激光加工机器人是光机电一体化的复杂系统,可以按机械结构、用途、控制等进行许多种分类。按机器人机械结构分, 目前激光加工机器人主要有两种类型: 框架式机器人和关节式机器人。这种机器人主要由三坐标高精度龙门框架、数字控制系统和驱动系统、高功率激光器、传输光纤、三自由度旋转光束头和检测系统组成。这种机器人具有加工范围大, 加工精度高等特点。适合各种编程和系统集成, 至少可实现六坐标加工, 即3D直线运动坐标( x , y , z ) 和3D 转动坐标（θ，ψ，Ψ）。所有坐标轴的驱动均采用交流伺服电机、直线滚动导轨、滚珠丝杠螺母副等。这种机器人可靠性高, 但造价也高。

下图是一种关节式激光加工机器人。这种激光加工机器人主要由六自由度关节式机器人本体系统( 机座、支柱、腰、臂、腕) 、数字控制系统和驱动系统、高功率激光器、传输光纤、检测系统及激光工作头组成, 它可以至少进行六个自由度加工。关节式机器人由于它在相同几何参数和运动参数条件下具有较大的活动空间, 动作灵活, 适于现场应用。因此, 在国内外生产线上都优先装备关节式机器人。

按加工过程控制的智能化程度分, 机器人可有三种编程层次。

在线编程机器人主要是示教编程, 它的智能性最低, 称为第一代机器人。根据实际作业条件事先预置加工路径和加工参数, 在示教盒中进行编程, 通过示教盒操作机器人到所需要的点, 教给机器人按此程序动作1 次, 并把每个点的位姿通过示教盒保存起来, 这样就形成了机器人轨迹程序。机器人将示教动作记忆存储, 在正式加工中机器人按此示教程序进行作业。示教编程具有操作简单, 对人员编程技术要求低, 可靠性强, 可完成多次重复作业等特点。

离线编程机器人是指部分或完全脱离机器人,借助计算机来提前编制机器人程序, 它还可以具有一定的机器视觉功能, 称为第二代机器人。它一般是采用计算机辅助设计( CAD) 技术建立起机器人及其工作环境的几何模型, 再利用一些规划算法, 通过对图形的控制和操作, 在离线的状况下进行路径规划, 经过机器人编程语言处理模块生成一些代码,然后对编程结果进行3D 图形动画仿真, 以检验程序的正确性, 最后把生存的程序导入机器人控制柜中, 以控制机器人运动, 完成所给的任务。此外, 它可装有一些温度、位形等传感器, 具有一定的机器视觉功能, 根据机器视觉获得的环境和作业信息在计算机上进行离线编程。机器人离线编程己被证明是一个有力的工具, 可增加安全性, 减少机器人不工作时间和降低成本等。

智能自主编程机器人装有多种传感器, 能感知多种外部工况环境, 具有一定的类似人类高级智能,具有自主地进行感知、决策、规划、自主编程和自主执行作业任务能力, 称为第三代机器人。由于计算机现代人工智能技术尚未获得实用性的突破, 智能自主编程机器人仍处于试验研究阶段。