Per millorar l'eficiència del treball i permetre al robot completar tasques específiques en el menor temps possible, ha d'haver una planificació raonable del moviment. La planificació del moviment fora de línia es divideix en planificació de rutes i planificació de trajectòries.
L'objectiu de la planificació del camí és fer que la distància entre el camí i l'obstacle sigui el màxim possible i la longitud del camí el més curta possible; L'objectiu de la planificació de la trajectòria és fer que el temps de funcionament del robot sigui el més curt possible o l'energia tan petita com sigui possible durant el moviment espacial conjunt del robot. La planificació de la trajectòria afegeix informació de sèries temporals sobre la base de la planificació de la trajectòria i planifica la velocitat i l'acceleració del robot quan realitza tasques per complir els requisits de suavitat i control de velocitat.
L'ensenyament i la reproducció és un dels mètodes per aconseguir la planificació del camí. L'ensenyament i l'enregistrament dels resultats docents a través de l'espai operatiu es repeteixen durant el procés de treball. L'ensenyament in situ correspon directament a les accions que el robot ha de realitzar, i el camí és intuïtiu i clar. El desavantatge és que requereix operaris experimentats i consumeix molt de temps. El camí no està necessàriament optimitzat. Per resoldre els problemes anteriors, es pot establir un model virtual del robot i la planificació del camí de la tasca es pot completar mitjançant una operació visual virtual.
La planificació del camí es pot dur a terme en espai conjunt. El quintic B-spline es pot utilitzar com a funció d'interpolació de la trajectòria de l'articulació, i la integral del quadrat de l'acceleració en relació al temps de moviment es pot optimitzar com a funció objectiu per garantir que el moviment de cada articulació sigui prou suau. Alternativament, la trajectòria conjunta del robot es pot interpolar mitjançant l'ús d'una B-spline quíntica, i els valors del punt final de velocitat i acceleració de cada articulació del robot es poden configurar arbitràriament segons els requisits de suavitat. A més, la planificació de la trajectòria a l'espai conjunt pot evitar la singularitat de l'espai d'operació. Un equip també ha dissenyat un algorisme d'optimització de la trajectòria conjunta per evitar la singularitat a l'espai articular. Utilitzant la redundància d'una funció conjunta d'un robot de soldadura d'arc 6-DOF en el procés de la tasca, prenent com a limitacions la singularitat del robot i les restriccions de la junta, s'utilitza el mètode TWA per al càlcul d'optimització.
La planificació de la trajectòria espacial conjunta té els avantatges següents en comparació amb la planificació de la trajectòria de l'espai d'operació:
1. S'evita el problema de singularitat del robot a l'espai operatiu;
2. Com que el moviment del robot està controlat pel motor de l'articulació, s'evita un gran nombre de càlculs de cinemàtica directa i inversa a l'espai articular;
3. La trajectòria de cada articulació a l'espai articular és convenient per a l'optimització del control.