随着科技水平的提高,各个行业都在朝着智能化和无人化的方向发展,在传统的制造业领域,智能工厂的时代也已慢慢到来,而工业机器人正是智能工厂的基石,用来代替重复危险的手工作业,但随着机器人应用范围的扩展,对其使用性能有了更高的要求,所以对机器人进行更深层次的研究意义重大。首先,叙述了对于工业机器人领域研究的重要性,描绘工业机器人构型的发展历史以及总结了机器人轨迹规划研究现状,并对本文的主要研究内容进行阐述。其次,为解决机械臂设计过程中合理分配关节组合方式的问题,在机械臂设计时,应该考虑到机械臂要实现的目标轨迹和对末端姿态的要求,通过将轨迹与末端姿态的变化按照x-y-z三个分量划分,给出对应的关节组合方式。运用D-H表示法,建立机械臂的运动学关系,运用MATLAB中的Robotics Toolbox工具箱求出正逆解,给出工作空间,通过查看是否有合理的逆解来判断合适的关节组合方式,根据末端姿态的变化增加对应的关节类型来完成目标任务,为提高机械臂关节组合方式的合理性提供参考。再次,为了提高工业机器人末端运行的平稳性,分别采用三次多项式和高阶多项式插值算法进行轨迹规划。分析两种方法的特点,提出一种新型插值方法为三段多项式“414”插值算法,并采用遗传算法求出最优的两个时间节点₁T和₂T。通过MATLAB进行仿真实验证明了“414”多项式插值方法能够使关节加速度变化更加平稳,解决了三次多项式和抛物线过渡线性插值算法不能约束加速度问题,并且降低了五次多项式插值后关节最大加速度值,使机器人运行更加平稳,减小了机构冲击。然后采用机器人动力学原理,在ADAMS中建立虚拟样机,根据上述的轨迹规划结果带入ADAMS软件中,验证各个关节的力矩是否符合机器人的出厂要求。最后,运用NSGA2多目标优化算法,对机器人进行时间与加速度综合最优轨迹规划研究,给定机器人的运动参数与约束条件,对机器人进行多目标优化分析,得出最优解集以及解集的Pareto前沿分布图。