随着激光刻蚀加工技术的逐步发展,大尺寸复杂曲面图案高精高效的加工技术已成为非常重要的技术需求。由于我国激光制造技术起步较晚,同时国外对相关技术进行严密封锁、对相关设备的出口进行严格限制,导致了我国在该领域的技术和装备都相对落后。三维激光刻蚀加工系统对大尺寸复杂曲面图案的精细制造需要借助于图案分割系统的分割功能——将较大尺寸的图案分割成满足扫描振镜加工需求的小图案,而目前国内所使用的此类图案分割系统仍然依靠从国外进口。因此,自主研发一款面向激光刻蚀加工的图案分割系统,对实现大尺寸三维复杂曲面图案的完整性加工制造具有重要意义,有利于提升我国高端激光制造技术和装备在国际市场上的竞争力。论文主要围绕着面向激光刻蚀加工的图案分割系统进行研究和实现,对其所需功能、关键技术和实现方法展开了深入的研究。论文首先对课题的相关信息及国内外学者在三维模型曲面图案加工方面的研究情况进行了总结。其次,分析了系统的主要功能和需求,并对相关的文件格式进行了研究。接着,依据贴图点位的两个搜索条件设计了贴图点位搜索算法,根据图案变换的需要研究了旋转矩阵的相关理论知识,设计了基于区域扩张的分割算法且提出了整体优化的方法,依据图元种类及特点对图案分割算法进行了设计,并给出了高效的反投影方法。然后,根据系统的功能和需求对其做了模块划分且给出了总体功能设计,并对七个核心模块进行了详细设计,最终完成了整个图案分割系统的实现过程。最后,对系统的功能和性能进行了测试,给出了误差分析模型和误差计算过程,并进行了误差分析实验。实验结果表明,论文所实现的图案分割系统完成了预设的所有功能,性能高效,精度达到了误差控制要求,并且三维图形显示效果良好,参数设置方便,功能操作交互方式友好。实际的现场测试也证明了本系统功能稳定、性能高效且加工效果良好,因此可以用于大尺寸模型曲面图案的处理与加工。