Για να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα της εργασίας και να μπορέσει το ρομπότ να ολοκληρώσει συγκεκριμένες εργασίες στο συντομότερο δυνατό χρόνο, πρέπει να υπάρχει λογικός σχεδιασμός κίνησης. Ο σχεδιασμός κίνησης εκτός σύνδεσης χωρίζεται σε σχεδιασμό διαδρομής και σχεδιασμό τροχιάς.
Ο στόχος του σχεδιασμού διαδρομής είναι να κάνει την απόσταση μεταξύ του μονοπατιού και του εμποδίου όσο το δυνατόν πιο μακριά και το μήκος του μονοπατιού όσο το δυνατόν μικρότερο. Ο σκοπός του σχεδιασμού τροχιάς είναι να κάνει τον χρόνο λειτουργίας του ρομπότ όσο το δυνατόν συντομότερο ή την ενέργεια όσο το δυνατόν μικρότερη κατά τη διάρκεια της κοινής διαστημικής κίνησης του ρομπότ. Ο σχεδιασμός τροχιάς προσθέτει πληροφορίες χρονοσειρών βάσει του σχεδιασμού διαδρομής και σχεδιάζει την ταχύτητα και την επιτάχυνση του ρομπότ κατά την εκτέλεση εργασιών για να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις ομαλότητας και δυνατότητας ελέγχου ταχύτητας.
Η διδασκαλία και η αναπαραγωγή είναι μία από τις μεθόδους για την επίτευξη σχεδιασμού διαδρομής. Η διδασκαλία και η καταγραφή των διδακτικών αποτελεσμάτων μέσω του λειτουργικού χώρου επαναλαμβάνονται κατά τη διαδικασία της εργασίας. Η επιτόπια διδασκαλία αντιστοιχεί άμεσα στις ενέργειες που χρειάζεται να ολοκληρώσει το ρομπότ και η διαδρομή είναι διαισθητική και ξεκάθαρη. Το μειονέκτημα είναι ότι απαιτεί έμπειρους χειριστές και καταναλώνει πολύ χρόνο. Η διαδρομή δεν είναι απαραίτητα βελτιστοποιημένη. Για την επίλυση των παραπάνω προβλημάτων, μπορεί να δημιουργηθεί ένα εικονικό μοντέλο του ρομπότ και ο σχεδιασμός διαδρομής της εργασίας μπορεί να ολοκληρωθεί μέσω εικονικής οπτικής λειτουργίας.
Ο σχεδιασμός διαδρομής μπορεί να πραγματοποιηθεί σε κοινό χώρο. Η πεμπτουσία B-spline μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συνάρτηση παρεμβολής της τροχιάς της άρθρωσης και το ολοκλήρωμα του τετραγώνου της επιτάχυνσης σε σχέση με το χρόνο κίνησης μπορεί να βελτιστοποιηθεί ως η αντικειμενική συνάρτηση για να διασφαλιστεί ότι η κίνηση κάθε άρθρωσης είναι αρκετά ομαλή. Εναλλακτικά, η τροχιά της άρθρωσης του ρομπότ μπορεί να παρεμβληθεί χρησιμοποιώντας την πεμπτουσία B-spline και οι τιμές τελικού σημείου ταχύτητας και επιτάχυνσης κάθε άρθρωσης του ρομπότ μπορούν να διαμορφωθούν αυθαίρετα σύμφωνα με τις απαιτήσεις ομαλότητας. Επιπλέον, ο σχεδιασμός της τροχιάς στον κοινό χώρο μπορεί να αποφύγει τη μοναδικότητα του χώρου λειτουργίας. Μια ομάδα έχει επίσης σχεδιάσει έναν αλγόριθμο βελτιστοποίησης κοινής τροχιάς για να αποφύγει τη μοναδικότητα στον κοινό χώρο. Χρησιμοποιώντας τον πλεονασμό μιας συνάρτησης άρθρωσης ενός ρομπότ συγκόλλησης τόξου 6-DOF στη διαδικασία εργασιών, λαμβάνοντας ως περιορισμούς τη μοναδικότητα του ρομπότ και τους περιορισμούς της άρθρωσης, η μέθοδος TWA χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό βελτιστοποίησης.
Ο σχεδιασμός διαδρομής κοινής διαστήματος έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τον σχεδιασμό διαδρομής χώρου λειτουργίας:
1. Το πρόβλημα της μοναδικότητας του ρομπότ στον λειτουργικό χώρο αποφεύγεται.
2. Επειδή η κίνηση του ρομπότ ελέγχεται από τον κινητήρα της άρθρωσης, αποφεύγεται ένας μεγάλος αριθμός υπολογισμών κινηματικής και αντίστροφης κινηματικής στον αρθρικό χώρο.
3. Η τροχιά κάθε άρθρωσης στον κοινό χώρο είναι βολική για βελτιστοποίηση ελέγχου.