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機床上下料機器人作為現代制造業自動化生產的關鍵裝備，有著特定的基本構成。
驅動系統賦予機器人運動的動力。常見的驅動方式包括伺服電機驅動和氣動驅動。伺服電機驅動可精確控制機器人各關節的運動速度、位置與力矩，實現精準的上下料動作，適用于對精度要求較高的加工任務；氣動驅動則具有成本低、響應速度快的特點，在一些對精度要求相對不那么嚴苛且動作較為簡單的場合應用廣泛。
控制系統猶如機器人的 “大腦”，由工業計算機、可編程邏輯控制器（PLC）以及運動控制卡等組成。它接收來自傳感器的信號，依據預設的程序與算法，對驅動系統發出指令，精確規劃機器人的運動路徑、速度與動作順序，確保機器人能準確無誤地抓取工件并放置到機床的指定位置，同時還能與機床的控制系統進行通信，實現協同工作。
末端執行器是直接與工件接觸的部件，根據工件的形狀、尺寸與材質等因素而定制。常見的有夾爪式、吸附式等。夾爪式可通過機械結構的開合抓取工件，適用于形狀規則、有一定強度的工件；吸附式則利用真空或電磁力吸附工件，對于表面光滑、不易夾取的工件有很好的適用性，二者均旨在實現對工件的可靠抓取與釋放，保障上下料過程的順利進行。
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