หุ่นยนต์อุตสาหกรรมโดยทั่วไปประกอบด้วยสามส่วนหลักและหกระบบย่อย ส่วนหลักสามส่วนคือส่วนกลไก ส่วนตรวจจับ และส่วนควบคุม ระบบย่อยทั้งหกสามารถแบ่งออกเป็นระบบโครงสร้างทางกล ระบบขับเคลื่อน ระบบการรับรู้ -ระบบปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมของหุ่นยนต์ -ระบบโต้ตอบของเครื่องจักรของมนุษย์ และระบบควบคุม
ระบบโครงสร้างเครื่องกล:
จากมุมมองของโครงสร้างทางกล โดยทั่วไปหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะแบ่งออกเป็นหุ่นยนต์แบบอนุกรมและหุ่นยนต์แบบขนาน คุณลักษณะของหุ่นยนต์อนุกรมคือการเคลื่อนที่ของแกนหนึ่งจะเปลี่ยนจุดกำเนิดของพิกัดของอีกแกนหนึ่ง ในขณะที่การเคลื่อนที่ของแกนหนึ่งในหุ่นยนต์คู่ขนานจะไม่เปลี่ยนจุดกำเนิดของพิกัดของอีกแกนหนึ่ง หุ่นยนต์อุตสาหกรรมยุคแรกๆ ล้วนใช้กลไกแบบอนุกรม กลไกแบบขนานถูกกำหนดให้เป็นกลไกวงปิด- โดยที่แท่นเคลื่อนที่และแท่นคงที่เชื่อมต่อกันด้วยสายโซ่จลนศาสตร์อิสระอย่างน้อยสองสาย กลไกดังกล่าวมีระดับความอิสระตั้งแต่สององศาขึ้นไป และขับเคลื่อนแบบขนาน
กลไกแบบขนานมีสององค์ประกอบ
ข้อมือและแขน ระยะการเคลื่อนไหวของแขนมีผลกระทบอย่างมากต่อพื้นที่ทำงาน ในขณะที่ข้อมือเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างเครื่องมือกับตัวเครื่อง เมื่อเปรียบเทียบกับหุ่นยนต์แบบอนุกรม หุ่นยนต์คู่ขนานมีข้อได้เปรียบ เช่น ความแข็งที่สูงกว่า ความเสถียรของโครงสร้าง ความสามารถในการรับน้ำหนัก-ที่สูงกว่า ความแม่นยำในการเคลื่อนที่ระดับไมโคร-ที่สูงกว่า และภาระในการเคลื่อนที่ที่ต่ำกว่า ในการแก้ปัญหาตำแหน่ง วิธีการกลับด้านไปข้างหน้าเป็นเรื่องง่ายสำหรับหุ่นยนต์แบบอนุกรม แต่ยากมากสำหรับหุ่นยนต์แบบขนาน ในทางกลับกัน วิธีการผกผันไปข้างหน้านั้นยาก แต่วิธีการผกผันนั้นง่ายมาก
ระบบขับเคลื่อน
ระบบขับเคลื่อนให้พลังงานแก่ข้อต่อของหุ่นยนต์ และโดยทั่วไปจะประกอบด้วยมอเตอร์ เกียร์ทดรอบ และส่วนประกอบของระบบส่งกำลัง ประสิทธิภาพการทำงานส่งผลกระทบอย่างมากต่อการตอบสนองความเร็ว ความนุ่มนวลในการเคลื่อนไหว และความแม่นยำในการวางตำแหน่งของหุ่นยนต์ ระบบควบคุมเป็นองค์ประกอบหลักของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อดำเนินการคำสั่งของโปรแกรม ประสานงานการเคลื่อนไหวของข้อต่อ และจัดการสัญญาณอินพุต/เอาท์พุต เพื่อให้บรรลุการควบคุมวิถี ท่าทาง และขั้นตอนการทำงานของหุ่นยนต์แบบรวมศูนย์
ระบบตรวจจับ
ระบบตรวจจับจะรับข้อมูลเกี่ยวกับสถานะและสภาพแวดล้อมการทำงานของหุ่นยนต์ รวมถึงตำแหน่ง ความเร็ว แรง และลักษณะสิ่งแวดล้อมภายนอก เพื่อส่งข้อเสนอแนะไปยังระบบควบคุม ด้วยการแนะนำข้อมูลเซ็นเซอร์ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามารถรักษาการทำงานที่มั่นคงภายใต้สภาวะที่ซับซ้อน และปรับและปรับกระบวนการทำงานให้เหมาะสมในระดับหนึ่ง เอฟเฟกต์ส่วนปลายเป็นส่วนประกอบของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่สัมผัสกับชิ้นงานหรือเครื่องมือโดยตรง รูปแบบจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับงาน เช่น มือจับ หัวเชื่อม ปืนสเปรย์ หรือเครื่องมือเฉพาะทาง และทำหน้าที่เป็นส่วนต่อประสานที่สำคัญสำหรับการปฏิบัติการทางอุตสาหกรรมเฉพาะด้าน
End Effector: หุ่นยนต์-ระบบปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม
ระบบโต้ตอบกับสิ่งแวดล้อมของหุ่นยนต์-คือระบบที่ช่วยให้หุ่นยนต์สามารถสื่อสารและประสานงานกับอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมภายนอกได้ หุ่นยนต์และอุปกรณ์ภายนอกถูกรวมเข้าไว้ในหน่วยการทำงาน เช่น หน่วยการประมวลผลและการผลิต หน่วยการเชื่อม หรือหน่วยประกอบ อีกทางเลือกหนึ่ง หุ่นยนต์หลายตัวสามารถรวมเข้ากับหน่วยการทำงานเดียวเพื่อทำงานที่ซับซ้อนได้
ระบบโต้ตอบของมนุษย์-
ระบบโต้ตอบของมนุษย์-คืออุปกรณ์ที่ช่วยให้มนุษย์สามารถสื่อสารด้วยและมีส่วนร่วมในการควบคุมหุ่นยนต์ ตัวอย่าง ได้แก่ เครื่องคอมพิวเตอร์มาตรฐาน คอนโซลคำสั่ง แผงแสดงข้อมูล และสัญญาณเตือนอันตราย
ระบบควบคุม
หน้าที่ของระบบควบคุมคือการสั่งให้แอคทูเอเตอร์ของหุ่นยนต์ดำเนินการเคลื่อนไหวและฟังก์ชันที่ระบุให้เสร็จสิ้นตามคำสั่งการทำงานของหุ่นยนต์และสัญญาณที่ป้อนกลับจากเซ็นเซอร์ หากหุ่นยนต์ขาดคุณลักษณะการป้อนกลับ หุ่นยนต์จะเป็นระบบควบคุมลูปเปิด- หากมีลักษณะการป้อนกลับ แสดงว่าเป็นระบบควบคุมแบบวงปิด- ตามหลักการควบคุม ระบบควบคุมสามารถแบ่งออกเป็นระบบควบคุมโปรแกรม ระบบควบคุมแบบปรับตัว และระบบควบคุมปัญญาประดิษฐ์ ขึ้นอยู่กับรูปแบบของการควบคุมการเคลื่อนไหว ระบบควบคุมสามารถแบ่งออกเป็นการควบคุมจุด-ถึง- และการควบคุมวิถีต่อเนื่อง
