數控機械手種類很多，數控機床裝夾氣動上下料機械手即一種全新的經濟型機械手。對于一些外形較為簡單而且又批量生產的加工零件，國內現有的數控機床還需要專門操作人員來看護。針對這一狀況，本研究設計了一種新型的數控機床裝夾專用氣動桁架機械手，通過前臂的伸縮，配合前臂與中臂角度的調整來實現一次調整就可以對某一種待加工工件的自動裝夾及卸料，從而實現某一種待加工工件在數控機床上的自動加工。根據數控機床卡盤的工作空間和機械手裝夾精度的要求，和具有氣壓傳動的特點，設計的機械手應達到需求的極限定位精度，因而如何實現機械手快速有效定位成為本研究的重點。

運用機器人上下料機械手方面的極點配置應用， 并結合非線性規劃技術方面的研究。極點配置技術是通過比例環節的反饋把定常線性系統的極點移置到預定位置，實質是用比例反饋去改變原系統的自由運動模式，用來滿足設計所需要的性能指標，非線性規劃技術是具有非線性約束條件或目標函數的數學規劃。

本研究利用極點配置技術尋找和定位路徑極點，引入非線性機械手路徑規劃技術，來實現機械手時間的*優軌跡規劃。新型數控氣動機械手可以通過前臂的伸縮配合前臂與中臂角度的調整，來實現一次調整就可以對某一種待加工工件的自動裝夾及卸料，效率高，性能佳。