1　、氣動機械手的結（jié）構與工（gōng）作原理
 
　　 （1）氣動（dòng）機械手的結構。氣動機械手的整體結構如（rú）下（xià）圖 1 所示，主（zhǔ）要是由鋁型材立柱、擺缸、升降氣缸、伸縮（suō）氣缸、氣爪等部分所組成。各部件（jiàn）的功能為擺缸：具有擺出與擺回開關，能夠實現對於氣動機械（xiè）手在水平位置處的橫向移動。升降氣缸：具有上升與下降開關，能夠實現對於氣動機（jī）械（xiè）手（shǒu）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（qì）動機械手的伸出與收回。氣爪（zhǎo）：具有（yǒu）夾（jiá）緊與放鬆開關，能夠（gòu）實現氣動機械手對於工件的夾緊或放鬆。
 

                              圖 1　氣動機械手總體結構圖
   
　　  （2）氣（qì）動機械手的工作原理。在對氣動機械手同數控機床實（shí）行聯合控製的過程當中，常采用同一氣源。而氣動機械手通常 由擺缸、升降氣缸、伸縮氣缸、氣爪（zhǎo）等四部分構成，而數控機床則一般是由氣動（dòng）夾具所構（gòu）成。升降氣缸與擺缸一般是通過雙（shuāng）電控三位五通閥來操控，對於擺缸（gāng）的的（de）擺動與升降氣缸（gāng）的升降（jiàng）操作，一般是由電磁鐵來完成操（cāo）控。而電（diàn）控二位五通閥則主要控製著伸縮氣缸、氣爪以（yǐ）及氣動夾具等三（sān）部分內容。在電磁鐵通電之後，即可（kě）實（shí）施伸縮氣缸的伸出、機械手的抓握、氣動夾具（jù）夾緊等操作（zuò）。電磁鐵斷電之後，能夠使得伸縮氣缸完成收回操作、機械手完成放下、氣動夾具進行放鬆等操作。借助於（yú）單向節流閥一方麵（miàn）能夠實現，對氣缸操作速度的提升（shēng），另一方麵也能夠提高其操作的穩定性。
   
       2　、氣動機械手的工作流程
 
　   　在自動化係統的（de）生產作業（yè）過程當中（zhōng），氣動（dòng）機械手（shǒu）與數控機床協同合作，通常是由機械手將工件運送到生產線當中，從（cóng）而開展（zhǎn）進一步的施工作業。而此係統當中的機械手設備（bèi）則完全采（cǎi）取氣動控製，數控機床借助於相應（yīng）的數控係統來完成操作，兩者的協同合作是通過信號交互來（lái）實（shí）現的。
 
　   　在這之中，氣動機械手的操作可劃分為手動操作、自動操作與（yǔ）聯機操作三類形式。采用手動操作的方式主要為（wéi）按壓“啟（qǐ）動”按（àn）鈕，選取手動開關從（cóng）而實現對於單次循環作業的完成。而自動操作方式則在按（àn）壓“啟動”按鈕後，選取自動開關，從而能夠實現氣動機械（xiè）手的自動操作，可以自主重複工件搬運、取回並運送到傳輸帶之上等操作。而聯（lián）機操作，能夠實現對（duì）於傳（chuán）輸帶、氣動機械手以及數控機床的共同（tóng）協作。在按壓“啟動”，以（yǐ）及“聯機”按鈕之後，能夠實現對於（yú）工件（jiàn）的檢測、通過氣動機（jī）械手搬運至數控機（jī）床上（shàng）、完成數控加工並在（zài）之（zhī）後采用氣動（dòng）機械手，再次運（yùn）輸到傳輸（shū）帶之（zhī）上等一係列操作。
 
　  　由於氣動（dòng）機械手所執行的動作行為，相對較為繁雜，實際的操作流程為：按壓“啟動”、“聯機”按鈕之後，等待檢測到工件到位之（zhī）後，經過數控機床再將預先處理好的信號，發送至氣（qì）動機械手、伸縮氣缸、升（shēng）降（jiàng）氣缸、氣爪完成通電時的操作，而後實行斷電操作再經（jīng）由氣爪、升降氣缸、伸縮氣缸（gāng）、氣動機械手、再次等待數控機床加工信號，如此循環往複，直至工件加（jiā）工完（wán）成。在此過程當中，各個部件在進行（háng）工作操作之時，具體（tǐ）的切換應當由安裝於氣缸當中的開關控（kòng）製來實現（xiàn）操控（kòng），而數（shù）控機（jī）床同氣動機械手兩者間的操作切換，則是依據互相發出的信號內容來（lái）實現操控。
 
      3　、控製係統設計
 
　 　在控製係統的設計當中，首先（xiān）針對輸入與輸出點數的（de）分配情況，依（yī）據係統的功能需（xū）求來進行分配，在 PLC 與數控機（jī）床聯合控製的氣動機械手係統當中，采用 S7-200 係列，輸入點可設置為 16 點，輸（shū）出點設置為 14 點。在此控製係統當中傳輸帶（dài）工件到（dào）位開關，能夠（gòu）為傳輸帶提供相應的（de）工件檢（jiǎn）測信號，而數（shù）控機床上（shàng）料準（zhǔn）備完成、下料準備完成以及氣動夾具的鬆緊開關（guān），能夠給予數控機床的 PLC 係統操控信號（hào）。機械手原點有料、無（wú）料以（yǐ）及其返回原（yuán）點信號，能夠為 PLC 係統的輸出係（xì）統，提供相應的操控信（xìn）號。此（cǐ）氣動機械手（shǒu）的（de）操控（kòng）係統，其執行動作的（de）順序極為關（guān）鍵，所實行的（de）每一個操作（zuò）步（bù）驟，都需要在前一步驟操作完成的基礎之上才能夠實行，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（zài）待候取件之時（shí），應當檢測相應的下料與夾具（jù）鬆緊信號，在確認無誤後方可進行下一步的操作。
 
      4　、結束語（yǔ）
 
　  　在本文當中所提出的 PLC 與數控機床聯合控製的氣（qì）動機械手，工作原理較為簡便（biàn），能夠在操作係統（tǒng）當中滿足手動、自動以（yǐ）及聯機工作等操作方（fāng）式。並且對（duì）於操（cāo）作係統當中各（gè）類不同的動作內容，也具有明確的順序要求，僅（jǐn）需（xū）對操作係統程序進行簡易的修改，同時（shí）也可應用到（dào）同類機械手與數控機床聯合控製的操作過程當中，能夠較好的（de）發揮出係統的靈活性特征（zhēng）。