滚动直线导轨是技术密集型产品，需要先进的技术装备和大规模的生产投入。目前，世界上只有几个先进的工业国家（如日本的THK，NSK，IKO，瑞典SKF，德国的INA，Thomson，美国），生产，研发了滚动直线导轨新产品领先水平。 由于技术保密性，对滚动线性滑轨对的研究很少。

图1.1 滚动直线导轨副

   滚动直线导轨副一般由导轨轴、滑块、滚动体、反向器和保持器等组成，它以滑块和导轨间的钢球滚动来代替直接的滑动接触，当钢球在沟槽内滚动时，通过反向器和滑块本身的循环孔，回到另一端，实现无限循环。钢球由称为保持器的定位钢丝或顶板来定位，即使滑块脱离轨道，钢球也不容易落下。[3]滚动沟槽的形状，一般可分为单圆弧和双圆弧（哥德式）沟槽两种类型，如图1.2所示。

图1.2 滚动导轨基本沟槽结构

   滚动直线导轨根据导轨横截面的形状和槽中心的布局可分为矩形，梯形和组合型，槽数通常为两列，四列或六列，分别针对不同场合，例如两列矩形槽组合结构，四排矩形截面槽组合结构，梯形排列槽组合结构。

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

   通过对于研究背景和国内国外研究成果的介绍，可以了解到滚动直线导轨副在现代工业生产制造中的重要地位，但是滚动直线导轨副共有六项主要性能，在测量的时候工作量大，且数据分析工作复杂。并且传统的测量方法也存在着操作困难，精度较低的缺陷，因此需要一套完整的测量与控制系统，能够完成导轨滑块的驱动，以及各项性能的测量和数据处理。

   毕业设计致力于搭建一套滚动直线导轨副综合性能试验台的测量系统部分，包括对于各项性能信号采集的传感器选型，传感器信号进行处理的信号调理部分，对于各个传感器数据进行采集与数模转换的数据采集卡，以及一套可以对所采集数字量数据进行绘图，处理并得出最终结果表格的软件系统。

   文章将从已有的综合性能实验平台入手，首先介绍完整实验平台的结构。然后对于其测量系统部分进行设计。

2 滚动直线导轨副综合性能试验台简介

目前过内已有多家企业和高校研究设计并搭建综合性能实验台，其中南京理工大学开发了一种具有高速，高加速能力的试验台。试验台严格按照安全，可靠，互换，实用的基本原则。零部件的设计不仅考虑了其可互换性，可调节性和高刚性，而且简化了零件的结构，减少零件的重量和体积，寻求最优化和最经济的设计[7]。实验台如图2.1所示，本实验台的工控机测量系统和数控控制系统采取一体式，分用两个在一起的屏幕进行测量和控制，这样可以大大简化工作过程，提高工作效率。

该试验台可以对不同厂家的不同型号的35,45,55,65四种不同规格的导轨进行综合性能测试，具有较高的精度，速度和加速度。表2.1为该试验台各项参数指标2.1 滚动直线导轨副综合试验台参数表

2.1 滚动直线导轨副综合性能综述

滚动直线导轨副的综合性能，决定着装有该设备的数控机床或者加工中心的生产精度。其含有六项参数，运动精度，加速度，摩擦力，振动，噪声，温升[8]。

运动精度即为直线导轨滑块上的任意一点，与其正常运行轨迹的偏离程度。理论上讲，直线导轨上的滑块应该是完全的直线运动，但是由于滑块和滚珠的精度，或者导轨的精度问题，滑块在运动过程中坑定会在不同的方向上产生偏移。这是评定导轨机械性能指标的一项重要参数，和导轨的精度和使用寿命息息相关。