CN103217287B - 滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置及其测试方法。包括：底座、滚动导轨、滚动导轨滑块、轴承座、轴承、电机、联轴器、滚珠丝杠副、螺母座、连接板、工作台、同步架、同步推杆、桥板、悬挂杆、法向施力螺栓、侧向施力螺栓、轴向施力装置、激振器、弹性绳、橡胶圈、橡胶块、电涡流位移传感器、压电式加速度传感器、阻抗头、数据采集器、电荷放大器、功率放大器和PC机。本发明与现有技术相比，其显著优点是：结构紧凑，应用广泛，测试原理清晰，兼有静、动态特性测试功能，可以测试不同载荷条件下进给系统的法向、轴向和侧向静态特性；可以测试不同导轨跨距以及进给速度对进给系统的静、动态特性的影响。

Description

滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种机床进给系统静、动态特性测试装置及其测试方法，特别是一种滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置及其测试方法。

背景技术

滚动支撑直线进给系统性能的好坏对机床整体性能的影响非常突出，其静、动态特性对数控机床的定位精度、灵敏性和运行平稳性有决定性的影响，对提高机床的加工质量、效率和系统的可靠性起着重要作用。静态特性测试主要测试滚动支撑直线进给系统在静态力的作用下，系统的整个应力应变情况，以及应力应变的变化规律，查看出系统的薄弱环节，从而为进给系统的优化设计提供依据；动态特性测试主要测试出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。因此，准确获取进给系统静、动态特性参数对机床进给系统的设计和优化具有十分重要的意义。

文献1:傅志方，华宏星。《模态分析理论与应用》，上海交通大学出版社，2000。系统的阐述了模态分析的基础理论和模态试验的方法、设备和数据处理。

由上可知，目前，在测试机床进给系统静、动态特性时，主要针对某一特定型号的机床的进给系统，静态特性和动态特性的测量则需要不同的装置实现，对于影响机床进给系统性能的不同因素，如载荷大小、方向以及进给速度和导轨跨距等，难以测量其影响规律。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有测试原理清晰、机械结构简单、测试精度高、可以同时测试不同载荷条件下进给系统的静态特性、能够测试导轨跨距以及进给速度对进给系统静、动态特性的影响等特点的滚动支承直线进给系统静、动态特性测试装置及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置，包括相互连接的测试平台和测试系统，所述测试平台包括底座、滚动导轨、滚动导轨滑块、轴承座、轴承、电机、联轴器、滚珠丝杠副、螺母座、连接板、工作台、同步架、同步推杆、桥板、橡胶圈；

底座的上表面固连四根相互平行的滚动导轨，每根滚动导轨上均设置滚动导轨滑块，外侧两根滚动导轨滑块上方设置同步架，同步架上设置两个相互平行的桥板，桥板所在直线与滚动导轨相垂直；

内侧两根滚动导轨滑块上设置开有条形槽的连接板，所述内侧两根滚动导轨滑块位于连接板的条形槽内，该连接板的上方设置工作台，工作台的两侧设置同步推杆，该同步推杆贯穿同步架两侧的通孔，从而实现工作台和同步架的同步移动，同步推杆与同步架连接处套有橡胶圈；

底座的两端分别设置轴承座，轴承座中装有轴承，滚珠丝杠穿过轴承内圈并与之固连，其中一个轴承座顶端开有通孔，通孔内部设置联轴器，该联轴器将丝杠和电机相连，连接板下方设置螺母座，该螺母座上装有滚珠丝杠副。

静态测量时，测试平台还包括法向施力螺栓、侧向施力螺栓、橡胶块、电涡流位移传感器和轴向施力装置，所述轴向施力装置包括前支架、后支架、定滑轮、施重块、吊环、悬挂绳；测试系统包括电荷放大器、数据采集器和PC机；

所述法向施力螺栓通过橡胶块顶在工作台的上表面，该法向施力螺栓同时贯穿桥板顶端的螺纹孔，工作台上方设置电涡流位移传感器；侧向施力螺栓通过橡胶块顶在工作台的两侧，该侧向施力螺栓同时贯穿桥板两侧的螺纹孔，工作台的一侧设置电涡流位移传感器；

