再制造高度契合了国家可持续发展战略需求,得到了政府和企业的高度重视。基于金属丝材的金属弧焊增材再制造作为再制造方法的一种,由于其具有成本低、效率高及对金属材料适应性广等优点,被越来越多的学者所关注。本论文设计了一套基于熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)工艺的金属弧焊增材再制造系统,以实现金属工件的增材制造及再制造。使用焊接的方式做增材制造,必然存在传统焊接过程中存在的热输入量高、精度低等缺陷。为了降低焊接过程中的热输入量及避免发生焊接缺陷,本文在对传统熔化极惰性气体保护焊(Metal Inert-gas Welding,MIG)、冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)及CMT Advanced等焊接方式进行深入研究之后,研制了由低热输入量、搭载CMT Advanced技术金属弧焊设备为核心、轻量化机器人为承载平台的金属弧焊增材再制造系统本体。为了实现系统经一次标定即可对不同类型的工件进行再制造,将三维测量系统与本系统配合,搭建了金属弧焊柔性增材再制造系统。为了实现再制造工件控形控性的目标,本文设计了温控模块,全程监控焊接过程的温度;研发了面向金属弧焊技术的增材制造专用工艺规划软件,基于金属丝材弧焊系统焊道宽度较大、金属冷却过程存在热胀冷缩、残余应力较大等系列工艺问题而重新设计了变焊道间隙、尺寸补偿、轮廓旋转等工艺内核。通过将上位机离线生成的程序导入到DELMIA软件中进行模拟仿真,证明工艺路径规划的正确性,最后通过对钢制齿轮、铝制发动机等破损工件的增材再制造验证了本文提出方法的可行性。