近年来,德国率先提出“工业4.0”计划,中国相继提出“中国制造2025”,工业机器人在工业生产中的应用越来越多。为实现工业机器人在实际生产中的高效性和灵活性,PC平台下的软件系统与机器人控制系统交互控制一直是研究热点。本文以Unity3D虚拟现实引擎为开发平台,从虚拟机器人与真实机器人交互的角度,对工业机器人的虚拟运动仿真与控制展开研究,主要研究内容如下:首先对FANUC R2000ic机器人进行运动学和轨迹规划的分析。利用DH参数法对R2000ic机器人进行运动学建模,以R2000ic机器人为原型进行了运动学反解的推导,并在此基础上对机器人进行关节空间和直角空间的轨迹规划,并给出了实现虚拟机器人实时控制的具体步骤。其次为实现R2000ic机器人的虚拟可视化运动仿真与远程通信控制,利用Unity3D虚拟现实引擎设计一套工业机器人的虚拟运动仿真系统。研究分析工业机器人运动仿真系统构成与功能模块,在虚拟现实引擎中创建虚拟机器人模型和仿真场景,采用C语言开发机器人运动学逆解算法,并封装为DLL动态链接库,实现C#调用DLL算法函数。实现关节插值、直线插值、圆弧插值三种插值方式的运动过程中的轨迹规划。设计开发虚拟机器人运动仿真的机器人控制界面。再次对机器人虚拟仿真系统与R2000ic机器人之间的数据通信问题展开研究。确定虚拟仿真系统与R2000ic机器人之间数据通信方案,采用西门子PLC作为数据传输的中转,应用开源框架HslCommunication实现虚拟仿真系统与西门子PLC之间的数据通信,最终完成虚拟仿真系统与机器人之间的数据通信,实现仿真系统对R2000ic机器人的运动控制。最后搭建实验平台对工业机器人的虚拟仿真系统进行验证,分别进行离线仿真和在线仿真,验证虚实交互控制系统的技术路线可行性。