针对机器人工作单元布局问题,本文提出了一种基于自适应差分进化算法的优化布局方法。本方法通过对工业机器人运动学与操作特性的研究,提出了优化布局关节空间评估指标,将机器人的关节轨迹距离作为评估函数。由于各关节是机器人运动的直接执行单元,所以该指标能够更加准确地反映机器人的周期时间和功耗。引入简单高效的差分进化算法,采用自适应机制动态跟踪以调整搜索策略,具有较强的全局收敛能力,可以有效获得全局最优解。结合经典实例的仿真研究结果表明了本文提出方法的有效性。本文在机器人工作单元布局优化问题上取得的研究成果可以概括为以下几个方面。首先,本文对工业机器人工作单元布局优化问题做了介绍和定义,在此基础上回顾和总结了目前已有的机器人工作单元布局优化的算法和研究现状,提出了布局优化的目标。其次,本文对工作单元中的工业机器人和外围设备进行了建模。建立了机器人的工作空间模型和运动学模型,对三维设备进行几何和数学描述,以适应布局优化算法,并根据三维模型给出了干涉检验与调整方法。再次,本文提出了新的评估指标——关节空间评估指标。相较以往操作空间评估指标,关节空间评估能够更加准确的反映机器人的周期时间和功耗,使得布局优化取得更好的结果。而后,本文对差分进化算法及其自适应机制进行了研究,设计了基于自适应差分进化算法的布局优化算法。最后,本文在上述研究的基础上,将MATLAB机器人工具箱与Java3D三维仿真编程工具相结合,编程实现了布局算法,结合典型工业实例进行仿真研究,验证了算法的有效性与实用性。