数控机床作为现代工业的基础装备，其发展程度决定了制造业的整体水平。随着世界经济的稳步前行，人们在考虑数控机床使用性能的同时对其安全性、经济性和可靠性等方面提出了越来越多的要求。相比于进口数控机床尤其是高档数控机床，国产数控的可靠性水平得不到根本保证，使得国产数控机床迅速发展的同时，其市场竞争力依然偏低。数控机床整机的可靠性水平又受到其关键功能部件可靠性水平的制约，国家科技重大专项设立可靠性研究课题—关键功能部件的可靠性设计与试验技术，从研究关键功能部件的角度出发，提升数控机床整机的可靠性水平。近些年，链式刀库作为数控机床的关键功能部件之一，其可靠性水平得到了越来越多的关注。本文以国产链式刀库为研究对象，搭建链式刀库可靠性试验平台，通过实验室频繁换刀试验，在短时间内收集被试链式刀库有效的故障数据，分析故障模式，建立刀库故障数据的可靠性模型，为产品的使用和改进提供重要依据。本文的主要研究内容如下：（1）试验台总体方案设计：通过分析试验台的功能，根据被试链式刀库的工作模式，对实验台的机械系统进行设计。包括整体、局部的结构和关键件的计算分析，保证试验台机械系统安全可靠。通过对下位机、控制端和数据收集方式的选择，确定试验台控制系统的总体方案。（2）试验台控制系统设计：首先，对三相控制及单相控制电路进行设计，完成电气元件的选型，对伺服控制器速度环和位置环参数进行调整；然后，根据PLC输入输出点数及功能对下位机PLC进行选型并设计PLC输入输出电路；最后，分析下位机控制系统的动作流程，对PLC程序模块进行规划，完成PLC程序设计。（3）试验台控制程序设计：上位机控制系统分为触摸屏和工控机两个控制终端。采用触摸屏软件EB8000开发控制程序，设计人机界面，主要功能为对刀库换刀动作的控制及发生故障后自动停机。对Visual Basic程序及人机界面进行设计，主要功能为对刀库运行和故障数据进行采集及存储，最终以日期为关键字存储到开发的Access数据库当中。故障的判定以外加传感器、变频器及伺服控制器的反馈为依据。（4）可靠性试验研究：通过可靠性试验，获得了被试链式刀库的故障数据，进行了故障模式分析。由于产品可靠性水平高，试验周期长，获得数据较少，对其可靠性评估采用了小样本的处理方法。选择两参数威布尔分布作为刀库故障间隔时间的概率分布模型且运用贝叶斯方法对刀库的故障间隔时间进行建模并进行参数估计，评估得出被试链式刀库的MTBF估计值为1989h。通过早期试验证明试验台机械系统安全可靠，控制系统及程序能够稳定的运行，能够完成预期目标。基于贝叶斯的小样本评估方法适用于链式刀库实验室试验的可靠性评定。