传统的机床由人工完成上下料，存在着劳动强度大、效率低、安全性差等诸多的问题。随着机床用户生产的发展，采用自动化的操作手段以减轻劳动强度、提高生产效率、降低制造成本、减少人力资源的投入，已成为必然的趋势。  
　　带自动上下料装置和机械手的HM-001数控机床是上海交通大学“211工程”提出的，由我厂产品开发部完成电气设计工作。该机床采用模块化设计，通过机、电、液、气控制机械手自动上下料，可进行大批量产品的自动化生产；并可灵活选择单、双边上下料方式，可以组合多台机床或其他设备，成为具有不同生产流程的自动化生产线，具有效率高、结构简单紧凑、造型新颖美观、重量轻的特点。  
　　在生产中，通过伺服控制机械手的移动和准确定位，利用液压和气动装置控制传送料和自动上下料，并要求在进行切削加工的同时完成下一个工件输送和已加工好零件的送出，以缩短生产节拍，提高生产效率。  
1 总体电气设计  
　　根据数控机床和自动上下料的控制要求和销售前景，并借鉴国际上同行业同类产品的数控系统选型，在HM-001数控车床总体电气设计中，我们选择了性价比高的SIEMENS 802D数控系统，配置611U数字化伺服系统和内置S7-200PLC可编程逻辑控制器，通过PROFIBUS总线实现数控系统、伺服系统、PLC之间的高速通信。其中，内置S7-200 PLC可编程逻辑控制器的功能齐全，输入/输出点丰富，可实现对机械手信号的特殊处理。611U数字化伺服系统控制方式简单，可方便实现机械手的准确定位。采用FESTO气缸和定位开关，保证机械手动作正确。  
2 工作原理和PLC编程框图  
　　机械手自动上下料由PLC 可编程逻辑控制器协调控制，经各种液压缸和气缸配合进行动作处理。整个自动上下料过程包括五大部分：（1）工件输送；（2）机械手取料；（3）卡盘上下料；（4）机械手送料；（5）零件送到下一工序。其中，（1）、（5）部分与其他部分、数控加工并行执行；（2）、（4）部分与数控加工同时进行。
　　工件输送 采用水平输送、倾斜输送、提升输送等方式。水平输送可输送不同物品，并且可以采用不同输送速度、不同输送形式；倾斜输送可调节倾斜角度，通过使用带有花纹的传输带或水平挡板，提高传输带对工件的抓着稳定性，防止工件滑散、甩脱，保证准确的运行轨迹；提升输送占据空间小，对小型圆柱类零件有较好效果。