前支架、后支架均位于底座的一端，该端为远离电机的一端，前支架、后支架的顶部均设置定滑轮，悬挂绳绕过两支架顶端的定滑轮，悬挂绳一端栓接工作台，悬挂绳另一端栓接施重块上的吊环，工作台靠近电机一侧设置电涡流位移传感器；法向施力螺栓个数为4，所述4个法向施力螺栓关于工作台上表面中心线两两对称。

法向、侧向和轴向测量时，电涡流位移传感器分别设置于工作台上方、左侧和前侧。所述前侧为工作台靠近电机端一侧，所述左侧为沿前侧法向的左手边一侧。电涡流位移传感器的输出端与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器输出端与数据采集器输入端相连，数据采集器的USB端口与电子计算机通过USB数据线相连。

动态测量时，装置还包括悬挂杆、激振器、弹性绳、压电式加速度传感器和阻抗头，所述测试系统包括电荷放大器、数据采集器、PC机和功率放大器；

悬挂杆设置于桥板的上方，所述悬挂杆与滚动导轨相平行；同步架通过弹性绳吊有激振器，激振器的前端设置阻抗头，该阻抗头一端通过螺柱与激振器相连接，另一端吸附在激振点位置；压电式加速度传感器通过磁头分别吸附在各测试点上；

阻抗头的力信号输出端和压电式加速度传感器的输出端分别与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器输出端与数据采集器输入端相连，数据采集器的USB端口与电子计算机通过USB数据线相连，功率放大器的输入端与数据采集器的输出端相连，功率放大器的输出端与激振器的输入端相连。所述压电式加速度传感器的数量为4～8个，测试点布置于工作台、丝杠、滚动导轨、轴承座和电机上。

一种静态测量方法，具体包括以下步骤：

步骤1：测试系统初始化，将各个测试装置调整到工作状态；

步骤2：法向静力加载、轴向静力加载和轴向静力加载时，分别安装法向施力螺栓、侧向施力螺栓和轴向施力装置，其中，所述轴向施力装置包括前支架、后支架、定滑轮、施重块、吊环、悬挂绳；施力螺栓和工作台之间垫有橡胶块，通过扭力扳手调节法向施力螺栓或侧向施力螺栓对工作台施加的载荷，通过改变施重块的质量调节工作台承受的轴向载荷；

步骤3：安装电涡流位移传感器；测量法向载荷或侧向载荷对静态特性的影响时，电涡流位移传感器布置于工作台上方或左侧；测量轴向载荷对静态特性的影响时，电涡流位移传感器布置于工作台前侧；其中，所述前侧为工作台靠近电机端一侧，所述左侧为沿前侧法向的左手边一侧。

步骤4：其它测试装置的联接，电涡流位移传感器的输出端与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器输出端与数据采集器输入端相连，数据采集器的USB端口与电子计算机通过USB数据线相连；

步骤5：测试参数设置，设置电荷放大器放大倍数；

步骤6：开始测量，保存试验数据。

一种动态测试方法，具体包括以下步骤：

步骤A：测试系统初始化，将各个测试装置调整到工作状态；

步骤B：安装激振器和阻抗头；法向和侧向激振时，分别将激振器悬挂于同步架的上方和侧向位置，轴向激振时，将激振器悬挂于悬挂杆上；阻抗头一端通过螺柱与激振器连接螺栓孔相连接，另一端吸附在激振点位置；

步骤C：其它测试装置的联接；将压电式加速度传感器、电荷放大器、数据采集器、功率放大器和电子计算机用相应的数据线联接起来构成整个测试系统；

步骤D：几何建模；根据进给系统实际几何参数和测试点的位置，建立测点布置几何模型；所述测试点的选择应遵循以下原则：（1）保证试验模态的可辨识性条件，即明确显示试验频段内所有模态振型的特征及区别；（2）测试点应包括被测试件的所有结构点；（3）以减少漏掉模态为原则，均匀分布测试点；测试整个进给系统的动态特性时，系统的每个部件上都应布置测点；在测量速度对进给系统动态特性影响时，仅在工作台31上布置测点；

