机械手能模仿人臂的某些动作功能，可以按固定程序抓取、搬物件等，可以代替人实现生产的机械化和自动化，因此广泛应用于电子、机械、冶金等行业。气动机械手与其他控制方式的机械手相比，具有价格低廉、结构简单、功率体积比高、无污染及抗干扰性强等特点。本文介绍一种基于PLC的气动机械手，其具有使用灵活、控制方便、通用性好等特点，具有一定的代表性。

本文以柔性制造系统中工件分拣单元模块为例，介绍气动机械手的原理与功能以及在现实生产生活当中的应用。分拣单元的作用，是对工件进行分类，合格工件随托盘传送到下一站人库，不合格工件由气动机械手抓取投人废品站。本文介绍的就是气动机械手如何抓取工件投入废品站的过程。

1 气动机械手的基本结构和动作要求

该气动机械手由4个气缸组成，分别是止动气缸、短程升降气缸、转换气缸、无杆气缸。可将原工作台的物品搬运到相邻的另一工作台上，机械手的全部动作由气缸驱动，气缸由电磁阀控制。

机械手的升降、转动，左右移动以及操作台上托盘放行，分别是由短程气缸、摆动气缸、导向驱动装置、止动气缸配合各自的限位开关来完成。其中机械手抓取工件，是由机械手终端的气动电磁阀来完成的，而工件是由托盘托住在传送带上运行。该机械手的控制要求，是按下启动按钮后，机械手按动作顺序依次进行。其动作顺序为：启动→工件到达指定位置→机械手下降→机械手终端气动电磁阀吸住工件→机械手上升→机械手摆动转换方向→机械手向右移动→机械手下降→放下工件→机械手上升→机械手向左移动→机械手摆动复位。

分拣单元模块的结构如图1所示。

2 气动系统的设计

根据机械手的动作要求和PLC所具有的控制特点，整个启动系统就是要对4个气缸进行顺序控制，这里采用了4个双电控先导式电磁阀，作为驱动气缸的主控阀。另外，为控制各个动作的速度，各气路安装了可调单向节流阀进行调整。机械手的气动原理如图2所示。

3 电气控制系统的设计

3.1 PLC的I，O分配 本系统采用的是西门子PLC 200(40点)控制，24点输入，16点输出。外围接线图略、具体I／0分配如表1所列。

3.2软件设计

由于该机械手的动作是自动有序进行的，因此编程序宜采用顺序控制法。顺序控制法的核心，就是顺序功能图，根据顺序功能图可轻而易举编辑出梯形图程序。

顺序功能图主要由4个部分组成:步，有向连线，转换条件和动作内容说明。

图3、图4为部分顺序功能图(机械手抓取工件过程，返回过程略)及其部分对应程序梯形图。

4 结束语

该类气动机械手在实际生产中应用广泛，可以应用于小商品装箱以及正品和废品的分拣、也可用于把在一个操作台上加工完的工件，抓取放到另一个操作台上继续加工等。例如香皂的装箱过程，应用气动机械手并配以适当的压力传感器，将有香皂的皂盒人箱，无香皂的皂盒投人废品站。