機器人系統(tǒng)
是由機器人和作業(yè)對象及環(huán)境共同構成的整體，其中包括機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和感知系統(tǒng)四大部分。機器人是一種自動化的機器，這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。
系統(tǒng)組成
機器人系統(tǒng)是由機器人和作業(yè)對象及環(huán)境共同構成的，其中包括機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和感知系統(tǒng)四大部分。
機械系統(tǒng)
工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)包括機身、臂部、手腕、末端操作器和行走機構等部分，每一部分都有若干自由度，從而構成一個多自由度的機械系統(tǒng)。此外，有的機器人還具備行走機構。若機器人具備行走機構，則構成行走機器人；若機器人不具備行走及腰轉機構，則構成單機器人臂。末端操作器是直接裝在手腕上的一個重要部件，它可以是兩手指或多手指的手爪，也可以是噴漆槍、焊槍等作業(yè)工具。工業(yè)機器人機械系統(tǒng)的作用相當于人的身體(如骨髓、手、臂和腿等)。
驅(qū)動系統(tǒng)
驅(qū)動系統(tǒng)主要是指驅(qū)動機械系統(tǒng)動作的驅(qū)動裝置。根據(jù)驅(qū)動源的不同，驅(qū)動系統(tǒng)可分為電氣、液壓和氣壓三種以及把它們結合起來應用的綜合系統(tǒng)。該部分的作用相當于人的肌肉。
電氣驅(qū)動系統(tǒng)在工業(yè)機器人中應用得較普遍，可分為步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機三種驅(qū)動形式。早期多采用步進電動機驅(qū)動，后來發(fā)展了直流伺服電動機，交流伺服電動機驅(qū)動也逐漸得到應用。上述驅(qū)動單元有的用于直接驅(qū)動機構運動：有的通過諧波減速器減速后驅(qū)動機構運動，其結構簡單緊湊。
液壓驅(qū)動系統(tǒng)運動平穩(wěn)，且負載能力大，對于重載搬運和零件加工的機器人，采用液壓驅(qū)動比較合理。但液壓驅(qū)動存在管道復雜、清潔困難等缺點，因此限制了它在裝配作業(yè)中的應用。
無論電氣還是液壓驅(qū)動的機器人，其手爪的開合都采用氣動形式。氣壓驅(qū)動機器人結構簡單、動作迅速、價格低廉，但由于空氣具有可壓縮性，其工作速度的穩(wěn)定性較差。但是，空氣的可壓縮性可使手爪在抓取或卡緊物體時的順應性提高，防止受力過大而造成被抓物體或手爪本身的破壞。氣壓系統(tǒng)的壓力一般為0.7 MPa，因而抓取力小，只有幾十牛到幾百牛大小。
控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)的任務是根據(jù)機器人的作業(yè)指令程序及從傳感器反饋回來的信號控制機器人的執(zhí)行機構，使其完成規(guī)定的運動和功能。
如果機器人不具備信息反饋特征，則該控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)；如果機器人具備信息反饋特征，則該控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。該部分主要由計算機硬件和控制軟件組成。軟件主要由人與機器人進行聯(lián)系的人機交互系統(tǒng)和控制算法等組成。該部分的作用相當于人的大腦。
感知系統(tǒng)
感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機器人內(nèi)部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)。內(nèi)部狀態(tài)傳感器用于檢測各關節(jié)的位置、速度等變量，為閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)提供反饋信息。外部狀態(tài)傳感器用于檢測機器人與周圍環(huán)境之間的一些狀態(tài)變量，如距離、接近程度和接觸情況等，用于引導機器人，便于其識別物體并做出相應處理。外部傳感器可使機器人以靈活的方式對它所處的環(huán)境做出反應，賦予機器人一定的智能。該部分的作用相當于人的五官。
數(shù)控系統(tǒng)
數(shù)控系統(tǒng)
數(shù)字控制系統(tǒng)簡稱，英文名稱為Numerical Control System，早期是與計算機并行發(fā)展演化的，用于控制自動化加工設備的，由電子管和繼電器等硬件構成具有計算能力的專用控制器的稱為硬件數(shù)控（Hard NC）。20世紀70年代以后，分離的硬件電子元件逐步由集成度更高的計算機處理器代替，稱為計算機數(shù)控系統(tǒng)。
計算機數(shù)控（Computerized numerical control，簡稱CNC）系統(tǒng)是用計算機控制加工功能，實現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)根據(jù)計算機存儲器中存儲的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動裝置，用于控制自動化加工設備的專用計算機系統(tǒng)。
CNC系統(tǒng)由數(shù)控程序存儲裝置（從早期的紙帶到磁環(huán)，到磁帶、磁盤到計算機通用的硬盤）、計算機控制主機（從專用計算機進化到PC體系結構的計算機）、可編程邏輯控制器（PLC）、主軸驅(qū)動裝置和進給（伺服）驅(qū)動裝置（包括檢測裝置）等組成。
由于逐步使用通用計算機，數(shù)控系統(tǒng)日趨具有了軟件為主的色彩，又用PLC代替了傳統(tǒng)的機床電器邏輯控制裝置，使系統(tǒng)更小巧，其靈活性、通用性、可靠性更好，易于實現(xiàn)復雜的數(shù)控功能，使用、維護也方便，并具有與網(wǎng)絡連接及進行遠程通信的功能。
