滚珠丝杠副和滚动直线导轨作为影响数控机床加工质量的核心功能部件,其性能的高低直接影响到数控机床的水平。为了提高实际工况下滚珠丝杠副和滚动直线导轨副的刚度,常采用增加滚珠丝杠副和直线导轨副的预紧力的方法提高刚度。在实际使用过程中,由于滚动体和滚道的摩擦磨损会导致预紧力下降、精度降低。为了提高滚珠丝杠副、导轨副的精度保持性和可靠性,各生产企业研究开发了许多加载试验台,开展了大量的试验研究工作,现有试验台设计方案基本是通过对滚珠丝杠副或导轨副施加一定载荷,然后进行运行测试试验,对滚珠丝杠副和导轨副的试验是分开进行的。这和实际机床上滚珠丝杠副、导轨副同时承受变化的载荷情况不同。本课题开发能够模拟滚珠丝杠副导轨副在机床上实际载荷工况,同时对丝杠副和导轨副进行加载试验的试验装置,完善测试系统并开展相关试验研究。首先介绍了模拟实际工况的滚珠丝杠副导轨副综合性能试验台的主要设计要求和性能指标,对试验台的机械结构的主要设计方案和各功能模块组成进行了介绍;分析了试验台测控系统硬件设计方案,满足了精度保持性试验各项测试的要求;完成了试验台测控系统软件设计,为下一步测量软件的设计开发提供条件。以铣削45#钢作为实际加工工况,根据相关文献,设计了丝杠和导轨的受力大小与进给速度,并由此确定了试验台的加载力大小以及变化规律,根据其加载工况选择了液压加载方式,并对液压伺服加载系统的总体结构与工作方式进行了介绍。其次,然后根据滚珠丝杠副与滚动直线导轨精度保持性的测试要求,介绍了滚珠丝杠副螺旋线精度检测原理,并完成在测量系统的软件设计与硬件选型。设计了滚珠丝杠副与导轨副的加载力检测系统,完成了摩擦力、温度、振动的在线测量系统的设计,包括测量原理、传感器的选取、安装使用方法以及软件的设计流程、测试功能的实现方法等。最后进行加载运行试验,对滚珠丝杠副的运动精度、振动、摩擦力矩等参数进行在线检测,并将滚珠丝杠副的运动精度检测结果与离线检测结果进行对比,验证了本系统检测的准确性与可靠性。对滚动直线导轨副进行了摩擦力、温升、振动等在线检测,为进一步开展精度保持性理论研究提供了技术手段和试验方法。