本文针对弧焊机器人再制造系统中再制造模型的建立做了深入研究,主要包括反求工程技术和分层切片技术。反求工程的相关技术是再制造模型建立的基础,一个完整的反求工程流程主要包括数据获取、数据处理、曲面重构三个部分。而模型的分层切片是机器人再制造系统中后续路径规划的基础。本文采取线结构光扫描的方式来获取缺损件的表面三维信息。设计了扫描实验系统,将采集图像进行图像处理,提取激光条纹中心线,以确定特征点的图像坐标。为恢复零件三维点云信息,研究了一种快速系统标定方法,对柔性再制造线结构光三维扫描测量系统进行了标定。标定过程分为两步:采用平面靶标法标定出CCD摄像机线性模型的内外参数;然后通过靶标上的结构光条纹的像求解出光平面方程,确定结构光光平面与摄像机的位置关系。该法标定过程简单、精度较高、易于实现现场标定。本文以扫描得到的点云数据为对象,研究了空间点云数据的预处理及模型重构方法。根据扫描点云数据的特征,以最短距离法实现数据的精简、角度法对点云数据平滑去噪、由中心向外螺旋的方式排列数据。缺损零件模型的重构是基于增量扩展的投影法来实现的。首先构造初始三角形,然后通过最优点的选择原则向外扩展三角形,直到点集中的点用完为止,最后将剖分后的结果以STL格式写入文件。该法节省了构网时间,提高了构网质量。分层处理是再制造中零件成形的一个重要环节。本文针对缺损件的多样性、复杂性,提出任意平面对STL模型的分层切片算法。首先确定初始与最终的切片平面位置;然后在分析三角形平面与切片平面的位置关系的基础上,推导了任意平面与STL模型的求交算法,最后对截面轮廓数据进行处理。该法计算简单,适用于任何复杂零件,减少了三角形平面与STL模型的无效判断次数。通过VC编程及OpenGL可视化实现了上述算法,并给出相应实例以验证算法的准确性。本文中再制造建模方面的研究为后续的工作奠定了良好的基础。