【摘 要】工业机器人已经是工业体系中不可缺少的生产工具，也是国家工业发展水平的重要体现。工业机器人的设计研究是关系到工业整体发展的重要课题，得到了很多专家和学者的关注。为了给研究者提供更加清晰的设计材料，本文深入研究了工业机器人设计板块化以及如何利用CAD技术实现对模型的改造进行自主研发创新型产品。
【关键词】工业机器人；自主设计；计算机技术；CAD
引言：
工业机器人是在计算机技术以及经济大发展时代下发展起来的，对生产工作和社会生活都直接或间接的发挥着作用。工业机器人主要的工作内容包括简单、重复的简单工作，也包括在危险地带或人员不可进入地带开展活动。机器人是在计算机系统操控下进行的一系列简单活动。不同行业都需要工业机器人的帮助。机器人尤其在搬运、弧焊、喷漆等多个行业得到了广泛的运用。我国的机器人研发水平比较一般，并没有达到世界先进行列。因此，开展机器人行业的自主研究就显得十分重要。
一、工业机器人的研究意义
工业机器人的使用范围广泛，涉及到的生产行业众多，是促进人类进步的关键性工具。工业机器人出现在传统行业和新兴产业中，出现在社会公共场所和每家每户中，出现在大小生产类工厂中。国产机器人的使用性能和灵活度以及使用周期与国外设计的机器人还有着一定的差距。国产机器人还存在着使用不便捷，精度低，使用局限性大的缺点，难以适应不断发展的要求。
开展机器人机械本体的设计研究本质是研究机器人计算机设计模型板块，是在计算机软件中设置更多的自主性设计模块，在开发新的机器人类型时可以提供一定的技术支持。提高机器人设计水平不仅需要设计更多的模型板快，还需要进行软件的二次开发，开发出自主性的操作程序，使得机器人可以对多种情况进行准确的判断，并完成更加精细、难度更大的动作。模型的建立和软件程序的研究是本文研究的重要内容，也是机器人行业发展的核心内容。此次研究模型的软件平台是SolidWorks软件，程序编辑的平台是基于CAD软件二次开发的VisualBasic 6.0。
二、工业机器人结构模型
工业机器人行业得到了快速的发展，已经拥有了一定的技术水平，建立了稳定的基础模型，包括：直角形性、圆柱形、球形等。这些机器人为后期研发的机器人外形以及新模型搭建了基本框架，起到了指引性的作用。新型机器人将采用结构模块的形式进行组合，其目的是便于携带，易于拆装，这就需要将不同板块的连接处设计到位。在机器人机构模型中有三种模块需要特别重视：第一：关节模块。这个模块关系到机器人全身的运动效果以及机器人的操作十分灵活。在关节模块内部分为多个细小的板块，可以实现机器人的移动和回转，可以在实际生产中灵活运动；第二：手腕模块。手腕模块可以分为多种具体的类型。手腕是应用性的模块，可以有效的灵活运动实现多种运用功能，在生产性进行流行性作业；第三：连接模块。这是机器人进行拼接的接口，可以将不同部分进行改换，实现机器人局部的更换，达到良好的适用性。
工业机器人结构模块的搭建工作需要依赖于VB软件系统。这个系统的操作难度比较低，可以实现机器人不同结构的有效搭建，是管理机器人模型的有效工具。这个软件可以实现机器人结构模块的顺利搭建，具备增、改、查基本功能，对不同部位的对接情况有着良好的甄别作用，可以给设计者提供参考数据，利于后续设计阶段的设计要求。现代机器人结构模块数量丰富，种类众多，VB软件的甄别能力有限，需要设计者对成型的机器人模型进行再次研究，将其工作程序简单化，提高工作效率，简化操作步骤，实现机器人设计的高效化。
三、工业机器人软件设计过程
工业机器人的模块和模块连接工作结束后，还需要对机器人的具体运动过程进行设计。这个设计过程分为运动学问题和数学建模问题。运动学问题可以分为采用正向求解的思路，也可以采用逆向求解的思路；建模问题可以采用数学建模，也可以采用计算机软件建模。不同的方法有着不同的特点。只有将机器人的运动变化和数学模型分析办法联合起来求解，才能从中得到指挥机器人运动的正确、简洁做法。
机器人的运动学问题贯穿在整个机器人设计阶段，模型的选择、程序的设定都需要考虑到机器人在实际工作中的不同状态以及工作的特殊要点。传统机器人的运动问题采用数学法进行解决，然而数学计算处理效果不佳，速度慢并且得到的数据信息不够全面。现代产业的细化发展以及机器人运动范围的扩大，传统形式办法已经不能有效的处理新的机器人运动学问题，因此，设计者必须找到更加快捷、更加合理地计算处理办法。现代机器人运动学问题可以使用模块化的计算机处理办法，对机器人具体的部位采用相对独立的莫看，并对不同模块进行合理地调用分配，根据工作的需要，综合性处理多个模块之间的问题，最终确定各个参数，实现计算机对机器人的有效调控。对于选择性的运动环节，可以采用连杆坐标系进行处理，实现不同模块的合理调用。
机器人数学问题的解算需要依赖数学解析法、数值法和图解法。三种基本方法的灵活运用可以实现曲线运动和直线运动的有效结合，也可以将运动关系转化为线性化或者是回归线型关系。除了采用传统的数学办法，还可以采用计算机处理办法，利用VisualBasic 6.0设计出更加准确、更加细致的运动路线，并设计为机器人的运功路径，就可以在实际工作中指挥机器人做出圆弧状的动作，实现对生产物品的切割和机器人自由的运动。多种多样的运动形式和运动曲段都可以通过软件程序实现。计算机处理办法较好的处理了机器人操作精度的问题，给机器人的发展带来新的发展空间。
结束语：
国家工业产业的发展离不开工业机器人先进工具，机器人设计者应在现有技术力量的基础上积极进取，冲破传统观点的束缚，带动机器人产业的发展。机器人自主设计研究需要从结构板块和运动程序两个角度进行。模块的多样化适合多种生产背景，程序的多样化可以实现机器人的精准性操作。在设计的过程中，设计者需要结合机器人工作类型的实际需求，创造出新型机器人产品。
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