步骤E：测试参数设置，在电子计算机中进行相应的参数设置，确定扫频范围，电荷放大器放大倍数，功率放大器的电流和电压，加速度传感器和阻抗头力传感器校正因子，平均次数，触发方式；

步骤F：开始测量，采用单点激振，三方向测量，根据测点位置放置压电式加速度传感器，若有些点的某个方向不适合放置传感器，则用与其振动形态相似的点的响应来代替，保存试验数据；

步骤G：试验结果处理与分析，测量结束后，对试验结果进行可靠性和正确性进行验证；考察系统振型是否满足振型相关矩阵校验，如满足要求，则此次测量有效，保存试验数据，进行下一步计算，如果振型不满足要求，则返回到步骤A重新改变测量参数、检查各试验装备是否正常后，重新试验。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1）测试装置结构紧凑，应用广泛，测试原理清晰，容易准确地获取滚动支撑直线进给系统静、动态特性；（2）本装置同时具有静、动态特性测试功能，通过调整法向、轴向和侧向的载荷大小可以测试不同载荷条件下进给系统的静、动态特性；（3）在连接板上设计了条形槽，通过调整导轨滑块与其连接的位置达到调整导轨跨距的目的，可以测试导轨跨距对进给系统的静、动态特性的影响；（4）通过调整电机转速，可以测试工作台的动态特性，从而反映速度对整个进给系统的动态特性的影响。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明的滚动支撑直线进给系统静、动态特性装置基础结构图；

图2是本发明的滚动支撑直线进给系统静态特性测试装置总体结构图；

图3是本发明的滚动支撑直线进给系统动态特性测试装置总体结构图；

图4是本发明的滚动支撑直线进给系统动态特性测试系统连接框图；

图5是本发明的滚动支撑直线进给系统动态特性测试装置剖视图；

图6是本发明的同步机构的三视图，图（a）为主视图，图（b）为俯视图，图(c)为左视图；

具体实施方式

结合图1，一种滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置，包括相互连接的测试平台和测试系统，所述测试平台包括底座5、滚动导轨10、滚动导轨滑块17、轴承座7、轴承25、电机6、联轴器34、滚珠丝杠副8、螺母座11、连接板14、悬挂杆30、工作台31、同步架29、同步推杆16、桥板33、橡胶圈15；

底座5的上表面固连四根相互平行的滚动导轨10，每根滚动导轨10上均设置滚动导轨滑块17，外侧两根滚动导轨滑块上方设置同步架29，同步架29上设置两个相互平行的桥板33，桥板33所在直线与滚动导轨10相垂直，桥板33的上方设置悬挂杆30，所述悬挂杆30与滚动导轨10相平行；

内侧两根滚动导轨滑块上设置开有条形槽的连接板14，所述内侧两根滚动导轨滑块位于连接板14的条形槽内，通过调节内侧滚动导轨滑块在条形槽中的位置可以调整内侧两滚动导轨的间距，该连接板14的上方设置工作台31，工作台31的两侧设置同步推杆16，该同步推杆16贯穿同步架29两侧的通孔，从而实现工作台31和同步架29的同步移动，同步推杆16与同步架29连接处套有橡胶圈15，测量时可消除其轴向刚度的影响；

底座5的两端分别设置轴承座7，轴承座7中装有轴承25，滚珠丝杠8穿过轴承25内圈并与之固连，其中一个轴承座7顶端开有通孔，通孔内部设置联轴器34，该联轴器34将丝杠8和电机6相连，连接板14下方设置螺母座11，该螺母座11上装有滚珠丝杠副8。

静态测试时，测试平台还包括法向施力螺栓13、侧向施力螺栓18、橡胶块12、电涡流位移传感器9和轴向施力装置，所述轴向施力装置包括前支架24、后支架22、定滑轮20、施重块19、吊环23、悬挂绳21；测试系统包括电荷放大器1、数据采集器2和PC机3；

