自动换刀机械手作为加工中心的重要功能部件,是实现自动换刀功能的关键,其机构可靠性水平关系到整机的可靠性水平。由于担负着在工作过程中随时换刀的重要任务,换刀机械手能否正常工作,直接影响加工中心的运行和使用。首先,课题介绍了加工中心可靠性研究的背景,国内外相关研究的发展状况,以及本课题研究的目的与意义。并简要介绍了数控机床功能部件可靠性研究的概况,阐述了课题研究的主要内容。其次,采用故障模式、影响及危害性分析(FMECA)方法对机械手机构失效问题进行分析,分步完成故障模式及影响分析(FMEA)和危害性分析(CA),形成机械手机构的FMECA报告。分析得出机械手的关键零部件清单,并按照故障的严酷度和危害度,以及故障在危害度矩阵中的位置,对机械手的I,II类故障进行排序。第三,课题采用故障树分析(FTA)方法对机械手系统进行分析。相较而言,FMECA可以更加详细的描述零部件故障对系统的影响；而FTA可以通过故障分析得出系统的可靠度。同时应用二者可以更加清晰合理地解释零部件故障与系统失效之间的联系。第四,完成了机械手抓刀机构的机构可靠性分析。对机械手抓刀机构进行运动学分析,建立ADAMS参数化仿真模型,编制ADAMS命令实现机械手仿真程序,利用Monte Carlo模拟法随机性修改参数化变量,分析和计算仿真结果,得出尺寸误差对机械手可靠性的影响。最后,对机械手机构进行可靠性分配。建立了机械手系统在正常工况下的系统可靠性模型,对机械手可靠性分配方法进行了讨论,并针对其结构特点,采用综合评分分配方法与等分配方法相结合的方法,对机械手机构各单元进行可靠度分配。