船体曲面钢板水火加工成型(也称水火弯板)是造船过程中对船体外板进行加工成型的工艺。目前这种加工技术主要是靠作业工人的经验积累才能掌握。在实际工作中，对于一个有经验的熟练工人来说，要加工出一块弯板，通常需要经过两三遍的水火加工过程才能完成。而对于一个新手来说，这个工作就是相当困难的。基于这个原因，本文研究了水火弯板机器人设计过程中的相关问题，希望可以通过对机器人的精确控制来代替人工操作，提高水火弯板的加工效率。本文首先对水火弯板的加工工艺进行了详细阐述，并据此确定了水火弯板机器人的自由度，运动空间以及运动特点，设计了控制系统方案。然后再根据所确定的自由度和运动空间，以控制系统为依托，深入研讨了水火弯板机器人的运动学问题与动力学问题。其中运动学问题主要是解决操作机末端执行器的位置和姿态与各关节弯曲角度的对应关系；动力学问题主要是解决关节力矩与关节位移、速度和加速度之间的关系。由于水火弯板加工工艺的特殊性，所以本文对机器人的运动轨迹进行了合理的规划。文章的后半部分阐述了如何在Visual C++平台下，利用OpenGL技术设计的水火弯板机器人手臂的三维仿真软件。仿真首先模拟了机器人运动学问题，基于此对运动中的路径进行了规划。仿真软件可以实现三个问题的仿真操作：静态仿真；未进行轨迹规划的动态仿真；已进行轨迹规划的动态仿真。仿真结果表明，所求解的运动学方程以及所规划的运动轨迹可以完全满足水火弯板工艺的要求。