固结磨料研磨盘是决定光电晶片等精密研磨加工过程的关键,研磨盘工作表面一般是由若干研磨丸片按一定规律粘接而成,研磨丸片的性能决定了研磨盘的加工精度、研磨效率以及使用寿命。在研磨盘研发过程中,需要对研磨盘耐磨性能、加工性能等进行测试,目前是采取对研磨盘进行研磨实验的方法,以此检测研磨盘的综合性能,其实验工作量大、研磨盘成本高、性能测试时间长、效率低。本研究提出模拟研磨盘实际研磨加工过程的方案对研磨丸片进行性能测试,研发研磨丸片性能试验机,可以大幅提高研磨丸片性能测试和研发效率,降低研发成本。首先,基于对研磨盘加工过程运动和受力分析确定研磨丸片性能试验机运动关系、加力模式、物理量检测方式、数据采集等技术方案。研磨丸片性能试验机运动关系主要是研磨丸片与对磨工件盘之间直径、转速、线速度之间的运动分析,研磨丸片性能检测试验机加力模式采用手动加载砝码和自动加压两种加载模式,物理量通过压力传感器、扭矩传感器等测力装置进行检测,数据采集方式采用“数据采集卡+工控机”的数据采集方案。其次,优化设计研磨丸片性能试验机整体结构。采用Solid Works设计软件进行数字化模型和试验机的机械结构设计,选型确定伺服电机、运动控制器、传感器及调理模块、数据采集卡等元器件,完成研磨丸片性能试验机硬件设计,然后进行机械零部件的加工制造和采购,设计控制电路,最后对试验机进行组合装配和电路测试。再次,借助虚拟仪器技术Lab VIEW进行研磨丸片性能试验机软件测控系统的程序开发。根据软件系统的功能要求将软件程序分为用户登录、数据采集和运动控制三个功能模块,编写系统用户登录界面程序、运动控制程序和数据采集及存储程序,并将编写的各部分程序进行衔接,对完成的程序设置密码和生成安装包文件,以此保护程序代码的安全。最后,研制完成研磨丸片性能试验机,选用170#、200#、270#的金刚石研磨丸片进行单因素系统实验。实验结果表明,所研发的研磨丸片性能试验机满足正常的工艺检测要求、工作稳定可靠,另外,配备的数据采集系统能够完成扭矩、摩擦力和摩擦系数等数据的准确测量,为后续评估研磨丸片的综合性能提供参考依据,同时能够取代传统的研磨盘加工实验,快速实现研磨丸片性能测试,大幅提高工作效率,降低检测成本。