在機(jī)器人所完成的任務(wù)不很復(fù)雜以及編程時(shí)間相對于工作時(shí)間來說比較短的情況下，示教編程是有效可行的，但在許多復(fù)雜的作業(yè)中示教編程難以令人滿意。焊接機(jī)器人的離線編程與仿真技術(shù)則在復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境中有明顯的優(yōu)勢。

焊接機(jī)器人離線編程及仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的成果。在計(jì)算機(jī)中建立起焊接機(jī)器人及其工作環(huán)境的模型，通過對圖形的控制和操作，在不使用實(shí)際焊接機(jī)器人的情況下進(jìn)行編程，進(jìn)而產(chǎn)生焊接機(jī)器人程序。離線編程技術(shù)經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，從前期的通用焊接機(jī)器人編程技術(shù)發(fā)展到專門針對弧焊機(jī)器人的離線編程，可以實(shí)現(xiàn)弧焊參數(shù)的制定、焊接機(jī)器人與變位機(jī)協(xié)調(diào)控制等功能。目前，商品化離線編程系統(tǒng)在弧焊方面進(jìn)步很大，實(shí)現(xiàn)了無碰焊接路徑的自動生成、焊縫的自動編程等功能。

通常這些功能模塊是離線編程系統(tǒng)不可缺少的部分。操作人員可通過各種途徑將工件的幾何模型輸入到離線編程系統(tǒng)，并為系統(tǒng)提供工件的焊接加工特征信息；系統(tǒng)自動完成焊槍的運(yùn)動和位置等規(guī)劃；實(shí)現(xiàn)自動編程并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)圖形仿真，檢驗(yàn)焊接機(jī)器人程序是否正常、可靠，機(jī)械部分會不會干涉等；將編程數(shù)據(jù)按焊接機(jī)器人約定的格式傳送給焊接機(jī)器人控制柜，實(shí)現(xiàn)編程。

將離線編程技術(shù)總結(jié)為三點(diǎn)，其一是離線編程系統(tǒng)不僅要提供工件的幾何模型而且要提供工件的加工信息（如焊縫位置、形態(tài)、板厚、坡口等），這些數(shù)據(jù)是焊接參數(shù)規(guī)劃和焊接路徑規(guī)劃的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。其二是自動編程，即弧焊離線編程系統(tǒng)允許使用者指定焊接機(jī)器人干什么，離線編程系統(tǒng)根據(jù)建模時(shí)的幾何數(shù)據(jù)，利用系統(tǒng)自身具備的焊接參數(shù)規(guī)劃功能和焊接路徑規(guī)劃功能，實(shí)現(xiàn)路徑和參數(shù)的規(guī)劃。焊接機(jī)器人路徑規(guī)劃包括工件裝配、焊接機(jī)器人末端操作器的擺放、焊槍沿焊縫的運(yùn)行軌跡、焊接的先后順序等。關(guān)鍵技術(shù)之三是坐標(biāo)的標(biāo)定及修正，為了保證離線編程的仿真單元模型和實(shí)際工作環(huán)境的單元模型的一致性，需要標(biāo)定實(shí)際工作單元。標(biāo)定工作包括焊接機(jī)器人本體標(biāo)定和焊接機(jī)器人變位機(jī)關(guān)系標(biāo)定及工件標(biāo)定，其中在每次更換工件時(shí)都要工件標(biāo)定。

離線編程和仿真技術(shù)可以一定程度上滿足焊接柔性化的要求，根據(jù)工件的不同制定不同的焊接程序；可以減小焊接機(jī)器人的停機(jī)時(shí)間，在編程時(shí)不干涉焊接機(jī)器人正常的工作；離線編程者可以不在焊接作業(yè)的現(xiàn)場，使編程者遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的工作環(huán)境；可結(jié)合各種人工智能等技術(shù)來提高編程效率。