工业机器人是数字化制造的主要载体,离线编程和生产系统仿真软件为机器人自动化项目节省了时间,提高了生产率。本文对离线编程和生产系统仿真技术进行了研究,设计开发了基于线结构光视觉传感器的焊接机器人生产系统仿真软件。基于面向对象的软件设计原则,采用第三方库,搭建了软件开发框架,设计了软件架构以及图形用户界面。研究了三维模型导入技术,设计了零件-装配体数据结构,完成了STEP文件向该数据结构的转换。采用MFC的树控件和XML文件格式,实现了场景资源管理和场景文件读写。基于机器人开源库,提出了三种机器人交互式建模方法,满足常用生产设备建模需求。进行了机器人运动学求解,提出了轨迹生成方法。设计了一套机器人控制指令,实现了机器人程序后处理和离线编程。针对焊接纠偏系统,基于视觉仿真原理,采用标定得到的视觉传感器参数,提出了视觉仿真的方法和步骤。分析了激光射线与工件表面的相交理论,得到了仿真激光条纹图像。视觉仿真实验表明,仿真激光条纹图像能够作为图像识别算法的模型先验信息。提出了两种场景布局方法,能够快速、精确地搭建生产系统仿真模型。提出了一种基于I/O信号的生产系统运动仿真控制方法,实现了生产设备的协调运行。提出了一种基于路径的传送带建模方法并进行了运动仿真。设计并建立了机器人工作站和生产线模型,进行了运动仿真实验,验证了研究方法的可行性。