随着微机电系统的迅速发展,微喷部件在纺织、印刷、光导纤维、医疗器械、微电子技术等领域的应用愈来愈广,对其制造精度的要求越来越高,因而也越来越受到人们的重视。微细电火花加工方法具有宏观作用力小、可控性好等特点,是目前进行微喷阵列孔加工的重要方法。国内对微喷阵列孔加工设备的研究较少,目前还没有商业化的微喷阵列孔加工设备,因此研制一台具有中国自主知识产权的微喷阵列孔电火花加工设备具有重大的经济和现实意义。本文在查阅大量文献的基础上,综合国内外微喷阵列孔加工相关技术的研究现状,针对微喷阵列孔加工对控制系统的要求,完成了微喷阵列孔加工控制系统的总体方案设计。方案采用微细电火花方法加工微喷阵列孔,利用线电极磨削法在线制作微细电极,把伺服电机驱动精密滚珠丝杠的宏动进给机构和压电陶瓷驱动柔性铰链的微动进给机构相结合来实现电极的快速微步距进给和工作台大行程高精度的定位,并设计了宏微复合的电极伺服进给控制策略。基于PMAC运动控制器搭建了微喷阵列孔加工装置控制系统的硬件系统,基于Visual C++6.0设计了控制系统的人机界面,按照控制系统功能对软件系统进行了模块化设计。加工装置具有接触感知功能、内孔定中心等功能,利用软件补偿可以方便地找正工件,建立了微喷阵列孔加工程序模型,提供了手动编程和自动编程两种程序操作模式供用户灵活选择。巧妙使用了PMAC坐标系旋转功能,省略了编程的繁琐。采用PMAC运动程序和PLC程序来实现系统的运动控制和逻辑控制,系统实时性好,灵活方便。在调节了控制系统的PID参数后对宏动进给系统和微动进给系统的性能进行了测试试验。宏动进给系统在阶跃量为100μm时阶跃响应的上升时间为4ms,进给速度按抛物线在±1.2mm/s范围内变化时跟踪误差在±0.5μm范围内,能分辨出0.5μm的位移,指令进给速度为10μm/s时速度波动率小于0.6%;微动进给系统在阶跃量为1μm时阶跃响应的上升时间为2ms,进给速度按抛物线在±2μm/s的范围内变化时跟踪误差在±10nm范围内,步进频率可达200Hz。试验结果表明,宏动进给系统和微动进给系统均具有很好的快速响应和误差跟踪性能,宏动进给系统低速运行时速度稳定,微动进给系统响应频率很高,可以满足微喷阵列孔加工的控制要求。