法向加载时，法向施力螺栓13通过橡胶块12顶在工作台31的上表面，该法向施力螺栓13同时贯穿桥板33顶端的螺纹孔，橡胶块12的作用是消除法向施力螺栓13刚度的影响，工作台31上方设置电涡流位移传感器9；侧向加载时，侧向施力螺栓18通过橡胶块顶在工作台31的两侧，该侧向施力螺栓18同时贯穿桥板33两侧的螺纹孔，橡胶块12的作用是消除侧向施力螺栓13刚度的影响，工作台31的左侧设置电涡流位移传感器9；法向和侧向的载荷大小可调。

轴向加载时，前支架24、后支架22均位于底座5的前端，前支架24、后支架22的顶部均设置定滑轮20，悬挂绳21绕过两支架顶端的定滑轮，悬挂绳21一端栓接工作台31，悬挂绳21另一端栓接施重块19上的吊环23，工作台31前侧设置电涡流位移传感器9；法向施力螺栓13个数为4，所述4个法向施力螺栓13关于工作台上表面中心线两两对称。通过改变施重块19的质量调节工作台31承受的轴向载荷。

法向、侧向和轴向测量时，电涡流位移传感器分别设置于工作台上方、左侧和前侧。其中，所述前侧为工作台靠近电机端一侧，所述左侧为沿前侧法向的左手边一侧。电涡流位移传感器9的输出端与电荷放大器1的输入端a相连，电荷放大器1输出端b与数据采集器2输入端c相连，数据采集器2的USB端口与电子计算机3通过USB数据线相连。

动态测试时，装置还包括悬挂杆30、激振器27、弹性绳28、压电式加速度传感器32和阻抗头26，所述测试系统包括电荷放大器1、数据采集器2、PC机3和功率放大器4；

同步架29通过弹性绳28吊有激振器27，激振器27的前端设置阻抗头26，该阻抗头26一端通过螺柱与激振器27相连接，另一端吸附在激振点位置；压电式加速度传感器32通过磁头分别吸附在各测试点上；

阻抗头26的力信号输出端和压电式加速度传感器32的输出端分别与电荷放大器1的输入端a相连，电荷放大器1输出端b与数据采集器2输入端c相连，数据采集器2的USB端口与电子计算机3通过USB数据线相连，功率放大器4的输入端e与数据采集器2的输出端d相连，功率放大器4的输出端f与激振器27的输入端相连。所述压电式加速度传感器32的数量为4～8个，测试点布置于工作台、丝杠、滚动导轨、轴承座和电机上。

具体而言，滚动导轨10通过螺栓平行的安装在底座5上方，导轨规格型号可根据测量要求在一定范围内选择。外侧滚动导轨滑块与同步架29相连，内侧滚动导轨滑块与连接板14的条形槽处相连，间距可调，连接板14与工作台31固连。工作台31两侧装有同步推杆16，同步推杆16穿过同步架29两侧的通孔。同步架29上悬挂有激振器27。滚珠丝杠副8通过螺母座11与工作台31相连。电机6启动时，带动滚珠丝杠8转动，丝杠8带动工作台31移动，工作台31则通过同步推杆16带动同步架29，从而实现同步移动。静态特性试验时，通过调节施力螺栓对工作台施加的法向或侧向载荷，在施力螺栓和工作台31之间垫有橡胶块12，以消除螺栓刚度对测试的影响。通过改变施重块19的质量调节工作台31承受的轴向载荷。静态测试时，使用电涡流位移传感器9测量进给系统在各向静态力作用下工作台31的变形。动态测试时，采用单点激振，三方向拾振的测试方法，激振器27通过弹性绳28悬挂在同步架29上，阻抗头26安装在激振器27连接螺纹孔上，激振点一般选择工作台31各面中心位置，但应避开节点位置，使用压电式加速度传感器32拾振，传感器通过磁头吸附在预先建模确定的各测试点上；

上述阻抗头26的力信号输出端、电涡流位移传感器9输出端和压电式加速度传感器32输出端与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器1输出端与数据采集器2输入端相连，通常情况下将阻抗头26的力信号接入电荷放大器第1通道，而电涡流位移传感器9和压电式加速度传感器32输出信号可接入2～10通道，电荷放大器1为4通道，数量为3台，数据采集器2为16通道。数据采集器2的USB端口与电子计算机3通过USB数据线相连，数据采集器2的USB端口既可以接收电子计算机3的信号，又可以将采集的信号传输到电子计算机3进行处理，完成采集信号与操作指令的交互功能。数据采集器2的d端口与功率放大器的输入端相连，可以将电子计算机3发出的扫频信号传输给功率放大器4，功率放大器4与激振器27的输入端相连，激振器27可以接收来自功率放大器4的扫频信号，从而控制激振器27对工作台进行激励。

