机械臂作为一类重要的工业自动化设备应用领域广泛,其在航天工业、生产制造、装配喷涂、物料搬运等各个领域中均起到了不可或缺的重要作用。随着智能制造4.0的对于机械臂的应用也不再局限于简单的重复性工作,而是要求机械臂即拥有机器的可持续工作、执行精度高、极端环境适应性（例如海底、太空、高温、核辐射）,又拥有智能化的环境反应、分析判断能力。其中机械的避障规划及路径优化是智能化的重点。而机械臂作为多刚体机构,其避障轨迹与点规划不同,存在着多个优化目标间的冲突。因此如何使机械臂能够在完成避障规划的同时,优化多个无法依据物理意义合并的优化目标逐渐成为机械臂运动规划研究热点。根据课题要求,完成哈尔滨工业大学SMC气动中心研发的工装机械臂手眼定位系统理论分析,建立工装机械臂关节连杆坐标系并对其进行运动学分析。为工装机械臂的避障规划及优化提供理论基础和物理模型。根据工装机械臂避障规划及优化要求,使用快速搜索随机树（RRT）算法完成了机械臂的避障规划。引入NSGA-Ⅲ多目标遗传算法对RRT算法进行改进,使其同时具备机械臂的避障规划能力和机械臂路径多目标优化能力。通过仿真实验与原始RRT算法、多目标加权RRT*算法、NSGA-Ⅱ优化RRT*算法进行对比,测试其避障能力及多目标优化能力。实验结果表明改进算法能够精确的完成机械臂避障规划任务并实现机械臂避障路径的Pareto最优化。根据工装机械臂运动学分析和手眼定标系统原理,建立工装机械臂仿真模型及实验测测试系统,验证多目标优化策略的可行性。结果表明基于NSGA-Ⅲ多目标遗传算法改进的RRT*算法算法能够完成课题使用工装机械臂的避障任务,并同时优化其末端轨迹和关节运动轨迹。改进算法得到的避障路径在多目标优化均衡性、收敛性、极值优化能力等多方面均由较大提升。拥有比较满意的效果。