激光是20世纪60年代初期兴起的一项新技术,由于激光的高方向性、高单色性、高相干性等优点,使激光的应用得到了广泛的发展,对各个技术领域产生了巨大的影响。而近年来的基于计算机数控系统的激光切割雕刻机作为一种高科技产品也在市场上出现,其应用相当广泛。激光切割雕刻系统的设计采用主从式结构,PC机CAD软件负责图形图像处理和数据的传送,控制系统DSP接收数据后,通过插补计算执行切割和雕刻加工。文中首先介绍了激光切割雕刻系统上位机CAD软件设计的具体方法与过程,从软件界面与功能需求出发,采用面向对象技术和文档/视类结构进行软件结构设计。使用VC++6.0设计了清晰简洁、易于操作的用户界面,具有丰富的功能菜单,可灵活设置各种切割和雕刻参数,具有绘制雕刻区、加工预览等激光切割雕刻系统特有的功能。其次对激光加工中常用的矢量图形及位图图像文件格式及其数字图像编辑处理的方法进行研究。着重对激光切割雕刻过程及方法进行分析研究,提出了一套适合于激光切割和雕刻需求的优化的加工路径算法。根据图论原理将激光切割过程加工路径优化问题归结为广义旅行商问题(GTSP),提出了先按照轮廓位置关系构造树形结构,然后以加工起点为基准点按照从内向外的顺序遍历树形结构的优化算法。通过对激光雕刻加工路径的分析,根据该项目激光加工的大幅面、复杂轮廓、16级灰度图像的特点,确定了双向扫描雕刻的基本算法,并给出其具体软件实现过程。课题所研究的激光加工CAD软件具有界面友好、功能强大、与下位机硬件配合良好等优点。通过算法分析及对模拟加工路径的数据分析结果表明,文中提出的图像处理方法与加工路径算法对于提高激光切割雕刻加工速度、效率和质量有一定的作用,取得了提高软件性能的预期效果。