下面结合图1、图2和图6，说明本发明的一种滚动直线进给系统静态特性测试方法，具体步骤如下：

步骤1：测试系统初始化，将各个测试装置调整到工作状态；

步骤2：法向静力加载、轴向静力加载和轴向静力加载时，分别安装法向施力螺栓13、侧向施力螺栓18和轴向施力装置，其中，所述轴向施力装置包括前支架24、后支架22、定滑轮20、施重块19、吊环23、悬挂绳21；施力螺栓和工作台31之间垫有橡胶块12，通过扭力扳手调节法向施力螺栓13或侧向施力螺栓18对工作台31施加的载荷，通过改变施重块19的质量调节工作台31承受的轴向载荷；

步骤3：安装电涡流位移传感器9；测量法向载荷和侧向载荷对静态特性的影响时，电涡流位移传感器9布置于工作台31上方和左侧；测量轴向载荷对静态特性的影响时，电涡流位移传感器9布置于工作台31前侧；所述前侧为工作台靠近电机端一侧，所述左侧为沿前侧法向的左手边一侧。

步骤4：其它测试装置的联接，电涡流位移传感器9的输出端与电荷放大器1的输入端a相连，电荷放大器1输出端b与数据采集器2输入端c相连，数据采集器2的USB端口与电子计算机3通过USB数据线相连；

步骤5：测试参数设置，设置电荷放大器放大倍数；

步骤6：开始测量，保存试验数据。

下面结合图1和图3～6，说明本发明的一种滚动直线进给系统动态特性测试方法，具体步骤如下：

步骤A：测试系统初始化，将各个测试装置调整到工作状态；

步骤B：安装激振器27和阻抗头26；法向和侧向激振时，分别将激振器27悬挂于同步架29的上方和侧向位置，轴向激振时，将激振器27悬挂于悬挂杆30上；阻抗头26一端通过螺柱与激振器27连接螺栓孔相连接，另一端吸附在激振点位置；

步骤C：其它测试装置的联接；将压电式加速度传感器32、电荷放大器1、数据采集器2、功率放大器4和电子计算机3用相应的数据线联接起来构成整个测试系统；

步骤D：几何建模；根据进给系统实际几何参数和测试点的位置，建立测点布置几何模型；所述测试点的选择应遵循以下原则：（1）保证试验模态的可辨识性条件，即明确显示试验频段内所有模态振型的特征及区别；（2）测试点应包括被测试件的所有结构点；（3）以减少漏掉模态为原则，均匀分布测试点；测试整个进给系统的动态特性时，系统的每个部件上都应布置测点；在测量速度对进给系统动态特性影响时，仅在工作台31上布置测点；

步骤E：测试参数设置，在电子计算机3中进行相应的参数设置，确定扫频范围，电荷放大器1放大倍数，功率放大器4的电流和电压，加速度传感器32和阻抗头26力传感器校正因子，平均次数，触发方式；

步骤F：开始测量，采用单点激振，三方向测量，根据测点位置放置压电式加速度传感器32，若有些点的某个方向不适合放置传感器，则用与其振动形态相似的点的响应来代替，保存试验数据；

步骤G：试验结果处理与分析，测量结束后，对试验结果进行可靠性和正确性进行验证；考察系统振型是否满足振型相关矩阵校验，如满足要求，则此次测量有效，保存试验数据，进行下一步计算，如果振型不满足要求，则返回到步骤A重新改变测量参数、检查各试验装备是否正常后，重新试验。

由上可知，本发明可以很好对滚动支撑直线进给系统静、动态特性进行测量。

Claims (6)

