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机器人离线编程系统是利用计算机图形学的成果，建立起机器人及其工作环境的几何模型，再利用一些规划算法，通过对图形的控制和操作，在离线的情况下进行轨迹规划。通过对编程结果进行三维图形动画仿真，以检验编程的正确性，最后将生成的代码传到机器人控制柜，以控制机器人运动，完成给定任务。

机器人离线编程系统已被证明是一个有力的工具，可以增加安全性，减少机器人不工作时间和降低成本。机器人离线编程系统是机器人编程语言的拓广，通过该系统可以建立机器人和CAD／CAM之间的联系。

设计一个离线编程系统应具备以下几点：

1、所编程的工作过程的知识；

2、机器人和工作环境三维实体模型；

3、机器人几何学、运动学和动力学的知识；

4、基于图形显示的软件系统、可进行机器人运动的图形仿真；

5、轨迹规划和检查算法，如检查机器人关节角超限、检测碰撞以及规划机器人在工作空间的运动轨迹等；

6、传感器的接口和仿真，以利用传感器的信息进行决策和规划；

7、通信功能，以完成离线编程系统所生成的运动代码到各种机器人控制柜的通信；

8、用户接口，以提供有效的人机界面，便于人工干预和进行系统的操作。

此外，由于离线编程系统是基于机器人系统的图形模型来模拟机器人在实际环境中的工作进行编程的，因此为了使编程结果能很好地符合于实际情况，系统应能够计算仿真模型和实际模型之间的误差，并尽量减少二者间的误差。