摘要：高性能的数控机床离不开高性能的功能部件，先进的功能部件需要有超前的检测设备。一套完善的滚动直线导轨副综合性能试验台，可以对导轨的运动精度、加速度、振动、摩擦力、噪音、温升六项基本性能进行实时监测。滚动直线导轨副综合性能试验台主要由5个部分组成，分别为：床身部件、驱动系统、测试系统、控制系统以及防护系统。

要实现滚动直线导轨副各项性能的准确测量，合适的测量平台及测量方法至关重要。以现有试验设备为平台，通过对比，选择合适的传感器，和信号调理器以及数据采集卡，构成综合性能测试实验台，以MATLAB 2014a为编程平台，完成滚动直线导轨副综合性能试验台测量系统软件的设计与开发。实现了对35、45、55、65四种型号导轨在运行过程中的实时数据采集、处理、保存、查询及打印输出的自动化与智能化。

毕业设计说明书外文摘要

Title  Design of Comprehensive Performance Measurement System for Rolling Linear Guideways

Abstract：High-performance CNC machine tools can not be separated from high-performance features, advanced features need to have advanced detection equipment. A complete set of comprehensive performance test bench for rolling linear guide can detect real-time monitoring of six basic performance of 35,45,55,65 four kinds of rails with precision, acceleration, vibration, friction, noise and temperature rise. Rolling linear guide sub-comprehensive performance test bed is mainly composed of five parts, namely: bed parts, drive systems, test systems, control systems and protection systems. The basic principle of the rolling linear guide test bench is to simulate the running of the test rail with the help of the linear motor traction, and obtain the comprehensive performance parameters of the rolling linear guide under the simulated condition.

To achieve accurate measurement of the performance of the rolling linear guide, the appropriate measurement platform and measurement methods are essential. The existing test equipment can be used as the platform, select the appropriate sensor, MATLAB2014a as the programming platform to complete the rolling linear guide sub-comprehensive performance test bed measurement system software design and development. To achieve the test process of data collection, processing, storage, query and print output automation and intelligence

Keywords Rolling linear guide,integrated performance,hardware measurement system,software system

目   次

1  引言 5

1.1  研究背景 5

1.2 国内外研究现状 6

1.3 本文研究内容 7

2 滚动直线导轨副综合性能试验台简介 8

2.1 滚动直线导轨副综合性能综述 9

2.2 试验台结构简介 9

2.3 试验台测控原理简介 11

3 滚动直线导轨副综合性能测量系统硬件设计 14

3.1 运动精度测量系统 15

3.2 加速度测量系统 22

3.3 振动测量系统 26

3.4 摩擦力测量系统 29

3.5 噪声测量系统 33

3.6 温升测量系统 34

3.7 数据采集卡的选择 36

3.8 本章小结 41

4 滚动直线导轨副综合性能测量软件系统设计 42

4.1 软件设计需求分析 42

4.2 软件框架结构 42

4.3 软件模块设计 43

结  论 59

致  谢 60

参 考 文 献 61

图1 加速度测量硬件连接图 63

图2 振动测量硬件连接图 64

图3 摩擦力测量硬件连接图 65

1  引言

1.1  研究背景

   滚动直线导轨是在20世纪70年代末开发具有独特的机械性能的新型导轨，适应精密机械高精度，高速度，节能环保的要求，并能够缩短产品开发周期[1]。近年来，在机械工业自动化的发展中，进给速度的连续提高，NC工作机械大量使用和持续改进，广泛应用的滑动导轨有很多缺点，很快被滚动直线导轨代替，所以机械传动中的滚动直线导轨已经越来越广泛的应用，例如在工业机器人，测量系统，FA机器的引导机构和处理机械设备，在半导体制造设备或精密工作站中，大多数中小型数控车床或MC加工中心几乎全部采用滚动直线导轨[2]。