本文主要针对智能制造中的智能输送高集成、模块化及智能化的特点以及对实验实时信息采集和设备运行状态的需求分析,设计开发了一个仿真性高、交互性强、画面感真实的虚拟实验系统。结合三维建模技术、虚拟实验技术以及良好的交互界面实现实验的虚拟化运行,再利用网络通信连接实现虚实之间的同步。用户不仅可以单独进行虚拟运行操作,同时也能利用虚实结合的方式反映出实际场景的运行情况。其主要的研究工作如下:首先,本文介绍了智能输送系统的组成单元以及输送工艺流程。通过对虚拟实验系统的需求、目标及性能进行分析,设计了虚拟实验系统的模式结构和系统功能框架。同时,对比其他软件工具阐述了基于Unity3D引擎开发的优势,然后对系统的开发流程进行了规划设计。其次,详细对虚拟实验系统的建模、交互和关键技术进行了研究和分析。通过使用三维建模软件创建所需要的三维模型,存为FBX格式导入到Unity3D中,在该软件中进行物理学模拟、真实感渲染。然后主要对三维模型在空间中的变换和模型的碰撞以及交互方法进行了研究,通过添加合适的碰撞器和触发器,进行碰撞检测。通过LOD技术和遮挡剔除的方式对系统实现性能优化,提高系统的运行效率。然后,通过采用传感器和条码扫描的方式,实现物理信息融合,为虚拟实验系统的运行提供实际的数据支撑。同时研究分析了系统的映射方式,通过二步纹理映射方法实现系统的静态映射,通过对实际设备和虚拟设备的特征坐标点提取,采用SVD矩阵算法来实现实验对象的动态映射。最后,研究了网络通信技术在虚拟实验中的应用,采用了Socket套接字的方式实现虚实两端之间的通信。然后对虚拟端和实际端的详细设计,本文的虚拟实验系统即可以单独运行,同时也可通过图形连接实现彼此之间的同步。通过对系统的机械手进行同步运行测试以及人机交互测试来验证系统的可行性和有效性。