随着“工业4.0”以及“中国制造2025”的相继提出,工业机器人越来越多地用于工业生产当中,导致了对工业机器人专业人员的需求不断增加,但工业机器人操作复杂、易损坏,培训成本过高。本课题开发的基于虚拟现实的工业机器人装调系统,可为从事机器人行业的企业人员以及院校师生提供工业机器人相关知识的培训平台。本文以Unity3D虚拟现实引擎为开发平台,以教学培训为出发点,对工业机器人的VR(虚拟现实技术)装配、VR运动仿真与控制进行了研究。首先,在工业机器人以及VR技术的基础上,分析了工业机器人装调系统的功能模块,并进行了整体架构设计。采用Unity3D虚拟现实引擎为开发平台,以HTC VIVE虚拟现实设备为人机交互工具,设计了一套工业机器人装配系统。通过研究分析虚拟现实场景中建模和交互理论,搭建了虚拟现实场景,以VRTK实现交互机制,使用C#搭建了一套工业机器人装配脚本,实现了对工业机器人的装配功能。其次,对埃夫特工业机器人ER3B进行了运动学和轨迹规划的分析。以ER3B机器人为原型搭建了运动学模型并对其六个关节进行了运动学逆解的推导。为了实现工业机器人运动的仿真,分别对其进行了包括关节、直线以及圆弧的轨迹规划,并且还给出了在VR环境中对机器人进行实时控制的实现步骤。再次,为实现埃夫特工业机器人ER3B的VR运动控制,利用Unity3D虚拟现实引擎开发了一套工业机器人的VR运动仿真系统。在该系统中,利用非托管语言(C语言)编写工业机器人算法并封装成动态链接库,实现了利用托管语言(C#语言)对被封装在动态链接库中API函数的调用。实现了对工业机器人在关节空间和笛卡尔空间下的运动轨迹规划。最后采用虚拟示教器替代传统仿真显示界面,实现了虚拟示教器对工业机器人的运动控制。搭建了工业机器人典型应用场景对工业机器人的虚拟现实仿真系统进行了验证,以工业机器人搬运应用为例,验证了该系统可行性。