在基础装备制造业日趋重要的形势下,加工中心使用的自动换刀装置已经成为世界各国研究的重点,而刀库及机械手作为自动换刀装置的重要组成部件,对于实现数控机床自动化、高精度、高效能的工作具有重要意义。针对国产刀库及机械手在可靠性和性能方面与国外先进产品的差距,本文以链式刀库及机械手为研究对象,结合国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”,对刀库及机械手系统进行了可靠性试验、分析与评估技术等方面的研究,为国产高端自动换刀装置的可靠性增长与设计提供理论依据和检验手段。针对链式刀库及机械手早期故障间隔短、频率高、可靠性薄弱环节多的问题,在搭建链式刀库及机械手可靠性试验台的基础上,提出了系统的早期故障试验技术并予以实施。根据早期故障试验收集的故障数据,对链式刀库及机械手的故障模式、故障原因、故障部位进行了详细的FMEA分析,并研究了基于专家打分法的系统风险系数(RPN)计算排序方法,找出了链式刀库及机械手的可靠性薄弱环节。刀库及机械手系统的现场跟踪试验样本少、周期长。为解决此技术难点,提出了基于小子样、加速寿命试验的可靠性测定试验方案,并根据试验数据进行了可靠性特征量参数的计算评估。采用超过概率权重矩法建立了链式刀库及机械手故障间隔换刀次数的三参数威布尔分布模型,并进行了参数求解。在此基础上,利用信息论中的相关知识,提出了基于信息熵理论的链式刀库及机械手可靠性综合评估技术。充分利用复杂机电系统各组成零部件的大量可靠性试验信息,在对系统进行“金字塔”建模的基础上,进行相邻两级之间试验信息的折合,最后针对链式刀库及机械手进行了可靠度近似限的计算。