针对刮板输送机链轮在工作过程中磨损过快的问题,提出采用电弧增材制造技术在链窝表面增材一定厚度的高硬度耐磨损层。对比目前各种电弧增材工艺,确定热输入低、沉积速率大的CMT(Cold Metal Transfer)技术作为工艺方法,利用机器人实现自动化堆敷过程。建立了CMT增材制造试验系统,包括:6自由度弧焊机器人、CMT焊接系统、参数采集及控制计算机等。机器人与焊接系统通过Rob5000模块进行通讯,计算机和机器人之间利用Motocom32通讯。根据工艺要求,设计了相应的工装夹具以及预热装置。试验材料为链轮常用的42Cr Mo钢,焊接材料为GFC-103耐磨药芯焊丝。开展了CMT增材制造工艺试验,研究了送丝速度、焊接速度与送丝速度比值和预热温度与堆敷层宏观成形、稀释率、界面结合强度和堆敷层硬度之间的规律。结果表明:在不出现裂纹的情况下,选择较低的预热温度和送丝速度以及较高的焊接速度更利于得到优异的成形质量和性能指标组合。在此基础上分别针对链窝堆敷过程中的平、横、立等位置进行了小热输入工艺试验,确定了适用于链窝曲面的最优成形规范。同时针对堆敷层边缘不齐及起弧和熄弧对成形的影响,提出了轮廓偏置扫描路径和弓字形扫描路径的处理方案。研究了链窝曲面机器人CMT增材路径规划技术。依据离散堆积原理,首先对待增材区域进行分层设计,对比平面分层和曲面分层,发现对于曲率较大的链窝面采用曲面分层得到的各层轮廓变化更平缓,曲面形状规则,增材过程中不会发生流淌塌陷问题。得到各层曲面后,在曲面上分别进行纵向填充路径、横向填充路径和偏置轮廓路径规划,得到的路径点平滑连续,能够很好地适应曲面轮廓。在得到焊枪行走路径基础上,对比不同情况发现在纵向填充过程中,当链轮周向平面与机器人主体平行放置,焊枪以前进方式行走时,机器人各轴运动平缓,不存在突变。同样当横向填充和偏置轮廓扫描时,保持链轮相对位置和机器人姿态与纵向填充类似时,机器人各关节不存在奇异点,堆敷过程平稳。将得到的位姿信息转化为机器人代码程序,导入到机器人控制柜中对实际的链窝进行了验证试验。结果表明:堆敷层表面保持曲面形状,内部均匀平整,边缘与周围轮廓相适应,未出现超出轮廓边缘情况,验证了得到的路径规划算法及CMT堆敷工艺能够适用于链窝曲面增材制造过程。