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机器人操作机是焊接机器人系统的执行机构。它与一般的工业机器人组成相同，是由驱动器、传动机构、机器人臂、关节以及内部传感器（编码盘）等组成。它的任务是地保证末端执行器的位姿、速度等运动要求。
执行机构是机器人完成工作任务的机械实体。一般为“机械臂+末端执行器”。在焊接操作中，末端执行器为焊枪或焊钳，用于完成焊接作业。
机器人的驱动器可以是电机（如步进电机、伺服电机）、气缸、液压缸和新型驱动器。而传动机构可以是谐波传动、螺旋传动、链传动、带传动、绳传动、各种齿轮传动及液力传动等。
由于具有6个旋转关节的铰接开链式机器人操作机从运动学上已被证明能以小的结构尺寸为代价获取**的运动空间，并且能以较高的位置精度和**的路径到达指定位置，因而这种类型的机器人操作机在焊接领域得到广泛的运用。
21世纪初，陆续有一些机器人厂家针对焊接用途，对机器人本体进行了改进，使之更适应焊接需求。比较有代表性的改进包括焊枪电缆内置、增加自由度数量等。
（1）焊枪电缆内置：是将第四轴和第六轴设计成空心结构，将焊枪电缆布置于其中，送丝机安装在第四轴的后方，如图2-2所示。电缆内置后，消除了焊枪电缆与工件和周边设备的干涉；焊枪能够360°旋转，更加容易实现工件内部的焊接、连续焊接和圆周焊接等；同时，送丝稳定性提高，焊接质量得到保障。
（2）7自由度焊接机器人：为了进一步增加机器人的灵活性，出现了7自由度焊接机器人，使结构更加紧凑、动作干涉区间大幅度减小，可以在狭小空间内自由灵活地动作。机器人能够进行各种干涉的避障，在复杂工作环境下有效作业。
