虚拟制造是信息技术与制造科学结合的产物，也是新世纪先进制造技术的研究热点。激光制造作为先进制造的典型代表，向其引入虚拟制造新理念。虚拟激光制造为激光制造系统提供完备的仿真环境、加工过程参数验证、加工效果预测等重要功能环节，为激光制造向集成化、智能化方向发展奠定基础。其中，数字化表征与传递、建模与仿真是其中的关键科学问题也是难题。论文针对虚拟激光制造过程中的几何仿真进行研究。　　 几何仿真主要解决仿真速度和仿真精度的问题，因此考虑到虚拟加工环境的建模、轨迹规划优化及碰撞干涉检查这三项关键技术对激光制造过程仿真系统来说，在很大程度上既影响仿真效率，又影响仿真精度。本论文主要从这三方面进行研究，以期在一定程度上解决激光制造中几何仿真面临的问题。　　 论文在详细分析激光制造系统系统结构的基础上，从几何、运动学建模等方面详细阐述几何仿真环境建立的过程。通过对仿真系统设计方法和过程分析，讨论基于VC编程环境和OpenGL图形函数库构建虚拟激光加工环境的方法。　　 在虚拟激光加工环境中，激光加工机器人加工轨迹驱动仿真加工过程，它是几何仿真中加工动作的根本和优化对象。CAD数据作为现今表述工件形貌数据主要来源，待加工工件轨迹规划和优化是激光加工几何仿真的基础和重要内容，本文基于加工件的CAD数据分别从图元优化排序以及轨迹直接规划生成两方面进行研究。　　 碰撞干涉检测是加工过程仿真的关键内容之一。针对激光加工过程仿真干涉检测的特点，设计了一种基于加工头尺寸效应、网格覆盖及误差控制的三角网格简化算法。在此基础上，进一步提出并实现一种包容球与空间三角网格实体的碰撞检测算法：利用包容球在整个加工轨迹扫略形成的圆柱体与加工件实体三角网格进行求交计算。该算法可避免时间步长问题，并提高碰撞检测算法的效率。