摘　要：本文主（zhǔ）要對（duì）基於 PLC 與數控機（jī）床聯合控製（zhì）的氣動機械手展開了相（xiàng）關的（de）分析與探討，首先對其具體的結構與工（gōng）作原理進行了簡要的介紹（shào），進而針對其工作流程進行了詳細的（de）分析，並最終就相應的控製係統設（shè）計開展了深入的研究。經過實踐運行的結果表明，此氣動機械手設備易（yì）於（yú）操控、運（yùn）行（háng）可靠，具備有極（jí）強的係統擴展（zhǎn）性。
 
       關鍵詞：PLC；數控機（jī）床；聯合控（kòng）製；氣動機（jī）械手
 
       0　引言
 
　　   在現代化的工業生產過程當中，自動化的生產線作業（yè）方式，業已成為工業生產的主要方式。氣動機械手設備將空氣作為工作介質，具有氣源應用便（biàn）捷、汙染程度低、便於靈活操作、操作性能（néng）強等顯著特（tè）征，因此在（zài）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（yǒu）較高的自動程（chéng）度、安全可（kě）靠等特點，已成為零件加工當中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（xiǎn）著的提升工（gōng）業化成產的自動化程度，加強係統操作，提高機（jī）械性能。
 
      1　、氣動機械手的結構與工作原理
 
　　 （1）氣動機械手的結構。氣動機械手的整體結構如下圖 1 所示，主要是由鋁型材立柱、擺缸、升降氣缸、伸縮氣缸、氣爪等部分所組（zǔ）成。各部（bù）件的功能為擺（bǎi）缸：具有擺出與擺回開關，能夠實（shí）現對於氣動機械手在水平位置處的橫向移動。升（shēng）降氣缸：具有上升與下降開關，能夠實現（xiàn）對於（yú）氣動機械（xiè）手的（de）垂（chuí）直方（fāng）向移動。伸縮氣缸：具有伸（shēn）出與收回開關（guān），能夠實（shí）現（xiàn）對於氣動機（jī）械手的伸（shēn）出與收回（huí）。氣爪：具有夾緊與放鬆開關，能夠實現（xiàn）氣動（dòng）機械手對於工件的（de）夾緊或放（fàng）鬆。
 

                              圖 1　氣動機械手總體結構圖
   
　　  （2）氣動機械（xiè）手的工作原理（lǐ）。在對氣動機械手同數控機床實行聯合控製的過程當中（zhōng），常采用同一氣源。而（ér）氣動機械手通常（cháng） 由擺缸、升降氣缸、伸縮氣缸、氣（qì）爪等四部分構成，而數控機床則一般是由（yóu）氣動夾具所構（gòu）成。升（shēng）降（jiàng）氣缸與擺缸一般是（shì）通過雙電控三位五（wǔ）通（tōng）閥來操控，對於擺缸的的擺動與升降氣缸的升降操作（zuò），一般是（shì）由電（diàn）磁（cí）鐵來完成操控。而電控二位五通閥則主要控製著伸縮氣（qì）缸、氣爪以（yǐ）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、機械手的抓握、氣動夾具夾緊（jǐn）等操作。電磁鐵斷電之後（hòu），能夠使得伸縮氣缸完成收回操作、機械（xiè）手完成放下（xià）、氣動夾具進行放鬆等操（cāo）作。借助於單向節流閥一方麵能夠實現，對氣（qì）缸操作（zuò）速度的提升，另（lìng）一方麵也能夠提高其操作的穩定性。
   
       2　、氣動（dòng）機械手的工作流程
 
　   　在自動化係統的生產作業過程當中，氣動機械手與數控機床協同（tóng）合作（zuò），通常是由機械手將工件運送到生產線當（dāng）中，從而開展進一（yī）步的施工作業。而此係統當中的（de）機械手設備則完全采（cǎi）取氣動控製，數控（kòng）機床借助於相應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實現的。
 
　   　在這之中，氣（qì）動機械手的操作可劃分為手動操作、自動操作與聯機操作三類形式。采用手動（dòng）操（cāo）作的方式（shì）主要（yào）為（wéi）按（àn）壓“啟動”按鈕，選取手動開關從而實現對於單次循環作業的完成。而自動操作方式則在按壓“啟動”按鈕後，選取自動開關，從而能夠實現氣動機械手（shǒu）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上等操作。而（ér）聯機操作，能夠實現對於傳輸帶、氣動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（néng）夠實現對於工件的檢測、通過氣動機械手搬運至（zhì）數控機床上、完成數控加工並在之（zhī）後（hòu）采用氣動機械手，再次（cì）運輸（shū）到傳輸（shū）帶之上等一係列操作。
 
　  　由於（yú）氣動（dòng）機械手所執行（háng）的動作行為，相對較為繁雜（zá），實際的操作流程為：按壓“啟動（dòng）”、“聯機”按鈕之後，等待檢測（cè）到工件到位之（zhī）後，經過數控機床再（zài）將（jiāng）預先處理好的信號，發送至氣動機（jī）械（xiè）手、伸縮氣缸、升降氣缸、氣爪完成通電時的操作（zuò），而後實行斷電操作再（zài）經由氣爪、升降氣缸、伸縮氣缸（gāng）、氣動機械手、再（zài）次等待數控機床加工信號，如此循環往複，直至（zhì）工件加工完成（chéng）。在此過程（chéng）當中，各個部件在進行工作操作（zuò）之時，具（jù）體的切換應（yīng）當由安（ān）裝於氣缸當中的開關控製來（lái）實現操控（kòng），而數控（kòng）機床（chuáng）同（tóng）氣（qì）動機械手兩者間的操作切換，則是依據互（hù）相發出的信號內（nèi）容（róng）來實現操控。
 
      3　、控製係統設計（jì）
 
　 　在控製係統的設計當（dāng）中，首先針對輸入與輸出點數的分配情況，依（yī）據係統的功能需求來進行分（fèn）配，在 PLC 與數控機床聯合控製（zhì）的氣動機械手係統當中，采用 S7-200 係列，輸（shū）入點可設置為 16 點，輸出點設置（zhì）為（wéi） 14 點。在此控製係統當中傳輸帶工件到位開關，能夠為傳輸（shū）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（yǐ）及氣（qì）動夾具的鬆緊開（kāi）關，能夠給予數控機（jī）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，能夠為 PLC 係統的輸出係統，提供相應的操控信號。此氣動機械手的操（cāo）控係統，其執行動（dòng）作的順序極為關鍵，所實行的每（měi）一個操作步（bù）驟，都（dōu）需要在前一（yī）步驟操作完（wán）成（chéng）的基（jī）礎之上才能夠實行，因此要對係（xì）統的操控順序予（yǔ）以明確的設計，並且，氣（qì）動街寫手在待候取（qǔ）件之時，應當檢測相應的下料與夾具鬆緊信號，在確認無誤後方可進行下一步的操作。
 
      4　、結（jié）束語
 
　  　在本（běn）文當（dāng）中所提出的 PLC 與數控機床聯（lián）合控製的（de）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、自動以及聯機工作等操（cāo）作方（fāng）式。並且（qiě）對於操作係統當中各類不同的動作內容，也具有明確的順序要求，僅需對操作係統程序進行（háng）簡（jiǎn）易的修改，同時也可應用到同類機械手與數控機床聯合（hé）控製的操作過程當中，能夠較（jiào）好（hǎo）的發揮出係統的靈（líng）活性特征。