碳纤维及其碳纤维复合材料以其优异的性能正广泛地应用于航空航天、风力发电、船舶等先进领域，因此高性能碳纤维的纺织装备的研发显得尤为重要。本文的碳纤维多层织机织边关键技术研究及应用为现代三维织造设备的设计和研发提供了坚实的理论基础。论文主要对以下几个方面进行研究和探讨:　　根据碳纤维特性及整机织造技术要求，设计出更优的适合织机织造的三维立体织物机织结构的方案。再根据三维立体织物结构提出了三十层碳纤维织造的多层织机整体设计方案，并对主要模块进行合理时间分配，设计出开口、引纬、打纬、送经、卷取、自动换纱时序图。　　根据对碳纤维的特性、碳纤维纺织装备技术和三维机织结构的研究，设计了一套预打纬装置，该装置可以随引纬机构按照开口位置的变换进行不同层数纬纱的预打纬，并对该装置进行了曲柄滑块机构的优化设计和负压吸嘴的创新设计。同时为了满足预打纬装置精确控制，系统动力方面主要使用步进电机作为动力源，并对其分类以及工作方式进行了详细的阐述。对预打纬装置进行三维建模以及分析了工作原理过程，对装置中的重要零件钩针进行了静力学分析并且优化。　　应用现代设计软件对电子提花机织边机构进行集成设计，即采用Solidworks对织边筒子架机构进行了三维建模，运用电子提花机专用软件对边纱进行编程，输入到电子提花机驱动器，实现对不同边纱提升的控制。为了更好了解地织边机构中边纱在运动过程中张力变化，对边纱进行了数学模型的建立。织边筒子架是织边系统中的关键机构，进行了三维建模并且详细阐述了其工艺过程;弹性张力片是筒子架中的重要零件，运用ANSYS对弹性张力片进行了静力学分析。织边筒子架安装了自动断头急停传感器，传感器显示断头信号位置并且将控制信号传输到主机控制器，然后主机停车并且接上断纱，提高了生产效率。　　该碳纤维多层织机预打纬装置和电子提花织边机构是集机电一体化、控制及纺织工艺技术于一体，为碳纤维复合材料产品的研发提供了实验平台，为进一步开发新型的碳纤维复合材料织物的加工设备打下坚实的基础。