從高功率激光器發出的激光，經光纖耦合傳輸到激光光束變換光學系統，光束經過整形聚焦后進入激光加工頭。根據用途不同(切割、焊接、熔覆)選擇不同的激光加工頭，配用不同的材料進給系統(高壓氣體、送絲機、送粉器)。激光加工頭裝于六自由度機器人本體手臂末端。激光加工頭的運動軌跡和激光加工參數是由機器人數字控制系統提供指令進行的。先由激光加工操作人員在機器人示教盒上進行示教編程或在計算機上進行離線編程。材料進給系統將材料(高壓氣體、金屬絲、金屬粉末)與激光同步輸入到激光加工頭，高功率激光與進給材料同步作用完成加工任務。機器視覺系統對加工區檢測，檢測信號反饋至機器人控制系統，從而實現加工過程的適時控制。