1.一种滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置，其特征在于，包括相互连接的测试平台和测试系统，所述测试平台包括底座[5]、滚动导轨[10]、滚动导轨滑块[17]、轴承座[7]、轴承[25]、电机[6]、联轴器[34]、滚珠丝杠副[8]、螺母座[11]、连接板[14]、工作台[31]、同步架[29]、同步推杆[16]、桥板[33]、橡胶圈[15]，静态测量时，测试平台还包括法向施力螺栓[13]、侧向施力螺栓[18]、橡胶块[12]、电涡流位移传感器[9]和轴向施力装置，所述轴向施力装置包括前支架[24]、后支架[22]、定滑轮[20]、施重块[19]、吊环[23]、悬挂绳[21]；测试系统包括电荷放大器[1]、数据采集器[2]和电子计算机[3]；

所述法向施力螺栓[13]通过橡胶块[12]顶在工作台[31]的上表面，该法向施力螺栓[13]同时贯穿桥板[33]顶端的螺纹孔，工作台[31]上方设置电涡流位移传感器[9]；侧向施力螺栓[18]通过橡胶块顶在工作台[31]的两侧，该侧向施力螺栓[18]同时贯穿桥板[33]两侧的螺纹孔，工作台[31]的一侧设置电涡流位移传感器[9]；

前支架[24]、后支架[22]均位于底座[5]的一端，该端为远离电机[6]的一端，前支架[24]、后支架[22]的顶部均设置定滑轮[20]，悬挂绳[21]绕过两支架顶端的定滑轮，悬挂绳[21]一端栓接工作台[31]，悬挂绳[21]另一端栓接施重块[19]上的吊环[23]，工作台[31]靠近电机[6]的一侧设置电涡流位移传感器[9]；

电涡流位移传感器[9]的输出端与电荷放大器[1]的输入端[a]相连，电荷放大器[1]输出端[b]与数据采集器[2]输入端[c]相连，数据采集器[2]的USB端口与电子计算机[3]通过USB数据线相连；

底座[5]的上表面固连四根相互平行的滚动导轨[10]，每根滚动导轨[10]上均设置滚动导轨滑块[17]，外侧两根滚动导轨滑块上方设置同步架[29]，同步架[29]上设置两个相互平行的桥板[33]，桥板[33]所在直线与滚动导轨[10]相垂直；

内侧两根滚动导轨滑块上设置开有条形槽的连接板[14]，所述内侧两根滚动导轨滑块位于连接板[14]的条形槽内，该连接板[14]的上方设置工作台[31]，工作台[31]的两侧设置同步推杆[16]，该同步推杆[16]贯穿同步架[29]两侧的通孔，从而实现工作台[31]和同步架[29]的同步移动，同步推杆[16]与同步架[29]连接处套有橡胶圈[15]；

底座[5]的两端分别设置轴承座[7]，轴承座[7]中装有轴承[25]，滚珠丝杠副[8]穿过轴承[25]内圈并与之固连，其中一个轴承座[7]顶端开有通孔，通孔内部设置联轴器[34]，该联轴器[34]将滚珠丝杠副[8]和电机[6]相连，连接板[14]下方设置螺母座[11]，该螺母座[11]上装有滚珠丝杠副[8]。

2.根据权利要求1所述的滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置，其特征在于，动态测量时，装置还包括悬挂杆[30]、激振器[27]、弹性绳[28]、压电式加速度传感器[32]和阻抗头[26]；测试系统包括电荷放大器[1]、数据采集器[2]、电子计算机[3]和功率放大器[4]；

悬挂杆[30]设置于桥板[33]的上方，所述悬挂杆[30]与滚动导轨[10]相平行；同步架[29]通过弹性绳[28]吊有激振器[27]，激振器[27]的前端设置阻抗头[26]，该阻抗头[26]一端通过螺柱与激振器[27]相连接，另一端吸附在激振点位置；压电式加速度传感器[32]通过磁头分别吸附在各测试点上；

