机器人通过标准化的通信协议、中间件和应用程序编程接口 (API) 与工业自动化中的其他系统集成。这些连接使机器人能够交换数据、接收命令以及与可编程逻辑控制器 (PLC)、传感器和制造执行系统 (MES) 等设备协调。例如，机器人可能使用 OPC UA（一种常见的工业协议）将传感器数据发送到 PLC，然后触发传送带对齐零件以进行拾取。这种互操作性确保机器人作为同步工作流程的一部分运行，而不是孤立的单元。
集成通常依赖于在系统之间转换数据的中间件或软件层。诸如 ROS-Industrial 之类的平台或来自机器人制造商的专有解决方案（例如，ABB 的 RobotStudio 或 Fanuc 的 FIELD 系统）充当桥梁。这些工具处理协议转换、管理实时数据流，并为开发人员提供编程交互的接口。例如，ROS-Industrial 节点可能会将机器人关节角度转换为 MQTT 消息，以用于基于云的分析工具。中间件还简化了错误处理等任务——如果视觉系统检测到有缺陷的部件，中间件可以停止机器人并通知 MES，而无需人工干预。
开发人员通常使用 API 或 SDK 来构建自定义集成。机器人公开 REST API 用于非实时任务（例如，将生产数据记录到数据库）或实时接口（如 EtherCAT）用于运动控制。例如，Python 脚本可以使用机器人的 SDK 根据热像仪的输入调整焊接参数。云集成越来越普遍：机器人将性能数据流式传输到 AWS IoT Greengrass 等平台，从而实现预测性维护。这些 API 允许开发人员扩展机器人功能，例如集成用于质量检查的机器学习模型或连接到企业资源规划 (ERP) 系统以进行物料跟踪。