องค์ประกอบพื้นฐานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

จากมุมมองของสถาปัตยกรรม หุ่นยนต์สามารถแบ่งได้เป็น 3 ส่วนและ 6 ระบบ ซึ่ง 3 ส่วน ได้แก่ ส่วนกลไก (ใช้ในการดำเนินการต่างๆ) ส่วนการรับรู้ (ใช้ในการรับรู้ข้อมูลภายในและภายนอก) และส่วนควบคุม (ควบคุมหุ่นยนต์ให้ดำเนินการต่างๆ) 6 ระบบ ได้แก่ ระบบปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ ระบบควบคุม ระบบขับเคลื่อน ระบบกลไกกลไก ระบบประสาทสัมผัส และระบบปฏิสัมพันธ์ระหว่างหุ่นยนต์กับสภาพแวดล้อม

(1) ระบบขับเคลื่อน

เพื่อให้หุ่นยนต์ทำงาน จำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ส่งกำลังสำหรับข้อต่อแต่ละข้อ นั่นคือแต่ละองศาอิสระของการเคลื่อนไหว ซึ่งก็คือระบบขับเคลื่อน ระบบขับเคลื่อนอาจเป็นระบบส่งกำลังไฮดรอลิก ระบบส่งกำลังลม ระบบส่งกำลังไฟฟ้า หรือระบบรวมที่รวมทั้งสองระบบเข้าด้วยกัน โดยอาจเป็นระบบขับเคลื่อนโดยตรงหรือโดยอ้อมผ่านกลไกส่งกำลังเชิงกล เช่น สายพานซิงโครนัส โซ่ ชุดล้อ และเฟืองฮาร์มอนิก เนื่องจากข้อจำกัดของระบบขับเคลื่อนลมและไฮดรอลิก ยกเว้นในโอกาสพิเศษ จึงไม่สามารถมีบทบาทสำคัญอีกต่อไป ด้วยการพัฒนาของมอเตอร์เซอร์โวไฟฟ้าและเทคโนโลยีการควบคุม หุ่นยนต์อุตสาหกรรมจึงขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เซอร์โวเป็นหลัก
(2) ระบบโครงสร้างเครื่องกล

ระบบโครงสร้างเชิงกลของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ ฐาน แขน และเอฟเฟกเตอร์ปลายแขน แต่ละส่วนมีองศาอิสระหลายองศา จึงก่อให้เกิดระบบเชิงกลที่มีองศาอิสระหลายองศา หากฐานติดตั้งกลไกเดิน ก็จะสร้างหุ่นยนต์เดินได้ หากฐานไม่มีกลไกเดินและหมุนเอว ก็จะสร้างแขนหุ่นยนต์เพียงแขนเดียว โดยทั่วไปแขนจะประกอบด้วยแขนส่วนบน แขนส่วนล่าง และข้อมือ เอฟเฟกเตอร์ปลายแขนเป็นส่วนสำคัญที่ติดตั้งโดยตรงบนข้อมือ อาจเป็นกริปเปอร์สองนิ้วหรือหลายนิ้ว หรือปืนพ่นสี เครื่องมือเชื่อม และเครื่องมือปฏิบัติการอื่นๆ

(3) ระบบประสาทสัมผัส

ระบบรับความรู้สึกประกอบด้วยโมดูลรับความรู้สึกภายในและโมดูลรับความรู้สึกภายนอกเพื่อรับข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับสภาวะแวดล้อมภายในและภายนอก การใช้เซ็นเซอร์อัจฉริยะช่วยเพิ่มระดับความคล่องตัว ความสามารถในการปรับตัว และความฉลาดของหุ่นยนต์ ระบบรับความรู้สึกของมนุษย์มีความคล่องแคล่วมากในการรับรู้ข้อมูลของโลกภายนอก อย่างไรก็ตาม สำหรับข้อมูลพิเศษบางอย่าง เซ็นเซอร์มีประสิทธิภาพมากกว่าระบบรับความรู้สึกของมนุษย์

(4) หุ่นยนต์-สิ่งแวดล้อมระบบการโต้ตอบ

ระบบปฏิสัมพันธ์ระหว่างหุ่นยนต์กับสภาพแวดล้อมเป็นระบบที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อและการประสานงานระหว่างหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมภายนอก หุ่นยนต์อุตสาหกรรมและอุปกรณ์ภายนอกถูกผสานเข้าเป็นหน่วยการทำงานหนึ่ง เช่น หน่วยประมวลผลและการผลิต หน่วยเชื่อม หน่วยประกอบ ฯลฯ แน่นอนว่าหุ่นยนต์หลายตัว เครื่องมือหรืออุปกรณ์เครื่องจักรหลายตัว อุปกรณ์จัดเก็บชิ้นส่วนหลายชิ้น ฯลฯ ยังสามารถผสานเข้าเป็นหน่วยการทำงานหนึ่งเพื่อทำงานที่ซับซ้อนได้อีกด้วย

(5) ระบบการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์

ระบบการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้ผู้ปฏิบัติงานมีส่วนร่วมในการควบคุมหุ่นยนต์และสื่อสารกับหุ่นยนต์ได้ เช่น เทอร์มินัลมาตรฐานของคอมพิวเตอร์ คอนโซลคำสั่ง บอร์ดแสดงข้อมูล สัญญาณเตือนภัยอันตราย ฯลฯ โดยระบบสามารถสรุปได้เป็นสองประเภท คือ อุปกรณ์ที่ให้คำสั่งและอุปกรณ์แสดงข้อมูล

(6)ระบบควบคุม

หน้าที่ของระบบควบคุมคือการควบคุมตัวกระตุ้นของหุ่นยนต์ให้ทำงานตามโปรแกรมคำสั่งการทำงานของหุ่นยนต์และสัญญาณที่ป้อนกลับจากเซ็นเซอร์ หากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมไม่มีคุณลักษณะการตอบรับข้อมูล แสดงว่าหุ่นยนต์นั้นเป็นระบบควบคุมแบบวงเปิด หากหุ่นยนต์มีลักษณะการตอบรับข้อมูล แสดงว่าหุ่นยนต์นั้นเป็นระบบควบคุมแบบวงปิด ตามหลักการควบคุม ระบบควบคุมสามารถแบ่งออกเป็นระบบควบคุมโปรแกรม ระบบควบคุมแบบปรับตัว และระบบควบคุมปัญญาประดิษฐ์ ตามรูปแบบของการควบคุมการเคลื่อนไหว ระบบควบคุมสามารถแบ่งออกเป็นการควบคุมจุดและการควบคุมวิถี