现代化生产对焊接技术提出了新的要求,焊接过程自动化已成为提高生产效率、优化焊接质量、改善劳动条件的必然选择。在对航空整体结构件实施激光拼焊制造时,由于这些结构件普遍具有形貌复杂、薄壁、变厚度、曲面曲线结构多、刚度差等特点,焊接过程中容易出现焊缝变形,从而影响焊接质量。本文从这一工程问题出发,结合国内外激光焊接自动化技术的研究现状对三维拼缝激光焊接运动轨迹动态补偿的关键技术进行了研究。本文主要工作与研究内容如下:根据三维拼缝激光焊接总体性能要求确定了激光焊接机床的结构方案,选用PC+NC并行双CPU结构的开放式数控系统实现机床的运动控制与逻辑控制,并采用基于远心镜头的拼缝视觉测量系统实现待焊拼缝的精确测量。分析了基于焊缝变形扰动的焊接轨迹独立式补偿与分解式补偿实现原理,提出了一种与本课题数控系统结构相适应的分解式补偿方案,该方案通过对机床平动轴运动坐标进行在线修正实现焊缝的精确跟踪,其动态补偿过程实际上是实时修改数控程序代码的过程。提出了基于程序链队列操作的分解式补偿算法设计思路,并从程序解释线程、程序修正线程和程序传送线程三个方面阐述了该算法的建立过程。采用示教偏移法对本文所研究的动态补偿算法进行相关实验分析,通过对比实验证明了该算法的有效性和可靠性。本文的研究工作为在激光焊接过程中实现焊缝精确跟踪提供了一种解决方案,该方案的实施能够有效保证三维拼缝的激光焊接质量。