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本发明提供一种基于机械手的机床自动化上料装置及其操作方法，属于机床上料技术领域。固定架外部的四角设置有用于安装固定架的安装组件；夹持组件，夹持组件用于对物料进行夹持，夹持组件与固定架相连接；调节组件，调节组件用于调节夹持组件的高度，调节组件与固定架相连接。本发明通过设置夹持组件，可以在机械臂上料的过程中，通过两个气缸的配合能够在一次抓取动作中同时夹持多个工件，从而实现了批量上料，提高了生产效率，批量上料减少了机械臂的抓取次数，降低了能耗和机械磨损，同时减少了人工操作的需求，进一步降低了生产成本，同时两个气缸的位置设计就使得装置能够实现批量上料，降低了装置自身的成本。