现代化的工业生产对机器人的运动稳定性和工作效率有着较高的要求,合理高效的轨迹规划可以改善工业机器人的运动性能,提高工业生产的自动化水平。目前,针对工业机器人轨迹规划及优化的研究较多围绕通用型6-DOF关节机器人开展,而对于专用机器人的有关研究相对较少,严重制约了专用机器人的发展。二者存在机械结构及运动方式等方面的区别,导致在机器人运动学、轨迹规划等关键技术的研究上也存在不同。本文以提高专用机器人的高速运动稳定性和工作效率为目标,以MH-6-60专用型六自由度移摆送料机器人为研究对象,在机器人运动学分析的基础上,对轨迹规划及时间参数优化进行研究,主要研究内容如下:首先,根据移摆送料机器人的本体结构,采用改进型D-H参数法建立机器人正运动学数学模型;利用MATLAB软件,进行移摆送料机器人运动学仿真,验证所建立的正运动学数学模型的正确性;基于该数学模型,采用数值法进行机器人工作空间分析,得到工作空间点集云图。研究表明,该机器人的工作空间为扇形柱体,结构紧凑,空间中X、Y、Z方向的最大行程可达到2300 mm、7500 mm、1000 mm。其次,研究移摆送料机器人的逆运动学求解问题。基于正运动学数学模型,采用封闭解法进行逆运动学求解,得到机器人各关节逆解;针对逆解存在多解的问题,采用遗传算法对逆解进行优化,获得最优的逆解组合。研究结果表明,采用该逆解组合求得的机器人末端位置计算误差不超过0.05 mm。再次,为了提高移摆送料机器人的运动稳定性和关节平滑性,对该机器人进行关节空间轨迹规划的研究。根据移摆送料机器人工作任务,运用上述逆运动学求解方法获得该机器人的时间-位置序列;基于序列点,采用五次非均匀B样条插值函数进行轨迹规划,并仿真得到移摆送料机器人各关节速度、加速度以及加加速度曲线。研究表明,采用该方法进行轨迹规划,机器人各关节的运动学曲线连续平滑无突变,提高了移摆送料机器人的运动稳定性。最后,为进一步提高移摆送料机器人的工作效率,在轨迹规划的基础上进行时间参数的遗传算法优化。给出机器人运动时间最短问题的数学模型,对各关节运动学参数进行约束,基于MATLAB平台进行算法编程及仿真,得到移摆送料机器人最短运行时间以及前四个关节的运动学曲线。研究结果表明,优化后的运动时间缩短了9.5%。