随着我国经济水平的提高,工业的发展进程也逐渐加快。工业机器人具有稳定可靠、重复精度好、工作效率高、能够在高危环境下工作等优势,在传统制造业转型升级为劳动密集型产业的过程中将发挥重要作用。如今,工业机器人已经逐渐被应用到工业制造当中的各个领域,其所应用的技术也越来越先进。本文选取一种不满足Pieper准则的六自由度串联机器人为主要研究对象,以实现高精度控制为目标,进行了运动学建模、轨迹规划和轨迹跟踪控制等方面的研究,主要的研究工作包括以下几个方面。(1)对本文的六自由度串联机器人采用旋量法建立了正运动学模型,并改进了一种基于实数编程的遗传算法,用来对机器人运动学进行求逆,通过算例验证实验,验证了所改进的算法能够实现高精度解的求解。(2)对机器人任务空间轨迹规划进行了研究,针对空间位置轨迹规划,建立了多点直线和直线圆弧混合两种轨迹规划算法。针对姿态轨迹规划,改进了一种基于圆弧混合四元数的多姿态轨迹规划方法,通过算例验证实验,实验结果表明所改进的算法能够生成二阶光滑连续的姿态轨迹。(3)对机器人轨迹跟踪控制进行了研究,建立了一种基于ADRC自抗扰技术的机器人轨迹跟踪控制方法,并提出了改进的控制方案,采用MATLAB与ADAMS联合仿真技术,验证了 ADRC自抗扰控制技术运用于机器人轨迹跟踪上的可行性,而且改进的ADRC自抗扰控制方法相比于典型ADRC具有更高的关节轨迹控制精度。(4)对机器人进行任务空间轨迹跟踪精度测试仿真实验。对比分析了典型与改进自抗扰控制方案的任务空间轨迹跟踪控制精度。仿真结果表明:所提出的改进自抗扰控制方案位置轨迹跟踪控制精度相比于典型自抗扰控制方案缩小了近50倍,其精度值为0.01mm,其姿态轨迹跟踪控制精度缩小了 15倍,其精度值为0.010°。