Комплексная автоматизация технологических операций на технологическом оборудовании заключается в автоматизации не только основных, но и всех вспомогательных операций, в том числе операций зажима и разжима заготовок на позициях обработки. С этой целью технологическое оборудование оснащают всевозможными автоматизированными зажимными устройствами и приспособлениями, специализированными и универсальными. Последние легко переналаживаются, поэтому придают оборудованию технологическую мобильность. Большинство разрабатываемых зажимных устройств встраивается в технологическое оборудование для того, чтобы они могли взаимодействовать с автоматизированными загрузочными устройствами и технологическим оборудованием по общему алгоритму управления. Поэтому системы управления автоматизированными зажимными устройствами являются составной частью общей системы управления технологическим оборудованием и должны включать в себя датчики положения приспособлений, определяющие положение зажимных элементов и других узлов, датчики, подтверждающие исполнение команд, осуществляющие контроль за их состоянием, а также измеряющие силовые параметры.

Всякое автоматизированное зажимное устройство состоит из механизма зажима, осуществляющего установку (базирование), фиксацию и зажим заготовки (зажим осуществляется одним элементарным движением), привода зажимного механизма, а также устройства управления приводом, которое является составной частью общей системы управления технологическим оборудованием и управляется от специальных команд группы М. Система управления приводом включает в себя группу датчиков, которые выполняют необходимые измерения. Автоматизированные устройства и приспособления на металлорежущих станках и другом технологическом оборудовании классифицируют по типу применяемых приводов: с механическим, электромеханическим, электромагнитным, пневматическим, гидравлическим и пневмогидравлическим приводом. В механических зажимных устройствах сила зажима обеспечивается благодаря основным движениям станка — главному движению и движению подачи. При этом механизм главного движения или движения подачи воздействует на зажимные механизмы с помощью кулачков, упоров, деформирующих пружин, втулок и т. д. Зажимные механизмы с механическим приводом чаще выполняют в виде тисков, прихватов, цанговых и кулачковых патронов. В электромеханических зажимных устройствах силы зажима создаются электромагнитами. К этим устройствам относятся:

• электромеханические тиски;
• электромеханические зажимные ключи (гайковерты), которые применяются в приспособлениях, выполненных в виде прихватов;
• электромеханические патроны.

Электромагнитные зажимные устройства представляют собой электромагнитную плиту, на которую устанавливают обрабатываемые заготовки. Сила зажима обеспечивается электромагнитами, установленными в плите и питаемыми постоянным током. Для создания силы зажима, равномерной по всей площади плиты, зеркало (установочную поверхность) плиты разделяют немагнитными прослойками. Магнитные плиты позволяют закреплять одновременно несколько заготовок. Сила зажима незначительна, поэтому эти устройства применяются в основном на шлифовальных станках.

В пневматических зажимных устройствах зажимные механизмы приводятся в движение пневмоприводом. В пневмоприводах применяют диафрагменные (мембранные) двигатели или двигатели в виде пневмоцилиндра одностороннего и двустороннего действия. Такие зажимные устройства нашли широкое применение ввиду простоты конструкции, быстродействия, возможности подключения пневмопривода к централизованной пневмосистеме и т. д. Однако эти устройства имеют существенный недостаток — ограниченные силы зажима.

В гидравлических зажимных устройствах зажимные механизмы приводятся в движение гидроприводом. Применяют двигатели в виде гидроцилиндра и диафрагменные. Гидравлические зажимные устройства позволяют создать большие силы зажима, обеспечить плавность хода зажимного механизма и быстродействие. Однако эти устройства требуют применения автономной гидросистемы, если гидропривод на станке не применяют для других целей.

В пневмогидравлических зажимных устройствах привод имеет двигатель, выполненный в виде пневмогидроусилителя редукционного типа, в котором используется энергия сжатого воздуха, что дает возможность исключить применение гидронасоса. Недостаток— ограниченность хода зажимных элементов.

В настоящее время большинство автоматизированных зажимных устройств создают по модульному принципу. Модуль включает в себя зажимные механизмы, привод, группу датчиков контроля необходимых параметров и интерфейсную плату для стыковки электроавтоматических устройств с общей системой управления объектом.