随着工业自动化技术的进步,具有高效率、高安全性、高柔性的工业机器人在制造业中的应用正变得越来越广泛,能够提高机器人工程开发效率、降低开发成本的机器人仿真系统也成为了研究的热点方向。本文从机器人仿真系统与PLC控制器信号交互的角度出发,开发出一款集成了机器人三维仿真、通信、传感器模拟、机器人程序解析、运动轨迹规划等功能的工业机器人跨平台仿真系统。本文的主要研究内容如下:以工业机器人跨平台仿真系统为研究对象,对仿真系统的架构进行了研究。使用分层设计原则,将仿真系统分为业务演示层、逻辑运算层和接口层。采用分模块设计的方法设计了人机界面、语言解释器、通信模块、运动控制模块、虚拟传感器模块。通过对仿真系统开发平台的对比分析,确定了Unity-3D配合三维建模软件的方案进行系统开发。对仿真系统的建模方法进行了研究。按照父子模型树的装配原则将模型导入Unity-3D平台中,然后利用D-H参数法进行机器人运动学建模并对运动学正逆解求解过程进行推导。在运动学模型的求解基础上对机器人末端轨迹进行了研究,实现了工业机器人的直线和圆弧轨迹插补。对仿真系统中的语言解释器进行了研究。分析工业机器人程序语言的指令并进行分类,使用逐行扫描的方法对机器人程序进行解析,对比指令所属的集合后进行字符串运算,提取有效的程序信息并进行转换、执行。使用WPF绘制了人机界面,用于仿真系统与操作人员的交互。对仿真系统的通信模块进行了研究。利用TCP协议开发出通信模块,用于仿真系统和PLC控制器之间的通信。仿真场景中的机器人及其它设备都以通信模块为中介,实现与PLC的数据交换。此外,在仿真系统中还对传感器功能进行了模拟,实现了部分类型的虚拟传感器功能。最后搭建机器人自动化仿真场景依次对系统的功能进行验证。对实际案例进行仿真,结果证明仿真系统能够实现不同品牌的机器人与PLC控制器的联合仿真。