科学技术的发展带来了机器人技术的革新,从最初的只能示教再现的机器人,到具有初步感知编程能力的机器人,再到如今高度智能化的机器人,机器人技术经历了飞速发展的60年。如今,机器人在工业生产中扮演着重要的角色,展现出了巨大的发展前景。尽管机器人技术进步飞速,但六轴机器人的轨迹规划一直是一个难题,末端执行器在运行空间直线,空间圆弧等轨迹时,仍然会有描述轨迹的计算量过大,关节轴冲击过大和运行时间过长等问题,导致机器人在一些轨迹复杂度高的场合中使用受到一定限制。因此,机器人的运行轨迹研究是机器人学的一个重点和难点。本文的研究对象是一种垂直多关节机器人,该机器人适用于工业分拣的场合,可以完成对工作对象的抓取和放置。本文首先对机器人的本体机构进行了分析,随后选择了关节空间轨迹算法并求得轨迹,并对该轨迹使用多目标优化算法进行轨迹优化,最后完成控制系统元件的选型和实验平台的搭建,使用实验平台对轨迹进行验证,得出垂直多关节机器人轨迹规划方法。主要研究内容如下:（1）机器人本体机构分析。对现有的垂直多关节机器人进行惯性力学、工作空间、最大速度和扭矩以及动力学分析计算,计算后得出的结论用于指导后续章节的轨迹规划。（2）运动轨迹研究。设定轨迹运动的条件,使用笛卡尔空间轨迹规划,得到空间直线轨迹规划和空间圆弧轨迹规划的两组中间点位姿矩阵。再对关节轴分别使用三次多项式、五次多项式以及三次样条插值轨迹规划方算法,绘制速度—时间和加速度—时间图像。根据图像选择出最优算法,并计算插值得到运动轨迹,用于进行多目标优化。（3）多目标轨迹优化。从对多目标优化算法的分析入手,选择了NSGA-II和MOEA/D两种多目标算法,使用这两种多目标优化算法对规划后的轨迹进行优化,并对两种算法进行比较后得出结论为,两种算法对轨迹优化结果相似,且MOEA/D具有更快的收敛速度。通过对比未优化的三次样条插值,得知经过优化后关节冲击更小。（4）实验验证。根据轨迹验证所需的实验条件,对控制系统进行需求分析,再通过需求分析进行控制系统的元件选型。绘制控制系统电路图,利用控制系统的元件搭建实验平台,设计人机界面和编写控制程序。运行经过优化后的轨迹,分别对多目标优化后的圆弧插补和直线插补的三次样条插值轨迹进行实验验证,机器人关节轴运行平稳,无明显抖动,表明经过优化后的三次样条插值轨迹适用于垂直多关节机器人。