阻抗头[26]的力信号输出端和压电式加速度传感器[32]的输出端分别与电荷放大器[1]的输入端[a]相连，电荷放大器[1]输出端[b]与数据采集器[2]输入端[c]相连，数据采集器[2]的USB端口与电子计算机[3]通过USB数据线相连，功率放大器[4]的输入端[e]与数据采集器[2]的输出端[d]相连，功率放大器[4]的输出端[f]与激振器[27]的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置，其特征在于，所述压电式加速度传感器[32]的数量为4～8个，测试点布置于工作台、滚珠丝杠副、滚动导轨、轴承座和电机上。

4.根据权利要求1所述的滚动支撑直线进给系统静、动态特性测试装置，其特征在于，法向施力螺栓[13]个数为4，所述4个法向施力螺栓[13]关于工作台上表面中心线两两对称。

5.一种基于权利要求1所述测试装置的测试方法，其特征在于，静态测量具体包括以下步骤：

步骤1：测试系统初始化，将各个测试装置调整到工作状态；

步骤2：法向静力加载、侧向静力加载和轴向静力加载时，分别安装法向施力螺栓[13]、侧向施力螺栓[18]和轴向施力装置，其中，所述轴向施力装置包括前支架[24]、后支架[22]、定滑轮[20]、施重块[19]、吊环[23]、悬挂绳[21]；施力螺栓和工作台[31]之间垫有橡胶块[12]，通过扭力扳手调节法向施力螺栓[13]或侧向施力螺栓[18]对工作台[31]施加的载荷，通过改变施重块[19]的质量调节工作台[31]承受的轴向载荷；

步骤3：安装电涡流位移传感器[9]；测量法向载荷或侧向载荷对静态特性的影响时，电涡流位移传感器[9]布置于工作台[31]上方或左侧；测量轴向载荷对静态特性的影响时，电涡流位移传感器[9]布置于工作台[31]前侧；

步骤4：其它测试装置的联接，电涡流位移传感器[9]的输出端与电荷放大器[1]的输入端[a]相连，电荷放大器[1]输出端[b]与数据采集器[2]输入端[c]相连，数据采集器[2]的USB端口与电子计算机[3]通过USB数据线相连；

步骤5：测试参数设置，设置电荷放大器放大倍数；

步骤6：开始测量，保存试验数据。

6.一种基于权利要求2所述测试装置的测试方法，其特征在于，动态测量具体包括以下步骤：

步骤A：测试系统初始化，将各个测试装置调整到工作状态；

步骤B：安装激振器[27]和阻抗头[26]；法向和侧向激振时，分别将激振器[27]悬挂于同步架[29]的上方和侧向位置，轴向激振时，将激振器[27]悬挂于悬挂杆[30]上；阻抗头[26]一端通过螺柱与激振器[27]连接螺栓孔相连接，另一端吸附在激振点位置；

步骤C：其它测试装置的联接；将压电式加速度传感器[32]、电荷放大器[1]、数据采集器[2]、功率放大器[4]和电子计算机[3]用相应的数据线联接起来构成整个测试系统；

步骤D：几何建模；根据进给系统实际几何参数和测试点的位置，建立测点布置几何模型；所述测试点的选择应遵循以下原则：(1)保证试验模态的可辨识性条件，即明确显示试验频段内所有模态振型的特征及区别；(2)测试点应包括被测试件的所有结构点；(3)以减少漏掉模态为原则，均匀分布测试点；测试整个进给系统的动态特性时，系统的每个部件上都应布置测点；在测量速度对进给系统动态特性影响时，仅在工作台[31]上布置测点；

步骤E：测试参数设置，在电子计算机[3]中进行相应的参数设置，确定扫频范围，电荷放大器[1]放大倍数，功率放大器[4]的电流和电压，压电式加速度传感器[32]和阻抗头[26]力传感器校正因子，平均次数，触发方式；

步骤F：开始测量，采用单点激振，三方向测量，根据测点位置放置压电式加速度传感器[32]，若有些点的某个方向不适合放置传感器，则用与其振动形态相似的点的响应来代替，保存试验数据；

步骤G：试验结果处理与分析，测量结束后，对试验结果进行可靠性和正确性进行验证；考察系统振型是否满足振型相关矩阵校验，如满足要求，则此次测量有效，保存试验数据，进行下一步计算，如果振型不满足要求，则返回到步骤A重新改变测量参数、检查各试验装备是否正常后，重新试验。