在汽车制造过程中,大量关键零件需要通过热锻成形。热锻时工况十分恶劣,导致锻模极易受损失效。为了加快生产周期并节省锻模材料,失效热锻模一般都要经过修复后再次投入使用,其中电弧堆焊是一种有效的修复方式。鉴于现行人工满焊修复方法的不足,本文针对失效模具开展了机器人电弧堆焊修复轨迹规划的研究。具体研究内容如下:基于机器人电弧堆焊修复系统对模具修复专用焊材的电弧堆焊成形特性进行了研究,建立了其不同成形状态下的尺寸模型,并通过实验揭示了焊接工艺参数、焊道中心距、焊枪抬升策略等因素对成形的影响,为热锻模电弧堆焊修复中模型分层切片及修复轨迹规划提供了理论依据。创建了针对模型分层切片的软件架构,以修复模型的数据为依据编写了读取模型文件的算法;借助三维图形库OpenGL中丰富的数据处理函数对软件的显示功能进行了开发,利用其强大的渲染能力实现了修复模型的可视化;结合电弧堆焊成形特性及修复模型的几何特征提出了分层厚度的自适应调整算法,由此获取分层截面的相关信息,为修复轨迹规划提供数据支持。通过分析模型自适应分层后所得截面的特征优化了截面扫描路径,提出了基于偏置轮廓特征分区的路径生成算法,根据修复空间的受限性确定了路径点方向矢量的求取方法,得到完整的修复路径信息;结合机器人运动特点实现了路径点信息向机器人末端执行器位姿的转化,同时在笛卡尔空间中完成了机器人末端位姿的插补计算,达到修复轨迹平顺化的目的,并在仿真软件中验证了修复轨迹的合理性。基于不同的扫描策略下开展了堆焊成形实验,通过分析实验结果得出优化后的堆焊轨迹可在相对少的时间内更好成形;并将此方法应用于车桥模具的机器人电弧堆焊修复中,整个修复过程进展顺利,且修复后的模具通过精加工处理可再次投入生产,成功提高了热锻模的使用寿命,证实了文中所提修复轨迹规划方法的可行性。相关研究工作及成果对机器人电弧堆焊修复方法在实际生产中的应用提供理论依据和实验支持,具有一定的学术研究价值和工程参考意义。