国内现阶段已经产生了大量对机器人离线边城技术的研究,例如针对喷涂离线编程系统,水切割离线编程和焊接离线编程系统等,并且有些已经可以进入实际生产应用。许多国内研究者开发机器人离线编程系统的方法都是在CAD软件基础上作二次开发。由于缺乏一个能够为开发者提供最基本、最通用功能的机器人离线编程系统平台,国内研究者选择在昂贵的CAD软件上,针对具体工业应用开发对应离线编程软件。这种开发方法不仅需要开发者具备较为全面的机器人知识,而且CAD软件本身的局限性导致了在进行后续开发时受到诸多限制。因此,本文开发了一款模块化、可扩展的机器人离线编程系统基础平台,使得用户可以在此平台基础上,专注于对所需工业应用相关功能的开发或扩展。为实现上述可扩展机器人离线编程系统基础平台,首先,本文分析了两种结构灵活,可扩展性强的软件架构,并比较其各自的优缺点。针对离线编程软件的具体需求,确定了以插件式系统作为软件整体结构实现。在利用Qt开发框架中的插件机制实现软件插件系统的基础上,采用观察者模式,避免模块或者插件间的直接相互调用,降低模块间耦合性,减轻插件间的互依赖性。接下来,本文将整个离线编程系统分割为几个最基本的核心模块,分别以插件的形式实现各个核心模块。主要模块有三维显示、虚拟示教器、虚拟控制器和作业下载等。结合OpenGL和VRML实现机器人模型的三维显示；以真实示教器为背景,增加透明按钮作为虚拟示教器；通过封装与真实机器人控制器中完全一样的算法,实现虚拟控制器;作业下载模块利用机器人控制器提供的接口,实现将系统生成的机器人作业下载至真实机器人控制器当中。通过这些插件模块的相互协作,完成离线编程。当前,有多种机器人语言出现在实际工业应用场景中,为了增强软件的通用性,本文将机器人语言解释器实现为单独模块,使得用户可以根据实际情况进行替换。具体以INFORM Ⅲ机器人语言作为系统默认编程语言,并且选择了其常用的指令集开发了机器人语言解释器。整个机器人语言解释器分为词法解析器和语法解析器,通过取送词法单元完成机器人作业文件的解析。分析INFORM Ⅲ机器人语法,并给出其对应的文法表示。以文法作为规则输入,利用Flex&Bison生成工具实现词法分析器和语法分析器。最后,本文以实验室里的ER-16机器人为仿真对象,在自主开发的机器人离线编程系统基础平台上,利用虚拟示教器进行虚拟示教并编写出对应机器人作业文件。在进行仿真验证之后,将系统生成的作业文件下载至真实机器人控制器中,验证离线编程系统基本功能的有效性。并且根据实验室多机器人和控制器两个方向的科研需求,分别开发搭建了多机器人运动学三维仿真系统和机器人半物理仿真实验平台,有效地说明了本文开发的机器人离线编程系统平台结构灵活,扩展性强,实现了研究制定的目标。