自动换刀装置性能的好坏直接影响着加工中心的加工质量,而ATC(Automatic Tool Changer自动换刀装置)的稳定性对于保证产品的加工精度和质量又起着至关重要的作用。本文在充分调研国内外ATC发展及其研究现状的基础上,对现有的换刀机构进行了改进,提高了自动换刀系统的高速性、准确性和可靠性等特性,重点研究了液压系统对换刀系统稳定性的影响,并对其进行了改造。主要研究内容如下：1,研究了自动换刀装置的组成及类型,对更换主轴换刀系统增加了副刀库,增大了刀库的容量,对带刀库的换刀系统改为带刀库的双主轴换刀系统,缩短了换刀时间。2.研究了自动换刀装置中机械传动系统对稳定性的影响,分析了刀库和机械手的常见故障,并从机械结构方面进行了设计和改进以提高换刀系统稳定性。将主轴的松拉刀机构增加了一个拉爪,可以缩短换刀时间；将链式刀架稍微调松后,刀库的运动灵活性明显提高；在机械手爪前端设计两块可以张开与缩合的结构,可以防止机械手在运动过程中掉刀。3.针对HC-800ΠMΦ4加工中心,从电气控制方面研究了换刀系统的稳定性。将刀库的旋转使用PLC旋转轴控制、由软件完成选刀和采用定位精度高的感应开关来提高整个换刀系统的稳定性。4.从液压方面研究了影响换刀系统稳定性的因素,通过对其液压系统进行了建模与仿真,得到机械手回路和主轴松刀回路的阀控缸系统的稳定裕度；分析了影响换刀系统稳定性的液压故障,并对液压回路的设计提出了改进方案。5.基于对换刀系统液压故障的研究,对换刀机械手的液压系统进行技术改造。对实际系统所控参数进行了重新设计,设计出高可靠性、高稳定性的智能电液控制系统。采用“灰箱”建模法,基于拓扑理论、龙格一库塔法,运用C++和Matlab软件对改造后的液压系统进行了建模与仿真。根据得到的仿真结果可知,机械手换刀过程动作稳定,对换刀机构的液压系统的改进设计是正确可靠的,提高了换刀系统的稳定性。