镁合金铸件作为航空航天、汽车等领域广泛应用的工程材料,在减重和降低成本等方面起着重要的作用,但在铸造和服役过程中容易产生缺陷,为了节约成本,需要对存在缺陷的铸造镁合金进行修复处理,常见的修复过程需要人工的参与,主要存在修复精度低、效率差、质量无法保证等问题。针对于以上问题,本文搭建了针对于镁合金铸件修复的机器人电弧增材修复平台,对修复过程中的三维模型重构、分层切片、路径规划和机器人仿真等技术进行了深入地研究。本文首先利用结构光扫描仪进行铸件缺陷部位的逆向三维建模,通过对点云数据、多边化曲面和几何曲面的操作,完成了对于铸件缺陷部位的三维模型重构,其与实际构件的误差在0.2mm以内,满足了实际三维建模的精度要求。通过研究等面积和等层厚两种截面规划方式,建立了电弧增材修复工艺参数与焊道成形尺寸之间的数学模型。通过分析不同焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律,确定了合适的工艺窗口,并采用二次回归正交旋转实验设计的方法,最终获得了焊道模型简化后的焊道尺寸与工艺参数之间的回归方程,通过方差分析可知该模型显著性较高,预测误差在10%以内。基于OpenGL与MFC等函数类库,创建了镁合金增材修复软件系统的程序框架,并开发了STL模型的读取算法实现了模型的可视化,为模型的观察与操作提供了便利。结合三角面片与分层面之间的多种相交关系,开发了待修复模型的等层厚分层切片算法,并针对于等层厚分层导致的阶梯效应,进行了分层厚度的修正。结合计算机图形学中的图案填充理论,开发了平行往复扫描和轮廓偏置扫描的路径规划算法,有效地获得了机器人的运动轨迹。最后,对机器人电弧增材修复过程进行了机器人轨迹仿真和实际件的修复试验验证,结果表明,本文建立的焊道模型可以填满整个坡口,按照预定的焊接参数可以获得成形尺寸,修复过程顺利且精度可以满足实际使用需求,大大提高了铸件缺陷部位的修复效率,证实了整个机器人电弧增材修复系统的可行性。