三通管是一种常用的连接件,主要用于流体运输和结构支撑。树脂基纤维增强复合材料以树脂为基体,纤维为增强相。由其成型的复合材料三通管比强度高、耐腐蚀性能好,兼具了金属管道和塑料管道的优点,被广泛应用于航空航天等领域。但目前三通管的纤维缠绕成型工艺还停留在手工成型阶段,产品一致性差,成型效率低。本文以等径三通管为研究对象,旨在攻克三通管纤维缠绕CAD/CAM技术,实现三通管的自动化缠绕。本文遵循“先分后总”的轨迹设计思路,提出了设计面片的概念,将三通管轨迹设计问题转化为圆柱、圆环和平面面片的轨迹设计问题。通过分析T形结和直管的外形特点,得到了轨迹需遵循的对称性规律和缠绕方向规律。并以此为基础,通过综合各面片及其边界的拓扑信息,完成了T形结和直管的非测地线轨迹生成算法。为了得到一条连续的轨迹,需要连接直管上各段的轨迹。本文将直管轨迹分为内外轨迹,证明了只要直管上存在外部轨迹,就存在不成环连接方式的定理,并给出了不成环的连接算法。根据缠绕软件反馈的未布满区域,通过在未布满区域上添加新的设计点生成缠绕轨迹,实现了三通管的布满。根据缠绕设备结构及运动形式,对缠绕轨迹进行了后置处理。通过将出纱点约束在包络面上得到出纱点位置;对由出纱点位置所引起的设备和模具、纤维和模具之间的干涉进行了分析,通过删除干涉轨迹,插入过渡轨迹解决了干涉问题;推导并根据丝嘴尺寸修正了四坐标和五坐标缠绕中的机器运动坐标;通过约束偏摆坐标,解决了五坐标缠绕在缠绕支管时,偏摆幅度过大引起的设备和模具之间的干涉问题。基于C++和Qt框架开发了三通管缠绕专用设计软件FiberStudio,包括三通管参数化设计、纤维轨迹设计、轨迹后处理和运动仿真等模块。通过合理控制OpenGL的绘制方式,解决了三通管和纤维束之间、不同层纤维束之间的遮盖问题。推导了在三通管表面拾取设计点的计算公式,通过拾取点的交互方式,加快了轨迹设计的迭代速度。最后,使用FiberStudio规划了三通管的缠绕轨迹,并使用桌面缠绕机和六轴机器人进行了缠绕实验,验证了轨迹规划算法和后处理算法的正确性。