摘　要：本文主要对基于 PLC 与数控机床联合控制的气动机械手展开了相关的分析与探讨，首先对其具体的结构与工作原理进行了简要的介绍，进而针对其工作流程进行了详细的分析，并最终就相应的控制系统设计开展了深入的研究。经过实践运行的结果表明，此气动机械手设备易于操控、运行可靠，具备有极强的系统扩展性。
 
       关键词：PLC；数控机床；联合控制；气动机械手
 
       0　引言
 
　　   在现代化的工业生产过程当中，自动化的生产线作业方式，业已成为工业生产的主要方式。气动机械手设备将空气作为工作介质，具有气源应用便捷、污染程度低、便于灵活操作、操作性能强等显著特征，因此在工业化的生产发展当中，得到了大范围的普及应用。而数控机床具备有较高的自动程度、安全可靠等特点，已成为零件加工当中广泛应用的设备内容之一。将气动技术与数控技术结合起来，能够显著的提升工业化成产的自动化程度，加强系统操作，提高机械性能。
 
      1　、气动机械手的结构与工作原理
 
　　 （1）气动机械手的结构。气动机械手的整体结构如下图 1 所示，主要是由铝型材立柱、摆缸、升降气缸、伸缩气缸、气爪等部分所组成。各部件的功能为摆缸：具有摆出与摆回开关，能够实现对于气动机械手在水平位置处的横向移动。升降气缸：具有上升与下降开关，能够实现对于气动机械手的垂直方向移动。伸缩气缸：具有伸出与收回开关，能够实现对于气动机械手的伸出与收回。气爪：具有夹紧与放松开关，能够实现气动机械手对于工件的夹紧或放松。
 

                              图 1　气动机械手总体结构图
   
　　  （2）气动机械手的工作原理。在对气动机械手同数控机床实行联合控制的过程当中，常采用同一气源。而气动机械手通常 由摆缸、升降气缸、伸缩气缸、气爪等四部分构成，而数控机床则一般是由气动夹具所构成。升降气缸与摆缸一般是通过双电控三位五通阀来操控，对于摆缸的的摆动与升降气缸的升降操作，一般是由电磁铁来完成操控。而电控二位五通阀则主要控制着伸缩气缸、气爪以及气动夹具等三部分内容。在电磁铁通电之后，即可实施伸缩气缸的伸出、机械手的抓握、气动夹具夹紧等操作。电磁铁断电之后，能够使得伸缩气缸完成收回操作、机械手完成放下、气动夹具进行放松等操作。借助于单向节流阀一方面能够实现，对气缸操作速度的提升，另一方面也能够提高其操作的稳定性。
   
       2　、气动机械手的工作流程
 
　   　在自动化系统的生产作业过程当中，气动机械手与数控机床协同合作，通常是由机械手将工件运送到生产线当中，从而开展进一步的施工作业。而此系统当中的机械手设备则完全采取气动控制，数控机床借助于相应的数控系统来完成操作，两者的协同合作是通过信号交互来实现的。
 
　   　在这之中，气动机械手的操作可划分为手动操作、自动操作与联机操作三类形式。采用手动操作的方式主要为按压“启动”按钮，选取手动开关从而实现对于单次循环作业的完成。而自动操作方式则在按压“启动”按钮后，选取自动开关，从而能够实现气动机械手的自动操作，可以自主重复工件搬运、取回并运送到传输带之上等操作。而联机操作，能够实现对于传输带、气动机械手以及数控机床的共同协作。在按压“启动”，以及“联机”按钮之后，能够实现对于工件的检测、通过气动机械手搬运至数控机床上、完成数控加工并在之后采用气动机械手，再次运输到传输带之上等一系列操作。
 
　  　由于气动机械手所执行的动作行为，相对较为繁杂，实际的操作流程为：按压“启动”、“联机”按钮之后，等待检测到工件到位之后，经过数控机床再将预先处理好的信号，发送至气动机械手、伸缩气缸、升降气缸、气爪完成通电时的操作，而后实行断电操作再经由气爪、升降气缸、伸缩气缸、气动机械手、再次等待数控机床加工信号，如此循环往复，直至工件加工完成。在此过程当中，各个部件在进行工作操作之时，具体的切换应当由安装于气缸当中的开关控制来实现操控，而数控机床同气动机械手两者间的操作切换，则是依据互相发出的信号内容来实现操控。
 
      3　、控制系统设计
 
　 　在控制系统的设计当中，首先针对输入与输出点数的分配情况，依据系统的功能需求来进行分配，在 PLC 与数控机床联合控制的气动机械手系统当中，采用 S7-200 系列，输入点可设置为 16 点，输出点设置为 14 点。在此控制系统当中传输带工件到位开关，能够为传输带提供相应的工件检测信号，而数控机床上料准备完成、下料准备完成以及气动夹具的松紧开关，能够给予数控机床的 PLC 系统操控信号。机械手原点有料、无料以及其返回原点信号，能够为 PLC 系统的输出系统，提供相应的操控信号。此气动机械手的操控系统，其执行动作的顺序极为关键，所实行的每一个操作步骤，都需要在前一步骤操作完成的基础之上才能够实行，因此要对系统的操控顺序予以明确的设计，并且，气动街写手在待候取件之时，应当检测相应的下料与夹具松紧信号，在确认无误后方可进行下一步的操作。
 
      4　、结束语
 
　  　在本文当中所提出的 PLC 与数控机床联合控制的气动机械手，工作原理较为简便，能够在操作系统当中满足手动、自动以及联机工作等操作方式。并且对于操作系统当中各类不同的动作内容，也具有明确的顺序要求，仅需对操作系统程序进行简易的修改，同时也可应用到同类机械手与数控机床联合控制的操作过程当中，能够较好的发挥出系统的灵活性特征。