光栅尺是现代数控机床的关键测量部件,其测量精度和可靠性水平对数控机床整机的运行精度和可靠性有重要的影响,因此提高国产光栅尺的可靠性水平对发展我国中高端数控装备具有重要意义。本文针对国内厂商生产的光栅尺进行可靠性试验装置研制及试验技术研究,目的是获取光栅尺运行中的故障数据,为光栅尺提供改进措施,提高国产光栅尺可靠性水平。针对目前光栅尺试验只是简单空运行试验无法模拟真实工况的局面,本论文研制了具备模拟光栅尺实际工况的可靠性试验装置,在编制其工况载荷谱的基础上进行了可靠性试验,具体内容包括:1、在对光栅尺测距原理及其结构进行深入分析的基础上,将光栅尺划分为光学、机械、电子三个子系统。同时考虑环境应力对子系统和具体零部件的影响及危害,采用FTA方法构建了光栅尺故障树,对光栅尺故障进行了分析。根据复杂机电产品可靠性试验目的和要求,设计光栅尺试验装置的总体方案。2、对光栅尺试验装置进行了机械设计和理论分析。之后对零部件进行选型,同时考虑系统刚度,创新性的提出采用双侧垂直布置伺服平台的形式搭建试验系统,提高了系统刚度,增加了受试光栅尺的数量。应用模态分析把握装置的动力学特性,为其后制定应力施加方案奠定基础。3、通过采集数控机床进给系统的速度,以及机床的环境温度和湿度等载荷数据,采用拟合分布方法建立了光栅尺的速度谱、温度谱和湿度谱。在此基础上,制定光栅尺速度程序载荷谱试验规范和方案并进行了实验室可靠性试验,验证了装置的合理性。