随着机器人行业近年来的高速发展,工业机器人已经在多种场合逐渐代替人工进行加工作业,其所能适应的工作任务也越来越多,这就对工业机器人的轨迹规划提出了较高的要求,在实现传统的PTP运动及CP运动外,还应就轨迹的效率、能耗及平滑性等问题进行考虑,提高轨迹性能。因此,本文对工业机器人的轨迹规划进行了深入的研究,提出了以效率与平滑性为目标的多目标优化轨迹规划算法,并利用MATLAB软件进行仿真,验证了算法的有效性。首先,本文对正运动学与逆运动学的求解进行了研究,这是对工业机器人进行轨迹规划前的必要准备工作,并提出一种带有灾变系数的小生境遗传算法用于逆运动学的求解,基于MATLAB软件对PUMA560型工业机器人进行逆运动学实例仿真,验证了算法的有效性。其次,本文通过对国内外轨迹规划研究现状进行分析,对移动型机器人、关节型机器人基于B样条曲线、S样条曲线在关节空间、笛卡尔空间中的轨迹规划的优缺点进行了研究,并对部分类型的轨迹规划给出了仿真实例。最后针对关节型工业机器人的工作效率及工作中产生振动、磨损的问题,本文利用5次非均匀B样条曲线,在关节空间中建立曲线端点的一阶导数与二阶导数均可指定的时间-位置曲线,通过引入NSGA-II优化算法以运行效率最优与振动冲击最小为优化目标对关节型工业机器人运行轨迹进行优化,得到Pareto最优解。对6R型机械臂的仿真结果表明,由5次非均匀B样条曲线构造的轨迹提高了运行效率并减小了关节型工业机器人在运动过程中产生的振动与冲击,使得6R型工业机器人获得更优的工作性能。