在现代材料领域,具有比强度高、比模量大、耐腐蚀等优点的复合材料所占比重越来越大。纤维缠绕是制造高强度复合材料构件的一种重要方法,具有广阔的应用前景和推广价值。纤维缠绕制品的生产离不开缠绕设备和应用软件。缠绕设备的制造技术已经相当成熟,而应用软件的研究与开发还很薄弱。仿真技术和数控技术相结合,将会对纤维缠绕技术的应用起到十分重要的推动作用。本文以四坐标滚转式数控纤维缠绕机为研究对象,以空间坐标系的坐标旋转为基础,建立了其运动学模型及适用于任意曲面轨迹的一般缠绕方程,重点研究回转体的测地线缠绕,以纤维轨迹上的等弧长节点为切入点,推导了离散节点对应的坐标变量,根据一般缠绕方程导出了缠绕机出纱点的运动方程,对缠绕机的小车位移、速度、加速度及出纱速度进行了深入研究和分析,通过对比不同结构缠绕机的运动稳定性和出纱稳定性,给出了滚转式缠绕机的优化结构。在四坐标滚转式数控纤维缠绕机的缠绕理论基础上,以VC++6.0和OpenGL为平台,开发出了滚转式缠绕机的仿真软件,可实现纤维缠绕过程的动态仿真,输出小车运动特性及出纱特性等图形。软件具有设置芯模尺寸和选择缠绕机结构的功能,可以方便地对比不同缠绕机结构的缠绕性能,并验证本文缠绕理论的正确性。