解决工业机器人在实际工作中遇到的相关问题,对发挥其自动化优势有着很大的影响,而且对机器人的理论和应用研究也有着重要的意义。本文从某装配生产线实现自动化过程中的实际需求出发,设计了一款负载为6kg的工业机器人,同时针对该机器人可能遇到的工作要求,分别对路径规划、轨迹规划和运动仿真等内容进行了研究和探讨。首先,根据作业需求及工作参数对机器人进行了设计,包括机器人的腕部、手臂、腰部等部分的结构和布局;同时对机器人的电机及减速器进行了选型计算,使其工作性能满足要求。其次,运用线性代数知识和D-H参数法,推导出了机器人的运动学方程,建立了机器人的数学模型。利用数学分析软件MATLAB对该数学模型和机器人的工作空间进行了仿真。接着,针对现有路径规划算法的不足,提出了结合人工势场思想的改进蚁群算法,用以完成机器人在工作空间中的无碰撞路径规划。对该算法的概念、步骤和优势进行了阐述,并将该算法用于机器人工作空间的无碰撞路径规划的仿真,获得了令人满意的仿真结果。最后,对机器人运行的轨迹规划和运动仿真进行了探讨。针对不同的工作需求,将机器人的运动分为点对点运动和连续路径运动。在关节空间中实现了点对点运动的轨迹规划,并进行了运动仿真;为解决在笛卡尔空间中进行连续路径的轨迹规划所遇到的一些问题,本文提出了多自由度点驱动的方法,在ADAMS软件中完成了该部分的轨迹规划和运动仿真。仿真结果证明该方法可以有效地获得轨迹规划数据,也为解决笛卡尔空间轨迹规划问题提供了一种新思路。