激光加工技术以其无接触、柔性强、绿色环保等优势在众多工业领域中取代传统加工方式并得到广泛应用。随着激光加工技术的发展,激光表面微加工技术为工件表面微织构加工提供了新方法,并成功应用在内燃机缸套、机械密封环及轴承等摩擦副表面的织构处理。激光微织构技术已成为解决润滑和减摩问题的重要手段。现有的激光微加工设备多为通用型设备,其控制系统采用数控系统或专用的工控机并且需要搭配专用的激光控制器,设备造价高、适应性差、集成度低。以ARM、DSP、FPGA为控制核心的控制系统可对多轴电机和激光器进行集成控制,多用在激光切割、雕刻等领域。目前,多数激光微加工控制系统仅可实现平面和柱面的微织构加工需求,鲜见针对球面微织构加工的相关研究。本论文针对现有激光微加工设备的不足,结合微织构的主要应用场景:平面、柱面和球面摩擦副表面,研发专用的激光微织构加工设备至关重要。本文设计完成了基于STM32+FPGA的激光表面微织构加工控制系统。结合不同表面的激光微织构加工需求和激光加工系统的工作特点,研究不同表面的微织构加工工艺,确定激光表面微织构加工控制系统的控制方案,完成了控制器的硬件和软件系统设计开发,并进行加工试验。主要研究内容如下:（1）设计完成激光微织构加工控制系统总体方案。分析控制系统的主要功能及其设计要求,针对不同表面的激光微织构加工提出对应的控制策略。简要分析了实现主要功能系统平台所需的机械结构。通过对不同控制器的控制架构分析,确定控制器控制核心为“STM32+FPGA”双核结构。使用CycloneⅣE系列EP4CE6E22C8N的FPGA芯片实现控制系统底层驱动,由于FPGA工作在并行时序下,可控制电机进行多轴联动,完成对电机和激光器的实时控制。使用STM32F103C8T6芯片实现控制系统上层逻辑,包括激光微织构加工工艺等。（2）完成控制系统硬件电路设计与制作。具体包括电源电路、调试下载电路、通讯电路、伺服接口控制电路和激光接口控制电路。在立创EDA软件中完成了控制系统控制电路设计,并完成PCB焊接与测试。（3）完成控制系统软件设计。具体包括:FPGA底层驱动程序设计、STM32主程序设计和上位机人机交互界面设计三部分。FPGA程序使用Verilog HDL硬件描述语言进行编写,包括通讯模块、数据处理模块、伺服控制底层驱动模块和激光控制底层驱动模块;STM32程序实现对上位机命令接收、处理和发送命令给FPGA,包括通讯模块、伺服控制模块、激光控制模块、工作台定位程序设计和激光表面微织构加工程序设计;上位机界面使用C#语言编写,实现微织构加工参数输入、平台手动移动控制及加工状态显示等功能。（4）通过对控制系统进行整体测试表明:该控制系统可实现对电机和激光器的参数控制。使用该控制系统进行激光表面微织构加工试验,在不同表面的微织构加工效果及形貌检测结果表明:本论文研究的激光微织构加工控制系统可实现特定表面（平面、柱面、球面）的微织构形貌加工,加工效果满足微织构加工的设计要求。