1.需求分析和產品定義。
在這個階段，產品經理收集市場信息，拜訪客戶，了解競爭對手，最終總結出壹個產品需求，以及需求所針對的典型行業和典型流程。根據市場預期，壹年能賣出多少臺，目標價格區間，目標行業應用現狀及發展趨勢等。根據需求，提出產品性能指標，從產品功能方面定量、具體地描述期望的產品，如使用環境、工作範圍、最大速度、額定負載、實現壹個典型工藝軌跡的時間、IP等級、電源類型、重量限制、使用壽命、需要遵循哪些認證和標準等。
這裏需要的技能是對行業、市場、成本、公司戰略、其他開發環節和制造流程的全面了解和商業敏感度。這是在長期工作中逐漸確立的。
2.初步研究和可行性分析
針對上壹步提出的產品性能指標，機械、仿真、驅動、電氣、軟件等領域的工程師開始從各自的技術角度對指標進行評估。主要從技術可行性和成本兩個方向，期間需要采購和生產人員的協助。目標是確定技術和成本之間是否存在有利可圖的平衡。在這個階段，另壹個重要的內容就是對競爭對手的同類產品進行詳細的分析和測試，盡可能的把競爭對手的經驗轉化為自己產品的優勢。
在這個階段結束時，將獲得壹個概念方案，並估計開發周期和成本。這些內容將以可行性分析報告、項目計劃、成本分析和風險評估的形式成為輸出文件，供管理層決定是否正式開始開發項目。
在這個階段，高級工程師將參與所有領域。各個領域涉及的知識和技術會在後面的其他開發階段引入。
3.計算和模擬
雖然之前的概念方案缺少大部分細節，但依靠大致尺寸、載荷、速度、典型工藝軌跡等信息，已經可以對產品進行粗略的建模和仿真計算。根據概念方案中的幾何尺寸信息，可以建立機器人的運動學模型。在此基礎上，定義了外載荷，並根據經驗估算了自然質量載荷和摩擦力，從而進壹步得到動力學模型。以目標速度和軌跡為輸入，通過動態仿真得到兩個重要數據:a .各驅動軸的扭矩；b .各關節的應力；
其中，前者是驅動系統開發和選型的依據，後者是機械結構設計的依據。
仿真計算是機器人開發過程中系統層和組件層的接口，面向產品功能的性能指標在這裏轉化為面向技術實現的各個組件的性能參數。
這個階段特別需要經典力學和多體動力學仿真，對機械系統、電氣系統、控制理論等綜合知識要有深入的理解。需要熟練使用仿真工具，Matlab/Simulink，Modelica，Adams或各種機器人領域的軟件。當然，工具的使用不是最重要的，對知識的理解永遠是第壹位的。
4.驅動系統的選擇和發展
驅動系統包括從電源、伺服驅動器、電機到減速器的壹系列部件，更稱為動力總成。由於不同元器件涉及的領域差異較大，通常由電力電子、伺服電機、減速器等領域的工程師來完成。
根據仿真計算得到的轉速和扭矩需求，在上述三個領域的產品中選擇現有的標準型號，在標準型號的基礎上進行優化，或者開發新的型號。這裏設計的三個部件驅動器、伺服電機和減速器是工業機器人的三大核心部件，承擔了物理層的大部分關鍵技術，也是部件成本的大頭。這三種元件都是工業系統中常用的，但其性能要求比其他應用(精密加工和航空航天除外)更高。由於安裝空間有限且封閉，對緊湊性和熱管理的要求特別高。
在這個階段，工程師需要對相關領域有深入的了解，如電力電子、電機驅動與控制(基於空間矢量)、電機(主要是無刷永磁電機)設計、電機相關電磁學、各種減速器的設計與應用、軸承與潤滑等。如果不涉及元器件開發而僅僅是選型，就需要對各種元器件的性能參數有深入的了解和大量的應用經驗。
5.構造設計
運動系統的傳統機械設計。設計輸入包括以下幾個方面:壹是仿真計算後機械部分子系統的性能指標(長度、空間運動範圍、重量)；第二，各節點的受力分析；三、驅動系統的安裝要求；第四，功能性能指標中對安裝方法和應用環境的要求。基於這些輸入，機械工程師需要選擇合適的材料和設計合理的結構來達到上述要求。
其中，力學分析結果作為有限元分析的輸入，由機械工程師對設計進行有限元計算，驗證結構的強度。
知識結構:機械設計，材料，有限元，熟悉相關標準，熟悉各種加工工藝(鑄造，壓鑄，塑料成型，鈑金，焊接)，熟練使用CAD軟件(ProE，UG，Catia，Inventor)，有限元計算，更重要的是經驗，閱歷，經驗。
6.控制櫃設計
典型工業驅動控制系統的電氣櫃設計。機櫃為驅動系統中的電源和啟動器、控制系統中的工控機(大部分廠家選擇工控機而不是PLC加運動控制器)和通訊總線系統提供安裝、運行和維護環境。布局、熱管理和相關設計標準(IEC、UL、GB、CE)的實施是關鍵點。
知識體系:低壓電氣系統的設計、伺服驅動系統的應用、電氣櫃風道和散熱的設計、本質安全、現場總線的連接以及各種設計標準。熟練使用CAD軟件(Eplan，Autodesk)