三维激光切割技术与装备代表了激光切割技术研究和应用的最高水平。作为一种具有高度柔性和智能化的制造技术,在美国、德国、日本等发达工业国家,被广泛应用于汽车制造、航空航天等领域,实现对复杂曲面钣金件的高效三维切割加工。国内目前采用的成熟三维激光切割自动编程系统均来自于国外,制约了三维激光切割技术在国内的应用。本文针对三维激光切割自动编程系统的关键技术,研究三维空间轨迹离散刀位点信息获取方法,对轨迹规划、干涉检查和模拟仿真等技术进行了探讨,提出了相应的解决方案,最终开发出三维激光切割自动编程原型系统,具体研究内容如下:针对空间轨迹曲线的刀位点离散问题,提出了一种基于二分法的改进离散算法,离散点误差能根据实际加工要求进行动态调整,仿真证明该算法能满足复杂曲线点列的数控加工精度和平滑性要求。将非线性最优化理论中的二次规划法引入干涉检测算法,提出了相应的规避干涉的方法。研究了三维激光加工的运动规律,对三维激光加工过程中激光头的运动路径及加工顺序进行了合理规划,优化加工顺序,提高加工效率。结合模拟仿真功能的研究,开发了三维激光切割自动编程原型系统,实现了三维激光切割自动编程与切割过程模拟仿真。介绍了三维激光切割自动编程系统的工作流程,对于典型的具有三维加工轨迹的汽车覆盖件零件,介绍了所开发的三维激光切割自动编程插件软件的操作流程和功能。所生成的切割程序在三维激光切割机床上进行实验验证,证明了软件的功能和可用性。