刀库及机械手自动换刀装置是加工中心的关键功能部件,提高其可靠性对加工中心整体可靠性的提高有重要意义。课题源于国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”,以QY011型盘式刀库及机械手自动换刀装置为对象展开研究,通过搭建可靠性测试系统,进行可靠性性能测试试验及分析,找出影响盘式刀库及机械手可靠性的主要因素,为国产盘式刀库及机械手可靠性的改进与提高提供依据。在深入分析了解盘式刀库及机械手自动换刀装置结构组成及功能的基础上,依据电气设计规范,设计了盘式刀库的电气系统；根据盘式刀库自动换刀流程和功能需求,设计了PLC控制系统,使盘式刀库及机械手自动换刀装置能够可靠运行。设计了盘式刀库及机械手性能测试系统。依据试验目的,选择液压压力、气压压力、电机电流、立式机械手和刀盘振动为测试内容,并完成了相应测试硬件的选型和安装。基于VB开发了测试系统软件,具有参数设置、传感器调试、动态测量与显示、数据存储、数据处理和试验报表打印等功能。设计了刀盘振动、立式机械手振动和电机电流测试方案。通过对测试结果进行统计分析,研究了刀盘振动、立式机械手插拔刀振动和电机电流随相应工况的变化规律,得到了刀库可靠性最高时的工况。采用小波包频带能量技术和RBF神经网络对不同工况下的刀盘振动信号进行分析,判断刀盘的定位精度,从定位精度的角度分析不同工况下刀盘运行可靠性的变化。