3D打印技术作为发展势头最快的造型技术，将数控技术、CAD/CAM和材料工程等科学研究的先进成果融合在一起，能够实现构型复杂，品种多样的材料的成型，具有产品质量高、开发周期短、集成性高、柔性高等特点。在3D打印的多种方法中，金属焊接快速成型技术作为3D打印的一个正在发展中的分支，同样受到国内外的广泛研究。伴随用户对焊接件零件复杂性和多样性的需求的增长，实验室研发了极角坐标式的3D金属堆焊机，可成型由圆曲线构成的焊接件。　　极坐标3D金属堆焊机在平面内的两个运动轴分别控制极角和极半径方向的进给。如采用直角坐标系下的插补算法，不能完成规定的插补运动，难以成型规定轮廓轨迹。为了匹配相适应插补问题，本文研究了极坐标系下的插补算法。　　本文在分析直角坐标系下的插补算法的基础上，对极坐标的插补算法进行研究、设计、优化和验证，分别设计了极坐标系下的逐点比较法和时间分割法。对比两种算法，确定极坐标系下的时间分割法更能满足系统要求，并且采用目前较为流行的开放式数控模式：上位计算机和运动控制卡相结合来达到插补器的软硬件实现的目标。选择PT运动模式来实现时间分割插补算法，进行编程设计，达到极坐标成型金属工件的目的。本文的主要撰写内容有如下：　　首先，简单介绍金属堆焊3D打印技术，并引入极坐标插补算法。　　其次，设计极坐标下的逐点比较法和时间分割插补算法，并应用 DELPHI对其进行仿真验证实验极坐标插补的数据处理和加工控制，对算法的具体设计程序流程进行详细地介绍，并且通过实验验证算法。同时阐述了在极坐标下连续小线段的转接和过渡算法，提高插补的精度。　　最后，通过极坐标插补算法与运动控制器的结合，验证插补器的可靠性。