虽然喷涂机器人在实际作业中的操作对象和周边外设可能会具有复杂的几何特性。但实际工业过程中的生产部件都会事先在CAD软件上(如SolidWorks，AutoCAD，UG，CATIA等)精确绘制，其各个几何细节特征都己明确定义己知。在机器人离线环境中只需轻松导入相关格式CAD文件即可。因此在工业实际过程中机器人对未知工件对象操作的情况并不多见。关于复杂曲面的轨迹生成问题以及逆向工程CAD构建问题在实际应用都己比较成熟，学术领域的研究也很多。世界几大主流的机器人离线平台也开发了大量的功能模块来自动生成轨迹。(如安川机器人MotoSim平台上的四点轨迹生成法，ABB机器人RobStuidio上的智能镜像轨迹法和曲线曲面自适应轨迹生成法等)。考虑其学术和应用价值，本文就不再赘述了。
哈尔滨工业大学的何广忠在其博士论文中利用SolidWorks建模，结合退火算法和机器人可达域分析解决了实际工程环境中的机器人布局优化问题。优化后的机器人工位布局能使机器人在作业的过程中始终保持比较理想的工作位姿，同时大大降低了机器人在工作过程中与周边的外设发生机械碰撞的风险。
基于本章引言中的论述，我们在考虑机器人离线环境的构建问题时，不能单单考虑机器人本体，而是要全面考虑生产过程的其他要素。在ABB公司开发的RobStudio离线环境平台上，首先根据各个硬件设备的实际布局尺寸放置设备的CAD模型，从而完整准确的还原出生产现场的机器人工作站。
结合项目合作企业的中涂环节的工艺要求，采用ABB壁挂式机器人。机器人在输送链两侧采用交错体位，同时将输送链，工件夹具，待喷涂白车身等其他元素也包含到所设计的离线环境中。
这样，就可以得到与图2.1实际工业环境相对应的离线作业环境。构建机器人离线工作站(WorkStation)如图2.2所示。
这里注意一个细节，图2.2中每个机器人都有一个控制柜。控制柜的作用不单单是控制机器人，同时借助于总线技术还能与其他机器人和外围设备进行协同通信。这点会在本章后续部分进行介绍。
工业机器人的生产线通常会有多台机器人，事实上有些大型或者特大产能的汽车流水线上的机器人多达数十台甚至上百台。不同工艺环节的机器人有一定执行时序，这主要是通过现场总线通信来实现全局统筹的。而在同一工艺环节的机器人(如汽车中涂环节的机器人通常有4-6台)之间在作业时的协同有序就主要依靠合理的离线编程手段了(如机器人间的握手程序)。由于喷涂机器人在生产过程中的轴关节运动速度都极快，不恰当的通信协同规则将导致现场机器人间的运动干涉与“跳舞”，对安全生产带来致命威胁。