Annak érdekében, hogy javítsuk a munka hatékonyságát, és lehetővé tegyük, hogy a robot a lehető legrövidebb időn belül elvégezzen bizonyos feladatokat, ésszerű mozgástervezésre van szükség. Az offline mozgástervezés úttervezésre és pályatervezésre oszlik.
Az úttervezés célja, hogy az út és az akadály közötti távolság a lehető legtávolabb, az út hossza pedig minél rövidebb legyen; A pályatervezés célja, hogy a robot közös térmozgása során a robot futásideje a lehető legrövidebb legyen, vagy az energia minél kisebb legyen. A pályatervezés az útvonaltervezés alapján idősoros információkat ad hozzá, és a simaság és a sebesség szabályozhatóság követelményeinek megfelelően megtervezi a robot sebességét és gyorsulását a feladatok végrehajtása során.
A tanítás és a lejátszás az úttervezés egyik módszere. A munkafolyamat során megismétlődik a tanítás és a tanítási eredmények operatív téren keresztüli rögzítése. A helyszíni oktatás közvetlenül megfelel azoknak a tevékenységeknek, amelyeket a robotnak végre kell hajtania, és az út intuitív és világos. Hátránya, hogy tapasztalt kezelőket igényel és sok időt vesz igénybe. Az útvonal nem feltétlenül optimalizált. A fenti problémák megoldására elkészíthető a robot virtuális modellje, és virtuális vizuális művelettel teljesíthető a feladat úttervezése.
Az útvonaltervezés közös térben is elvégezhető. A quintic B-spline használható az ízületi pálya interpolációs függvényeként, és a gyorsulás négyzetének a mozgásidőhöz viszonyított integrálja optimalizálható célfüggvényként annak biztosítására, hogy az egyes ízületek mozgása kellően sima legyen. Alternatív megoldásként a robot csuklópályája interpolálható kvintikus B-spline használatával, és a robot egyes csuklóinak sebesség- és gyorsulási végpontértékei tetszőlegesen konfigurálhatók a simasági követelményeknek megfelelően. Ezen túlmenően a közös térben a pályatervezés elkerülheti a műveleti tér szingularitását. Egy csapat közös pálya optimalizálási algoritmust is tervezett, hogy elkerülje a szingularitást a közös térben. Egy 6-DOF ívhegesztő robot csuklófüggvényének redundanciáját felhasználva a feladatfolyamatban, a robot szingularitást és az illesztési kényszereket kényszerként figyelembe véve, a TWA módszert használják az optimalizálási számításokhoz.
A közös térpálya-tervezés a következő előnyökkel rendelkezik a működési térút-tervezéshez képest:
1. A robot szingularitási problémája a működési térben elkerülhető;
2. Mivel a robot mozgását a csuklós motor vezérli, nagyszámú előrehaladó kinematikai és inverz kinematikai számítást elkerülünk a közös térben;
3. Az egyes ízületek röppályája az illesztési térben kényelmes a vezérlés optimalizálásához.