機械手能模仿人臂的某些動作功能，可以按固定程序抓取、搬物件等，可以代替人實現生產的機械化和自動化，因此廣泛應用于電子、機械、冶金等行業。氣動機械手與其他控制方式的機械手相比，具有價格低廉、結構簡單、功率體積比高、無污染及抗干擾性強等特點。本文介紹一種基于PLC的氣動機械手，其具有使用靈活、控制方便、通用性好等特點，具有一定的代表性。

本文以柔性制造系統中工件分揀單元模塊為例，介紹氣動機械手的原理與功能以及在現實生產生活當中的應用。分揀單元的作用，是對工件進行分類，合格工件隨托盤傳送到下一站人庫，不合格工件由氣動機械手抓取投人廢品站。本文介紹的就是氣動機械手如何抓取工件投入廢品站的過程。

1 氣動機械手的基本結構和動作要求

該氣動機械手由4個氣缸組成，分別是止動氣缸、短程升降氣缸、轉換氣缸、無桿氣缸。可將原工作臺的物品搬運到相鄰的另一工作臺上，機械手的全部動作由氣缸驅動，氣缸由電磁閥控制。

機械手的升降、轉動，左右移動以及操作臺上托盤放行，分別是由短程氣缸、擺動氣缸、導向驅動裝置、止動氣缸配合各自的限位開關來完成。其中機械手抓取工件，是由機械手終端的氣動電磁閥來完成的，而工件是由托盤托住在傳送帶上運行。該機械手的控制要求，是按下啟動按鈕后，機械手按動作順序依次進行。其動作順序為：啟動→工件到達指定位置→機械手下降→機械手終端氣動電磁閥吸住工件→機械手上升→機械手擺動轉換方向→機械手向右移動→機械手下降→放下工件→機械手上升→機械手向左移動→機械手擺動復位。

分揀單元模塊的結構如圖1所示。

2 氣動系統的設計

根據機械手的動作要求和PLC所具有的控制特點，整個啟動系統就是要對4個氣缸進行順序控制，這里采用了4個雙電控先導式電磁閥，作為驅動氣缸的主控閥。另外，為控制各個動作的速度，各氣路安裝了可調單向節流閥進行調整。機械手的氣動原理如圖2所示。

3 電氣控制系統的設計

3.1 PLC的I，O分配 本系統采用的是西門子PLC 200(40點)控制，24點輸入，16點輸出。外圍接線圖略、具體I／0分配如表1所列。

3.2軟件設計

由于該機械手的動作是自動有序進行的，因此編程序宜采用順序控制法。順序控制法的核心，就是順序功能圖，根據順序功能圖可輕而易舉編輯出梯形圖程序。

順序功能圖主要由4個部分組成:步，有向連線，轉換條件和動作內容說明。

圖3、圖4為部分順序功能圖(機械手抓取工件過程，返回過程略)及其部分對應程序梯形圖。

4 結束語

該類氣動機械手在實際生產中應用廣泛，可以應用于小商品裝箱以及正品和廢品的分揀、也可用于把在一個操作臺上加工完的工件，抓取放到另一個操作臺上繼續加工等。例如香皂的裝箱過程，應用氣動機械手并配以適當的壓力傳感器，將有香皂的皂盒人箱，無香皂的皂盒投人廢品站。