激光打标是激光加工最主要的应用之一。由于工作过程中的无污染、高速度、高精度、高灵活性、非接触等优点,激光打标在很多领域中逐渐取代了传统的打标方式。二维的激光打标技术经过多年的发展已经基本成熟,但高速高精度的三维激光打标设备还比较少见。本文旨在此领域做一些理论探讨和实验研究。(1)本文根据基于动态聚焦的三维激光打标系统的原理,结合项目任务需求,搭建了三维激光打标系统的软硬件平台。(2)在对三维激光打标过程进行理论分析的基础上,推导出了空间点坐标和其对应的3D轴动态透镜位置的关系,并根据打标过程中的激光光路,对曲面打标时不同位置点的比例关系进行了计算,得到了相应的计算公式。(3)在分析STL三维曲面模型基础上,研究了三维曲面到二维平面的展开算法,得到了二维平面数据和三维曲面数据的转换关系,并在实验基础上,设计了曲面展开、失真校正、比例拟合等优化算法。(4)根据推导结论和实验数据,通过逆向工程原理得到了系统参数,设计了软件打标平台,进行了实际物体的三维曲面标刻并分析了实验结果。本论文同时对系统的一些不足之处进行说明,并提出了一些设想,作为后续研究改进的方向。