依据动植物表皮微结构所具有的优良特性,在工件表面制备类似的仿生微结构能够使工件具备减阻、防污、超疏水等功能,从而提升系统的性能。传统机械加工方式实现微结构加工时,存在刀具磨损且无法大范围应用等问题,尤其是面对形状复杂的曲面,难以兼顾加工精度和效率。激光因其高效率和低成本的特点成为微结构加工的有效选择,本文针对激光在复杂曲面中的微结构加工技术进行研究,具体工作如下:首先,基于仿生微结构的特点,提出了微结构激光加工的要求,依据激光加工系统的控制原理,分析了系统的误差来源和校正方法。从激光与材料作用的过程和激光能量分布得到了材料表面去除形貌的影响因素。其次,使用有限元软件建立激光加工过程的温度场模型,实现了单脉冲和多脉冲作用下的温度场以及不同功率下材料的形貌变化,并采用单因素试验分析激光各工艺参数对平面试件烧蚀尺寸和加工形貌的影响。基于激光入射角对光斑形状、能量密度、刻蚀线宽的影响,建立了三维曲面加工中激光入射方向的约束。然后,针对振镜扫描激光加工系统在光路运动过程中,激光束腰位置实际值与理论值之间的偏差所造成的加工误差进行了校正。分析激光加工系统中光路控制和转台运动的关系,建立了激光光路系统和电控旋转台的多轴运动学模型,推导了机床坐标系下激光的可行入射方向所对应的转台旋转角度表达式。基于激光入射角的约束对曲面进行加工区域划分,使微结构的加工方式转换为定轴分区加工,通过加工点可行转角的求解实现了叶片曲面激光加工的路径规划。最后,基于C#语言对UG进行二次开发,结合激光加工的工艺参数和激光路径规划设计了微结构激光加工CAM软件,完成了微结构的曲面布置,路径规划、加工参数选择和执行的功能模块,为复杂曲面工件的微结构加工提供操作途径。