数字化工厂是智能制造的重要组成部分,生产系统仿真可以对工厂的生产线布局、工艺流程进行预规划,并进行分析、评估及验证,及时发现设计中的不足进行修正和优化。由于工业机器人的速度、重复定位精度、可靠性等性能的提升,在生产制造领域的应用范围越来越广。对机器人参与的智能生产线事先进行仿真模拟,可缩短制造周期,增强市场竞争力。本文针对生产线中的逻辑控制等需求,研究生产线仿真平台设计与实现中的关键技术。针对生产线场景中模型数量多,格式不一致的特点,采用适合大场景渲染的开源虚拟现实引擎OSG进行组织,借助OCC几何引擎实现STEP、IGES格式模型的几何拓扑信息读取,实现STEP等模型的导入与用户交互。针对虚拟产线的逻辑控制问题,提出基于XML描述和仿真动作节点为核心的仿真方案。根据生产线的工艺流程,确定需要模拟的生产线控制逻辑。利用XML描述生产线模型运动关系,考虑到可读性和用户操作通用性问题,又提出仿真动作节点结合信号量的方式建立产线逻辑,通过多线程与定时器动画技术实现虚拟产线仿真。为了优化虚拟产线逻辑实现方式,基于有限状态机理论描述产线逻辑,并对结合实际控制器程序进行讨论。根据有限状态机理论建立产线状态转移模型,采用IEC61131-3标准的PLC编程语言SFC建模,进一步得到C中间代码,提出仿真平台解释执行C中间代码的基本方法。基于上述研究,开发了生产线仿真平台原型系统。以典型机器人生产线为例对虚拟产线仿真进行测试,以简单PLC程序为例对仿真平台解释执行C中间代码进行测试,验证了本文中关键技术的可行性。