Ein Automatisierungssystem besteht aus Geräten, die Eingaben empfangen können (Sensoren, HMIs usw.), einem Computersystem (Prozessor) und Manipulatoren (Aktuatoren), die die eigentliche Arbeit ausführen. Der wichtigste Teil der drei ist das Computer- oder Steuerungssystem. Es kann in zwei Typen unterteilt werden: offene und geschlossene (Rückkopplungs-)Steuerung.
Bei einer offenen Regelschleife handelt es sich um ein System, bei dem der Controller Signale an den Aktuator sendet, um eine gewünschte Reaktion zu erzielen. Die gesendeten Signale werden nur durch das Programm gesteuert, das dem Controller ursprünglich zugeführt wurde. Bei geschlossenen Regelschleifen sind Rückkopplungssignale beteiligt. Das Rückkopplungssignal wird von einem Sensor erzeugt, der die Reaktion des Aktuators direkt oder indirekt misst. Dieses Rückkopplungssignal wird vom Controller verarbeitet, um die tatsächliche Ausgabe mit der gewünschten Ausgabe zu vergleichen. Der Controller nimmt dann die erforderlichen Anpassungen an dem an den Aktuator gesendeten Signal vor. Der Zyklus wird wiederholt, bis die richtige Reaktion erzielt wird.
Die Eingabekomponente kann eine Mensch-Maschine-Schnittstelle oder ein Sensor sein.
Über die HMI kommuniziert der menschliche Bediener mit der Steuerung. Hier werden Variablen oder Befehle eingegeben, um die gewünschte Ausgabe zu ändern.
Sensoren werden verwendet, um die Ausgabe mithilfe verschiedener physikalischer oder elektromagnetischer Eigenschaften (z. B. Druck, Temperatur, Magnetismus, Strahlung usw.) zu messen. Die gemessenen physikalischen Eigenschaften werden in elektronische Signale umgewandelt, die der Controller lesen und verwenden kann.
Der Aktuator ist das Teil, das die Aktion ausführt. Der Aktuator besteht aus einem Treiber sowie einer Gelenk- und Verbindungsbaugruppe. Der Aktuator liefert die Kraft oder das Drehmoment, die zum Bewegen der durch die Gelenke verbundenen Pleuelstangen erforderlich sind. Der Aktuator kann als elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betrachtet werden. Elektrische Aktuatoren sind Motoren oder Magnetspulen, die elektrische Energie in mechanische Leistung umwandeln. Hydraulische und pneumatische Systeme arbeiten mit Flüssigkeitsdruck, der gegen einen Kolben, Zylinder, Flügel oder eine Klinge gedrückt wird. Diese Systeme können in ihrer grundlegendsten Konzeption auch als elektrisch betrieben betrachtet werden, da die Flüssigkeit durch das Öffnen und Schließen eines Magnetventils gesteuert wird.
Verbindungen können sich je nach den vom Gelenk zugelassenen Freiheitsgraden relativ zueinander bewegen. Freiheitsgrade werden als die zulässige Bewegung einer Verbindung in einer dreidimensionalen Achse definiert. Es gibt sechs Freiheitsgrade, drei für die Translation (nach oben und unten, links und rechts, vorwärts und rückwärts) und drei für die Rotation (Nick-, Gierungs- und Rollbewegung). Der Einfachheit halber erlauben die meisten Gelenke nur einen oder zwei Freiheitsgrade, da die Herstellung eines hochbeweglichen Arms schwierig, teuer und unpraktisch ist.