随着机器人的作用越来越大，机器人领域的研究得到了巨大的发展，使得机器人方面的研究不断深入。而传统的示教在线编程由于其局限性也到了发展的瓶颈，不能满足所有的生产需求。离线编程作为机器人发展的新方向，它克服了很多示教在线编程的缺点，其研究也得到了越来越多人的重视。本文针对离线编程系统的关键技术进行了研究。本文针对深圳市元创兴科技有限公司自主研发的Reinovo串联机器人，开发基于windows操作系统的具有三维可视化和动态仿真功能的离线编程系统软件。本文采用OpenGL图形接口来实现软件系统的三维可视化的功能，建立了机器人模型、周围环境模型以及工件模型。利用D-H的方法实现了机器人的运动学正逆解的算法，用RPY的表达方式简化了机器人位姿状态的表达方式，为机器人的离线编程系统奠定了基础。根据工件作业的轨迹需求，需要提前规划好机器人的运动轨迹，研究机器人的轨迹规划是其关键。机器人的轨迹规划确定了离线编程系统中机器人的运动轨迹。轨迹规划主要分析了机器人在关节空间中的轨迹规划以及在笛卡尔空间中的轨迹规划。在笛卡尔空间中分析了空间直线轨迹和空间圆弧轨迹两种规划，并同时对机器人的位姿状态进行规划。为了使系统能正确稳定地运行，就必须让机器人在运动中避免发生碰撞或者超过工作范围等情况。本文采用AABB层次包围盒树的算法来对虚拟系统中的机器人进行实时的碰撞检测，并且在机器人运动时实时监测其是否超过限位或者发生奇异。最后基于VC平台开发了机器人的离线编程系统，并研究了机器人的自动编程模块和动态仿真模块。通过机器人的抓取作业对离线编程系统进行了验证，实验结果证明本离线编程系统的可行性。