快速制模技术(RT)由于其低成本和快速响应市场的能力已成为实现新产品快速开发和抢占市场的关键技术。基于机器人等离子熔射的快速模具制造技术因具有不受模具尺寸和熔射材料限制、熔射质量高等优点而受到广泛关注。机器人等离子熔射过程是一个非线性的、时变、复杂的过程,参数众多,皮膜成形质量比较难以控制,如果不进行有效的实时检测与控制,得到的原型或零件难以满足成形精度的要求,因此有必要在熔射成形过程中引入零件的三维尺寸和形貌的检测。在等离子熔射加工中,一般的接触式测量方法由于工作环境、测量速度以及检测系统复杂程度的限制,不适用于等离子熔射成形过程中的零件尺寸测量。投影栅相位法三维测量技术作为非接触式测量方法的一种,具有测量范围大、速度快、系统结构相对简单等特点,因此本文将傅立叶变换轮廓法(Fourier Transform Profilometry:FTP)用于等离子熔射成形过程中零件的三维形貌检测,目的是在该检测方法满足一定精度要求的前提下,应用于机器人成形加工过程的实时测控中,对成形过程工艺参数进行反馈修正,提高最终成形精度,对该技术走向实用化有着重要的意义。论文首先详细论述了投影栅相位法三维测量的相位调制和解调原理,及零件形状与所对应的相位之间的关系;从原理出发,对比分析了各种传统解相方法的特点,重点介绍了傅立叶变换轮廓法FTP,对其算法做了完整的数学描述,并且从模拟和实例两方面验证了FTP法在机器人成形加工中三维零件形貌检测技术的可行性。文中还对普遍采用的相位法测量系统结构进行了研究,总结分析了不同的测量系统结构,得出了不同的系统结构中统一的高度计算公式,从而简化了测量时的调整过程,建立了一套系统的标定方法。最后,本文提出了投影栅相位法测量系统的构架,并针对实物做了测量,结合实例给出了测量结果,并且提出了测量中的误差来源分析及改进措施,为后续研究打下基础。实践表明投影栅相位法能够在一定精度要求上应用于物体三维表面形状和尺寸的测量,为机器人等离子熔射成形技术走向实用化提供了一定的支持。