機器人系統主要由機器人機械手、驅動裝置、控制裝置和傳感器組成，機器人機械手部分主要包括底座、腰身、手臂、腕部、末端執行器和行走機構。

機器人上下料單元由兩臺數控車床、一臺機器人、一個料盤和一個物料箱構成。在該加工單元中，機器人是主動設備，機床是從動設備，機器人發出信號傳輸給數控機床，控制液壓卡盤的松開與夾緊，料盤上的每個工位都裝有接近開關，用于檢測是否有工件，料盤下面裝有電動機，帶動料盤進行旋轉，每次料盤都會自動轉動到一個有工件的工位，料物箱主要用于放置機器人從機床上抓取已經加工好的工件。
 

機器人末端執行器可以根據被抓取工件的尺寸進行專門設計，自動上下料系統中機器人工作流程如下：

(1)機器人抓取待加工工件：機器人末端執行器由待機位置移動至取料位置一側，末端執行器松開(檢測是否張開)，接收信號后，然后移動至取料位置，末端執行器夾緊(檢測是否夾緊)，取得信號，移至待機位置

(2)機器人抓取工件上料：機器人在待機位置，將夾有工件的末端執行器移動至數控車床的安全門前方(檢測防護門開到位)，機器人將手部移動到卡盤正前方，緩慢的移動至卡盤內，防護門前，最后移動至待機位置，數控車床開始加工工件。

(3)機器人抓取工件下料：機器人在待機位置，移動至車床防護門前方(檢測到防護門開到位)，再將手部移動至卡盤的正前方，緩慢移動至卡盤內，末端執行器夾緊(檢測夾緊信號)，數控車床接收到讓卡盤松開的信號，這時機器人將末端執行器移動至卡盤前方，再緩慢移動至防護門，機器人將加工好的工件移動至物料箱。