在机器人所完成的任务不很复杂以及编程时间相对于工作时间来说比较短的情况下，示教编程是有效可行的，但在许多复杂的作业中示教编程难以令人满意。焊接机器人的离线编程与仿真技术则在复杂的作业环境中有明显的优势。

焊接机器人离线编程及仿真技术是利用计算机图形学的成果。在计算机中建立起焊接机器人及其工作环境的模型，通过对图形的控制和操作，在不使用实际焊接机器人的情况下进行编程，进而产生焊接机器人程序。离线编程技术经过了几十年的发展，从前期的通用焊接机器人编程技术发展到专门针对弧焊机器人的离线编程，可以实现弧焊参数的制定、焊接机器人与变位机协调控制等功能。目前，商品化离线编程系统在弧焊方面进步很大，实现了无碰焊接路径的自动生成、焊缝的自动编程等功能。

通常这些功能模块是离线编程系统不可缺少的部分。操作人员可通过各种途径将工件的几何模型输入到离线编程系统，并为系统提供工件的焊接加工特征信息；系统自动完成焊枪的运动和位置等规划；实现自动编程并在计算机上实现图形仿真，检验焊接机器人程序是否正常、可靠，机械部分会不会干涉等；将编程数据按焊接机器人约定的格式传送给焊接机器人控制柜，实现编程。

将离线编程技术总结为三点，其一是离线编程系统不仅要提供工件的几何模型而且要提供工件的加工信息（如焊缝位置、形态、板厚、坡口等），这些数据是焊接参数规划和焊接路径规划的数据基础。其二是自动编程，即弧焊离线编程系统允许使用者指定焊接机器人干什么，离线编程系统根据建模时的几何数据，利用系统自身具备的焊接参数规划功能和焊接路径规划功能，实现路径和参数的规划。焊接机器人路径规划包括工件装配、焊接机器人末端操作器的摆放、焊枪沿焊缝的运行轨迹、焊接的先后顺序等。关键技术之三是坐标的标定及修正，为了保证离线编程的仿真单元模型和实际工作环境的单元模型的一致性，需要标定实际工作单元。标定工作包括焊接机器人本体标定和焊接机器人变位机关系标定及工件标定，其中在每次更换工件时都要工件标定。

离线编程和仿真技术可以一定程度上满足焊接柔性化的要求，根据工件的不同制定不同的焊接程序；可以减小焊接机器人的停机时间，在编程时不干涉焊接机器人正常的工作；离线编程者可以不在焊接作业的现场，使编程者远离危险的工作环境；可结合各种人工智能等技术来提高编程效率。