由于电子电器技术的飞速发展,零部件的出厂尺寸已经可以用微型来形容,对微连接技术的需求也越来越大。除常规板厚的焊接,对应用于薄板及超薄板(t<1mm)的搅拌摩擦微连接技术的研究工作就目前来看非常有限,仍有极大的发掘空间。由于施焊板材的厚度较薄,焊缝成形及接头质量对工艺参数的变化极为敏感,故对搅拌摩擦焊设备的定位精度、加工精度、机床稳定性及数控响应速度等要求极高。本文对超薄板微连接搅拌摩擦焊机进行了设计研究,整体选择设计了焊接设备的机械结构及运动系统总体方案和数控系统的控制策略及硬件电路,并针对焊接过程中影响焊缝成形及接头质量的物理量设计研制出了实时监测模块,实现了对焊接过程的实时监测和闭环反馈控制。基于微连接搅拌摩擦焊机的总体要求,通过对规划完成的搅拌摩擦焊设备各部分的选型、安装、调试,研制出典型的微连接搅拌摩擦焊设备,包括旋转主轴和X、Y、Z轴的机械运动部分以及各轴驱动电路和数控系统的设备控制部分。该设备机架结构不易变形,具有良好的动、静刚度,焊机的各向进给单元在以较低速度运行时仍能保持平稳,焊机结构的整体稳定性较高。为微连接搅拌摩擦焊机选择配备了一套功能性强的控制策略和数控系统方案,并通过数控编程使焊接过程标准化,具有可追溯性。对数控软件以及微连接搅拌摩擦焊机各部分控制器的参数进行了设置与调试,使焊机能够按设定参数响应并保证定位精度,正确对工件进行施焊,并维持焊接过程中焊机结构的整体稳定性。通过设计搭建LabVIEW功能模块实现了对微连接搅拌摩擦焊接过程的实时精确监测以及对影响焊接质量参数的闭环反馈控制,为运用该套设备进行搅拌摩擦微连接试验提供帮助,控制焊接过程始终按规范参数进行。最后,利用闭环反馈控制的微连接搅拌摩擦焊机进行了不同工艺参数下的焊接试验,焊机运行稳定性良好,能够保证焊接过程的重复性与稳定性,且焊机对焊接过程的闭环反馈控制提升了焊接质量,可应用于实际工业生产制造中。