材料挤出成型增材制造技术可用于快速制造任意复杂度的三维几何结构，相比传统加工方法具有工艺简单快捷、操作环境要求低、材料利用率高、拥有多种材料选择等优势，但该技术的工艺特殊性也带来了一些问题，其中最为突出的两大问题:过低的成型效率与产品质量成为阻碍该技术进一步发展的主要瓶颈。增材制造技术的过程规划作为制件模型进行加工制造的前期处理阶段，对制造过程的加工效率以及最终的产品质量具有重要的影响。本论文围绕材料挤出成型增材制造工艺，对其过程规划及其相关的运动控制方法开展了研究，为提高该工艺的成型质量与加工效率提供一些可行思路。论文以过程规划为主线，基于挤出成型增材制造过程及规划机理重点研究了其中涉及的关键技术:支撑结构生成与路径规划，并对其涉及的运动规划算法进行了探索，以成型效率与制件质量为目标对过程规划中涉及的算法与工艺参数进行优化。论文的主要研究内容以及成果如下:　　(1)首先对挤出成型增材制造的过程规划及成型机理进行研究。包括对挤出成型增材制造技术的系统组成以及成型机理进行分析，继而探讨过程规划的主要步骤与要求，最后重点研究过程规划对制件性能与成型效率的影响:首先从理论与实验研究过程规划的工艺参数对制件表面质量与尺寸精度的影响并建立相应的数学模型，这种工艺参数驱动的制件质量与精度评价模型可以快速方便地得出过程规划中的参数对制件性能的影响;其次对成型制件在一个完整地挤出成型过程中所需的成型时间进行计算分析，从而得到过程规划中影响成型效率的关键环节;最后对实现过程规划的算法优劣进行探讨。　　(2)针对常用的基于STL模型的支撑生成算法涉及过多的三维空间几何计算而存在的空间干涉问题，提出基于切片文件的支撑区域快速识别算法。该算法以切片得到的二维层片模型为处理对象得到支撑结构，算法复杂度与计算量大大降低，生成支撑速度快。同时，为了缓解实体填充造成的成型材料浪费与成型效率低下的问题，提出了内支撑结构的概念，并根据切片文件之间的相互几何关系确定当前层片的内支撑区域，该区域的支撑结构可以很大程度上提高成型材料的使用率与成型效率。　　(3)提出一种基于扫描线倾角优化的平行往复填充路径生成算法，该算法的关键在于建立一个加工效率与制件质量的评价模型来优化平行往复路径的扫描线倾斜角，该算法充分考虑了挤出成型增材制造的工艺特点，定量化加工效率和成型质量与扫描线倾斜角之间的关系，从而在效率与质量之间权衡确定各层的最优填充路径倾斜角。在确定了扫描线倾斜角的基础上提出一种基于分区的平行往复路径优化算法，根据填充轮廓的特点对填充区域进行分区生成子路径并对子路径采用多次优化算法进一步减少无效路径数目;最后采用贪婪算法对所有子路径进行衔接获得最终路径。此外，为了避免填充时出现较多的过填充与欠填充问题，提出一种基于自适应间距的平行往复路径生成方法，在生成子路径时对子区域内所有的扫描线进行等间距调整可以有效地解决问题，从而改善工件的成型质量。　　(4)提出一种针对挤出成型增材制造工艺特点的高平稳性加减速速度规划算法，通过在速度规划过程中充分考虑设备的动力学特性，减小设备运行过程中参数的变化范围为优化目标，使得最终获得的速度曲线具有很好的连续性，从而取得满意的成型质量;同时在速度规划过程中使用前瞻算法预测待填充线段的几何特性，能有效避免由于线段长度过小导致在线段衔接处无法实现速度平滑过渡的问题。通过探讨曲线填充路径在增材制造技术中的应用前景，提出了一种基于前瞻控制的曲线速度规划算法，该算法采用离线的预处理过程对填充曲线中存在的高曲率点进行预判，并对高曲率点的速度进行计算与调整，最后根据前瞻算法求得的速度值进行速度规划可得到优化的速度曲线，为获得满意的成型效果奠定了基础。　　本学位论文对挤出型增材制造过程规划中的若干关键技术问题进行了研究，解决了前期模型处理过程中的支撑区域识别与填充路径生成与优化等技术难点，并对增材制造技术中的运动控制方法进行了探索性研究，为提高该技术的成型效率与制件质量奠定了理论与算法基础。