工业4.0时代大背景下,《中国制造2025》战略实施以来,我国制造行业发展迅猛,“机器换人”已成为大势所趋。但是,在我国大多数从事低端劳动密集型的中小型企业中,工业机器人仍未得到普及,在腕表外表壳抛光行业尤为突出。本文以自行研制的复杂曲面柔性抛光工业机器人样机为研究对象,研究了所研制样机的轨迹优化问题,旨在改善该抛光工业机器人样机的抛光质量。根据复杂曲面柔性抛光工业机器人样机的机械结构,应用D-H参数法建立抛光工业机器人样机连杆坐标系,得到该样机的运动学模型,选用封闭解法求得抛光工业机器人正解,进一步求解出抛光工业机器人逆解。研究了抛光工业机器人样机在关节空间中三次、五次以及高次多项式插值轨迹规划方法,重点研究了五次B样条拟合曲线方法。针对抛光工业机器人特定抛光轨迹,分别进行了三次、五次多项式插值规划以及五次B样条拟合曲线规划,应用Matlab仿真出三种轨迹规划方法得到的轨迹运动学曲线。发现五次B样条拟合曲线拟合方法规划出的关节轨迹运动学曲线运行更加平稳,确定采用五次B样条拟合曲线方法进行轨迹规划。研究了NSGA-Ⅱ算法的工作原理,以时间最优、冲击最小作为优化目标,建立抛光工业机器人的时间优化目标函数、能量优化目标函数,通过加权求和构造总目标函数,引入复杂曲面柔性抛光工业机器人样机约束条件,采用罚函数法对机器人各关节的运动学约束条件进行处理,针对特定抛光轨迹,应用Matlab求解出最优时间间隔,结果表明各关节的冲击轨迹曲线相较于寻优之前有了较明显的改善。建立抛光工业机器人样机的三维模型,导入ADAMS,对多目标寻优以及五次B样条拟合后得到的轨迹进行了仿真验证,结果表明优化轨迹满足关节的约束条件,而且对多目标的优化效果较好。