基于弧焊的金属材料增材制造具有成形效率高、成本低、容易控制、加工柔性大和制件规格限制小等优点。开发具有自主知识产权的增材制造软件，对金属材料增材制造的实际应用与推广具有重要意义。本文对增材制造离线编程系统中分层切片、路径规划和动画仿真等功能进行了深入的研究。在STL模型文件分层切片算法的基础上，通过OpenGL自身功能函数，实现STL模型切片的可视化；采用线结构光三维检测与传感系统获得三维点云数据，经过点云处理后，利用点云直接比较的方法获得待加工零件部位的点云数据，开发一种点云模型切片算法实现点云的切片。在此基础上，增添零件模型的再切片功能。利用三维虚拟环境中对点拾取进行片层区域划分的方法，对待加工区域划分为边﹑面﹑环三种情况进行路径规划，使复杂零件的层片加工难度降低。基于边形状的截面轮廓的路径规划，主要判断零件是否满足边形状的要求，对于二次曲线，则通过最小二乘法进行曲线拟合。对于面形状的截面轮廓，通过算法使凸多边形和凹多边形的截面轮廓数据有序化，形成闭合轮廓线。基于环形状的截面轮廓的路径规划，对于简单的圆筒形工件，通过计算圆的方程进行路径规划；对于普通的多边形截面的筒形工件，通过获得筒形工件内层数据点，采用轮廓偏移的方式直接形成路径。开发KUKA机器人仿真程序模块，通过增材制造软件进行焊接相关信息的获取，利用OpenGL对窗口进行渲染，在双缓冲技术的前提下，满足焊接相关参数的设定，进行增材制造过程动画仿真；并且在仿真程序上添加辅助功能，实现仿真过程的视频录制和屏幕图像保存，用于对增材制造过程形成感官认识，对零件设计阶段起到验证作用，对零件加工过程起到参考作用，加深对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对生产过程、制造系统整体进行优化配置。结合增材制造离线编程系统进行成形试验，结果表明该系统功能较完备、使用方便、运行稳定可靠。