自“中国制造2025”提出到现在,我国逐步成为全球最大的工业机器人市场,“机器代人”在提升我国制造业水平的进程中所占据的地位越来越高。与此同时,对于机器人的了解使用及相关的操作技术人员的培训需求不断扩大。为了提高效率,缓解实物培训的高代价成本,本文在现有机器人仿真研究的基础上,结合虚拟现实技术,基于Unity3D开发搭建一个工业机器人虚拟示教学习与加工仿真系统。主要研究工作如下:（1）根据D-H参数法对6轴串联的关节型机器人进行建模并对其运动学推导求解,提供末端直线、圆弧的运动轨迹控制模块。将单一机器人运动求解过程进一步扩展到多个机器人运动学通用化求解,以及设计算法保证任意缩放机器人模型比例进行运动仿真。（2）基于WPF设计了虚拟示教器客户端,在Unity3D中布局虚拟机器人加工仿真场景,通过Socket通信、程序解析器、程序编辑及数据存储等结构化功能模块配合使用,实现C/S无线通信实现示教器与机器人全虚拟仿真及示教学习的任务。设计两种机器人示教器与机器人模型匹配,实现两者切换操作,同一个模型可进行任意比例的缩放处理,匹配不同环境下所需的实际模型大小。（3）基于Unity3D仿真环境,提出空间单元剖分和三角网格布尔运算两种铣削加工的算法,建立仿真环境,运用C#编程实现两种算法,对其仿真结果进行渲染,完成对不同类型的加工件进行动态铣削加工的任务。（4）简化机器人运动连杆和障碍物成圆柱包围盒,优化空间圆柱体碰撞检测算法,添加诱导条件,通过多路搜索,在确定末端行走路径上的前提下,通过碰撞检测的判据加快筛选出连续运动姿态的规划过程,通过运动学求解获取驱动机器人运动的转角值,完成机器人焊接加工避障任务。本文通过虚拟现实技术,实现虚拟示教、焊接避障、铣削、码垛等加工仿真模块,建立工业机器人的虚拟仿真平台,为初学者提供一个学习认知、实践的系统,达到一定的实际应用价值。