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仿真技术是机器人研究领域的一个重要组成部分,通过仿真实验来验证机器人的各种性能,已经是机器人理论研究必备的方法之一。生产线仿真技术可以对要投建的生产线进行可视化布局分析,进而提出合理的优化方案,使企业避免盲目的投资。因此,工业机器人生产线仿真系统对工业机器人技术的研究及应用有着非常重要的意义。本文设计了工业机器人生产线仿真系统的模块化总体框架,并对制约工业机器人生产线仿真系统性能的关键技术进行了研究。然后,本文分别对单体工业机器人、工业机器人单焊接工作站及焊接生产线进行了图形仿真实验,实验结果证明了生产线仿真系统的通用性、实用性和稳定性。本文首先对工业机器人仿真技术及生产线仿真技术做了国内外研究现状分析,阐述了目前生产线仿真存在的主要问题。接着文中设计了生产线仿真系统的模块化总体框架,包括：核心引擎模块(图形渲染引擎和物理计算引擎)、仿真对象模型构建模块以及接口模块(半实物仿真接口、控制算法开发接口和人机交互接口)。其次,针对工业机器人生产线仿真系统所用到的关键技术,本文给出了相应的改进优化算法。为了提高3D大场景实时渲染效率,本文提出了基于改进Z-Buffer算法的实时消隐技术以及基于常规四叉树和受限四叉树的LOD模型快速简化算法。另外,本文还分别实现了基于WRL和OBJ两种文件格式的仿真对象三维造型。最后,本文在生产线仿真系统中分别完成了对新松弧焊RH-6A、 KUKA KR16-2及BUAA6R六自由度机器人的图形建模和仿真,并实现了基于KR16-2和变位机的非同步联合运动轨迹规划。另外,本文还完成了对焊接生产线中RGV运载小车的时序调度控制仿真。仿真实验结果表明,本文所实现的生产线仿真系统具有很好的通用性并且能够完成对生产线的布局仿真及调度仿真。