传统的基于PC机控制或通过并/串口进行数据传输的激光加工系统，由于受Windows平台自身特点的限制，远远不能满足高速实时加工的需求，并且只适用于小批量的单机加工。针对当前激光加工系统存在的问题，设计了基于ATmega128控制核心的激光三维加工控制系统，该系统采用USB接口实现PC机与激光加工设备的数据传输，能适应高速、大数据量的加工需求，USB使系统能够扩展多台加工机共用一台PC机控制，这既节约了成本，又能大幅度提高工效；系统扩展了64Mb的数据存储器，能够满足大容量数据存储的需要，从而能够实现激光加工机在脱机状态下工作。论文第一章简要介绍了国内外激光加工的现状，以及在实际应用中存在的一些缺陷。并提出了解决问题的初步构想。第二章介绍了激光加工系统的工作原理，提出了系统总体功能实现的方案，给出了设计开发系统所需芯片的选型以及各芯片的具体介绍。论文第三章详细的介绍了激光加工系统的硬件设计。第四章是基于USB总线的激光加工系统的开发。论文第五章详细的介绍了激光加工系统的软件开发。最后一章对全文作了总结，并且提出了未来工作的设想。