先进制造作为一个国家国民经济持续发展的关键技术，在国际上得到广泛重视，包括我国在内的许多国家都制定了相应的计划以促进其发展。激光制造具有加工精度高、可控性好、绿色无污染等优点，成为21世纪最有发展前途、最具代表性的先进制造技术之一。中科院力学所于2000年率先研制成功了一套集成化激光智能制造系统(中科院“知识创新工程”重大项目：KGCX1-11；中科院仪器研制项目：Y2003004)，构成一个可进行系统研究的激光制造及试验平台。工艺规划与仿真属于该系统两个核心的模块。本文结合现代制造科学理论与汽车覆盖件冲压模具激光强化的实际应用，提取出激光制造轨迹规划及优化、加工过程几何仿真与物理仿真等工艺规划与仿真中的关键问题作为研究的主要对象，主要研究成果已集成到上述系统中。本研究可概括为以下几个方面：　　 ⑴针对模具表面形貌的复杂性及激光强化的特征进行加工轨迹的规划与优化。获取可执行的、高效的加工轨迹是激光制造的关键步骤，这一工作涉及机器人运动学、逆向工程、优化技术等诸多方面，是本文具有创新性的工作之一。　　 ⑵针对几何仿真，在实现轨迹验证及干涉检测基础上设计仿真后处理算法，以进一步获取无干涉的加工轨迹。另外作为几何仿真的一个拓展，设计了综合精度检测及误差分析辅助系统，用以提供误差修正的方案。　　 ⑶在物理仿真方面，提出了一种新的工艺参数验证方案。通过对大曲率曲面，主要是棱脊的激光强化模拟分析，揭示了其中的一些特殊规律，为方案的进一步完善和实现打下基础。物理仿真涉及加工过程的很多方面，其难度要远大于几何仿真，所以这是本文具有探索性及创新性的一部分工作。　　 ⑷设计了一种基于加工过程仿真干涉检测应用的三角网格简化算法，算法在保证检测精度的基础上可有效提高简化的效率，为干涉检测提供合适的简化网格模型。