על מנת לשפר את יעילות העבודה ולאפשר לרובוט לבצע משימות ספציפיות בזמן הקצר ביותר, חייב להיות תכנון תנועה סביר. תכנון תנועה לא מקוון מחולק לתכנון נתיב ותכנון מסלול.
מטרת תכנון השביל היא להקטין ככל האפשר את המרחק בין השביל למכשול ואת אורך השביל; מטרת תכנון המסלול היא להפוך את זמן הריצה של הרובוט לקצר ככל האפשר או את האנרגיה קטנה ככל האפשר במהלך תנועת החלל המשותפת של הרובוט. תכנון המסלול מוסיף מידע על סדרות זמן על בסיס תכנון נתיב, ומתכנן את המהירות וההאצה של הרובוט בעת ביצוע משימות כדי לעמוד בדרישות של חלקות ושליטה במהירות.
הוראה והשמעה היא אחת השיטות להשגת תכנון נתיב. ההוראה והרישום של תוצאות ההוראה דרך חלל ההפעלה חוזרים על עצמם במהלך תהליך העבודה. ההוראה במקום תואמת ישירות את הפעולות שהרובוט צריך להשלים, והדרך אינטואיטיבית וברורה. החיסרון הוא שזה דורש מפעילים מנוסים וצורך הרבה זמן. הנתיב לא בהכרח מותאם. כדי לפתור את הבעיות הנ"ל, ניתן להקים מודל וירטואלי של הרובוט, ולהשלים את תכנון הנתיב של המשימה באמצעות פעולה ויזואלית וירטואלית.
תכנון השביל יכול להתבצע בחלל משותף. ניתן להשתמש ב-B-spline הקוונטי כפונקציית האינטרפולציה של מסלול המפרק, וניתן לייעל את האינטגרל של ריבוע התאוצה ביחס לזמן התנועה כפונקציה האובייקטיבית כדי להבטיח שהתנועה של כל מפרק תהיה חלקה מספיק. לחלופין, ניתן לבצע אינטרפולציה של מסלול המשותף של הרובוט על ידי שימוש ב-B-spline quintic, וניתן להגדיר את ערכי המהירות והתאוצה של כל מפרק של הרובוט באופן שרירותי בהתאם לדרישות החלקות. בנוסף, תכנון המסלול במרחב המשותף יכול למנוע את הייחודיות של מרחב הפעולה. צוות עיצב גם אלגוריתם אופטימיזציה של מסלול משותף כדי למנוע ייחוד במרחב המשותף. שימוש ביתירות של פונקציה משותפת של רובוט ריתוך קשת DOF בתהליך המשימה, תוך נטילת הייחודיות והאילוצים המשותפים כאילוצים, שיטת TWA משמשת לחישוב אופטימיזציה.
לתכנון נתיב החלל המשותף יש את היתרונות הבאים בהשוואה לתכנון נתיב החלל המבצע:
1. נמנעת בעיית הייחודיות של רובוט בחלל ההפעלה;
2. מכיוון שתנועת הרובוט נשלטת על ידי מנוע המפרק, נמנעים מספר רב של חישובי קינמטיקה קדימה וקינמטיקה הפוכה במרחב המפרק;
3. המסלול של כל מפרק בחלל מפרק נוח לייעול השליטה.