复合材料“两步法”铺带技术将预浸带边界裁切与铺放分离,可实现高效铺放,同时降低废料率,是国际上自动铺带装备技术发展的重要方向之一。本文针对国内该技术的空白,对其装备的关键部分——预浸带边界裁切系统及后处理技术开展了相关研究。首先,对“两步法”边界裁切系统进行总体结构设计,并提出基于UMAC的完整控制方案。详细阐述了系统收膜放卷、覆层收卷、张力控制、压实切断等功能需求,根据各项功能需求以模块化设计为原则,对系统各部分进行结构设计并输出关键部件的部装图,包括送带轴、收带轴、收(覆)膜轴、收(覆)纸轴、刀身进给机构及旋转同步带轮等。为实现系统各动力学参数在一定范围内具有可调性和较高稳定性,对关键零部件的控制器进行选型计算与校核,在此基础上搭建了区别于传统“铺切一体”的碳纤维预浸带边界裁切系统原理平台。其次,研究了面向“两步法”自动铺带的边界后处理算法。将铺放模具表面STL三角面片化后去除冗余信息点,对铺层顺序进行设计并逐条计算轨迹首末两端切向量,选取轨迹中心线与模具边界的交点为原点建立预浸带边界坐标系,以边界坐标系为中间量将工件坐标系下模具内部开孔曲线和边缘曲线转化为“两步法”切割平台坐标系下的关键切割点,对于转换后曲率较大的平面切割曲线,采取中间插值法将切割误差降低至容许误差以内,插值基准为相邻两切割点在送带方向上坐标分量的平均值。为实现所提出的算法,基于Microsoft Visual C++6.0编写后置处理软件与人机界面,并根据UMAC控制器的可读格式要求生成了双刀切割运动的NC代码。最后,结合本文提出的后处理算法,在设计的“两步法”边界裁切系统平台上进行碳纤维预浸带边界预切割实验与铺放验证。将开孔平板与开孔圆筒按照45°初始铺放角进行轨迹规划,随后导入编写的后置处理软件得到双刀关键切割点,通过将切割完成后的预浸带铺放至模具表面观察到预浸带边界形状与模具形状呈现出高度吻合状态,验证了本文算法的合理性与正确性。另一方面,对边界曲线中内部过渡点与换刀点进行误差分析,通过调节UMAC伺服控制参数减小切割偏移量。对收卷速度、切割压力、切割深度及预浸带张力等影响预浸带边界超声切割质量的因素进行了研究,降低了切割过程中预浸带表层出现缺陷的概率,同时验证了本文设计的“两步法”边界裁切系统的可靠性。