随着科技的发展,社会的进步,机器人在人类的生产生活中发挥着越来越重要的作用。机器人技术是融合了电子技术、机械技术等多种新兴技术的一种高新技术,同时,提高机器人的运动精度也是很多人不断研究的方向。随着工业机器人的应用场合越来越多,对机器人运动规划的要求也越来越严格。在无论是在焊接,装配还是喷涂等领域中,都对机器人运动轨迹有着较高光滑性要求。同时,离线编程的发展,也降低了机器人操作难度,同时对机器人轨迹规划变得更人性化。故本文主要对机器人轨迹规划和离线编程仿真两个方向进行研究。针对六自由度机器人运动学研究,建立基于D-H坐标系的连杆结构,推导了运动学正解和逆解的表达式。针对逆运动学,提出了反变换法的推导过程。通过Matlab软件验证机器人正逆运动学正确性。接着对机器人工具坐标和焊件工件坐标进行分析,为焊接轨迹规划打下基础。机器人的轨迹规划包括空间位置规划和姿态规划。在规划之前,简要分析了焊接工艺,提出了摆动焊接的适用场合。接着对空间直线和空间圆弧进行位置规划插补,利用四元数与姿态矩阵的转换分析了两个不同姿态四元数变化。利用球面插值曲线对机器人姿态进行插补。然后提出了S型加减速曲线分析法,利用时间离散对位移的归一化,分析运动情况。接着对传统摆焊轨迹进行改进,在速度转角处添加过渡圆弧,并利用插值算法对此进行分析。结合上面的研究分析,利用Solidworks API进行二次开发,建立模型并对焊接轨迹进行离散,离散点处建立姿态坐标。通过API语句进行编程,实现了机器人离线仿真运动的功能。