激光微加工凭借其加工方式灵活,使用方便,成本低,加工质量稳定可靠,污染少等特点,在半导体、微光学、精密机械等学科中得到了广泛的应用。开发具有自主知识产权的高精度激光微加工系统,对于发展我国精密制造业有着重要的现实意义。本文在认真调研和深入分析的基础上,针对传统激光加工系统的不足,设计了一种新的一体化纳秒激光微加工系统结构,以计算机为主控和运算平台,集成PCI总线运动控制板卡,结构紧凑,使用方便。在软件设计方面,针对新系统的特点,对早期版本的数控软件进行修改和优化;在深入了解核心器件SM5004和激光AVIA 355-3000功能的基础上,增加了新的插补格式和控制功能。系统实现了快速精确的加工,并通过实验验证了其功能,并选择出合适的加工参数与控制方式。本文主要完成了以下工作:1.构建系统整体方案,确定了以SM5004为运动控制核心器件,计算机为人机交互和数据处理,PCI总线为通讯接口的一体化设计方案;2.完成运动控制板卡硬件设计和调试;完成了所有CPLD硬件程序,包括运动控制指令预处理模块,激光控制模块和解码模块在内的设计和调试,3.提出了精确控制激光能量的方法;提出激光能量与运动控制插补信号相配合的能量控制方式,经过实验验证效果良好;4.完善原有数控软件,根据新系统的特点进行了格式、传输方式等方面的改变,并且增加了用户手动控制,画笔存储等功能;5.充分利用SM5004芯片的优点,增加了圆插补,手动控制,速度控制,画笔功能,反馈显示等功能,扩展了系统的应用范围,方便用户使用;6.完成系统联调,并进行激光加工实验,验证系统的可靠性、精确度和加工能力。