电子元件的基础材料晶圆片的切割是半导体产业中极为重要的一道工序,随着晶圆基片尺寸的增大、厚度的减小及划线尺寸的细化,原有切割技术的弊端逐渐暴露。水导激光切割作为一种新型的切割技术将激光聚焦后导入比发丝还细的微水柱中来切割晶圆片,该技术克服了传统技术的诸多缺点正被越来越多的研究和应用。本文主要设计和研究了水导激光切割机的控制系统,内容包括硬件平台的搭建,软件程序的编写和系统的整机调试。首先在分析了系统的精度、速度等控制要求后确定了以PC上位机加控制卡的整体控制方案。搭建了包括以PMAC2-PCI Lite控制卡为核心的运动平台、摄像机加CCD的双目视觉平台以及数字IO等外围设备在内的硬件系统。其次在上位机Visual C++6的开发环境下以MFC为主题框架编写了控制系统的多任务软件程序,包括晶圆对准的图像处理程序,该子程序以OpenCV为基础采用边缘检测、连通性分析、最小二乘拟合以及摄像机标定等算法精确计算了晶圆片的圆心在实际世界坐标系中的位置;还有以PMAC控制卡为基础的轨迹规划、数字IO控制、实时状态检测的PLC程序以及脉冲加方向输出控制伺服和步进电机的运动程序以及以PMAC的PCOMM32PRO为动态链接库的人机交互界面程序;同时以分辨率0.1um的正交光栅为位置反馈实际整定了PID参数以满足系统重复运动定位精度。最后在整机装配完成后,对系统进行了检测和调试,分析测试了系统的定位精度和整机运行情况。实验表明本文设计和研究的控制系统运行良好,初步满足实际的工业生产需要。