摘　要：本文主要對基於 PLC 與數控機床（chuáng）聯合控製的氣動機械手展開了（le）相關的分析與探討，首先（xiān）對其具體的結構與工作原（yuán）理進行（háng）了簡要的介紹，進而針對（duì）其工作流程進行了（le）詳細的分析（xī），並最終（zhōng）就相應的控製（zhì）係統設計開展了深入（rù）的研究。經過實踐運行的結果表明（míng），此氣動機械手設備易於操控、運行可靠，具備有極強的係統擴展（zhǎn）性。
 
       關鍵詞：PLC；數控機床；聯合控（kòng）製；氣動機械手
 
       0　引言
 
　　   在現（xiàn）代化的工（gōng）業生產過程當中，自動化的生產線作業方式（shì），業已成為工業生產的主要方式（shì）。氣動機（jī）械手設（shè）備將空氣作為工作介質，具有氣源應用便捷、汙（wū）染程度低、便於靈活操作、操作性能強等顯著特征，因此在工業化的生產發展當中，得到了大範圍的普及應用。而數控機床具備有較高的自動程度、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。將氣動（dòng）技術與數控技術結合（hé）起來（lái），能夠顯著（zhe）的提升（shēng）工業化成（chéng）產的（de）自動化程度，加強係統操作，提高機械性能。
 
      1　、氣動機械手的（de）結構與工作原理
 
　　 （1）氣動機（jī）械手（shǒu）的結構。氣動機械手的整體（tǐ）結構如下圖（tú） 1 所示，主要是由鋁型（xíng）材立柱、擺缸、升降氣（qì）缸、伸縮氣（qì）缸、氣（qì）爪等部分所組成。各部（bù）件的（de）功能為擺缸：具（jù）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械（xiè）手的（de）垂直方向移動。伸（shēn）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與收回。氣爪：具有（yǒu）夾緊與放鬆開關，能夠實現氣動機械手對於（yú）工件的夾緊或放鬆。
 

                              圖 1　氣動機械手總體結構圖
   
　　  （2）氣動機械手的工作原理。在對氣（qì）動機械手同數（shù）控機床實行聯合控（kòng）製的過（guò）程（chéng）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、氣爪等四部分構成，而數控機床則一般是由氣動夾具所構成。升降氣缸與擺缸一般是通（tōng）過雙電控三位五（wǔ）通閥來操控，對於擺缸的的擺（bǎi）動與升降氣缸的（de）升降操作，一般是由（yóu）電磁鐵來完成操控。而電控二位五通閥則主要控製著伸縮氣缸、氣爪以及氣動夾具等三部分內容。在電磁鐵通電（diàn）之後，即可實施伸縮氣缸的伸出、機械手的（de）抓握、氣動夾具夾緊等操（cāo）作。電磁鐵斷電（diàn）之後，能夠使得伸（shēn）縮氣缸完成收回操作、機械手（shǒu）完成放下、氣動夾具進行放鬆等操作。借助於單向節（jiē）流閥一方（fāng）麵能夠實現，對氣缸（gāng）操作速度（dù）的提升，另一方麵也能夠提高其操（cāo）作（zuò）的穩定性。
   
       2　、氣動機（jī）械手的工（gōng）作流程
 
　   　在自（zì）動化係統的生（shēng）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（dào）生（shēng）產線當中，從而開展（zhǎn）進一步的施（shī）工作業。而此係統當中（zhōng）的機械手設（shè）備則完全采取氣動控製，數控機（jī）床借助於相應（yīng）的數控係統來（lái）完成操作，兩者的協同（tóng）合作是通過信號交互來實現的。
 
　   　在（zài）這（zhè）之中，氣動機械手的（de）操作可劃分為手動操作、自動（dòng）操作（zuò）與聯機操作三類形式。采用手動操作的方式主要為按壓（yā）“啟動（dòng）”按鈕（niǔ），選取手動開關從（cóng）而（ér）實現對於單（dān）次循環作業的完成（chéng）。而自動操作方式則在按壓“啟動”按（àn）鈕後（hòu），選取自動開關，從而能（néng）夠實現氣動機械手的自動操作，可以自主（zhǔ）重複工件搬運、取回並運送到傳輸帶之（zhī）上等操作。而聯機操作，能夠實現對（duì）於傳輸帶、氣動機械手（shǒu）以及數控機床的共同協作。在按壓“啟動”，以及“聯機”按鈕之後，能夠實現對於工件的檢測（cè）、通過氣動機械手搬運至數（shù）控機床上、完（wán）成（chéng）數控加工並在之後采用氣動機械手，再次運輸到傳輸帶之上等一係列操作。
 
　  　由（yóu）於氣動機（jī）械手（shǒu）所（suǒ）執行的動作（zuò）行為，相對較為繁雜，實際的操（cāo）作流程為：按壓“啟動”、“聯機（jī）”按（àn）鈕之後，等（děng）待檢測到工件到位之後，經過數控機床再將預先處理（lǐ）好的信號，發（fā）送至氣動機械手、伸縮氣缸、升降氣缸（gāng）、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、氣動機械手、再次等待數控（kòng）機床加工信號，如此循環往複，直至工件加工完成（chéng）。在（zài）此過程當中，各個部件在進行工作操作之時（shí），具體的切換應（yīng）當由安裝於氣缸當中的開關控製來實現操控，而數控機床同氣動機（jī）械手兩者間的操（cāo）作切換，則是（shì）依據互相發出的信號內（nèi）容來實現操控。
 
      3　、控製係統設計
 
　 　在控製係統的設計當中，首先針對輸入（rù）與輸出點數的分配情況，依據係統（tǒng）的功能需（xū）求來進行分配，在 PLC 與數控機床聯合控製的氣（qì）動機械手係統（tǒng）當中，采用 S7-200 係列，輸入點可設置為 16 點，輸出點設（shè）置為 14 點。在此控製係（xì）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（jiǎn）測信號（hào），而數控機床上料準備完成、下料準備完成（chéng）以及氣動夾具的鬆緊開關，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（jí）其返回原（yuán）點信（xìn）號，能夠為（wéi） PLC 係統的輸出係統，提供相應的操控（kòng）信號。此氣動（dòng）機械手的操控係統，其執行動作的順序極為關鍵，所（suǒ）實行的每一個操作步驟（zhòu），都需要在（zài）前一步驟操作完成的基礎之上才能夠實（shí）行，因此要對（duì）係統的操控順序予以明確（què）的設計，並且，氣動街寫手在待候取件之時，應當檢測相應的下料與夾具鬆緊信號，在確認無誤後方（fāng）可進行下一步的操作。
 
      4　、結束語
 
　  　在本文當中所提出的 PLC 與數控機床聯合控製的氣動機械手，工作（zuò）原理（lǐ）較為簡便（biàn），能夠在操作（zuò）係統當中滿足手動（dòng）、自動以及聯機（jī）工作等操作方式。並且對於操作（zuò）係統當中各類不同的動作內（nèi）容，也具（jù）有（yǒu）明確的順序（xù）要求，僅需對操作係統程序進行簡易的修改，同時也（yě）可應用到同類機械手與數控機（jī）床聯合控製的操作過程當中，能（néng）夠較好的發揮出係（xì）統的靈活性特（tè）征。