微细切削加工技术在精密三维微小零件制造中的应用,引发了微细制造领域的重大技术变革。其区别于MEMS技术和超精密加工技术,是利用传统机加工方式并针对微米和中间尺度微小零件进行高效率、高精度微细制造的有效途径。微型数控机床是实现微细切削加工技术的重要装备。近年来,国外微型机械加工技术的研究发展很快,已开发出实用系统,但多数仍处于试制阶段且对我国技术保密；国内在微细切削设备专用机床研发方面尚属初期。对于微型数控机床的研制而言,控制系统的设计是保证机床机械加工性能的重点。本文在前期搭建的微型铣床实验台基础上,重点研究了基于PMAC的微型数控铣床开放式数控系统,包括控制系统的硬件搭建及重要组件的选型及配置；伺服系统的建立及数控系统软件开发；最后通过加工微小零件对研发的数控系统的整体性能进行了验证。本文研究工作将为我国微细机械加工技术的研究奠定良好的基础,同时也将促进我国微小型化加工设备的研究、开发和利用。本文主要研究内容如下：(1)采用PMAC多轴运动控制卡及其转接板,配以研华IPC-610H工控机,搭建了PC+NC型上下位机式并行双CPU的数控系统的硬件体系。以PMAC作为运动控制器,与高速电主轴、精密进给台、电子手轮以及强电控制柜等共同构成控制系统的硬件体系。针对微铣床的特殊要求,设计了改进的对刀方法。(2)提出了“直流伺服电机++精密高速滚珠丝杠+精密光栅尺”的进给伺服系统方案。采用复合PID+前馈控制,保证了伺服驱动系统的定位精度和快速响应性能。利用PMAC内置软PLC实现了主轴运行的安全检测。(3)在windows平台下,利用VC++6.0,完成了数控系统软件开发。采用模块化设计的思想,调用PMAC软件通信接口Pcomm32动态链接库,实现了微铣床的运动控制以及系统管理。最后在微型数控铣床上进行了微小平面的铣削试验,并进行了粗糙度测量,试验结果验证了所研发的微铣床数控系统的整体性能。