随着现代制造业的不断发展,加工中心因其刀具自动更换及多工序自动加工的独特优势被应用到了制造业的方方面面。与此同时,加工中心的可靠性也成为了制约其生产效率的一个重要指标。自动换刀系统(Automatic Tool Changing System,简称ATC系统)作为加工中心的一个关键而又故障频发的功能部件,对其进行可靠性研究显得尤为重要。目前,由于缺乏准确的载荷谱,在实验室内无法进行模拟真实工况的可靠性试验,更不能进行合理的加速寿命试验。针对这个问题,本文提出了一种基于载荷谱的加工中心ATC系统加速寿命试验方法。本文的主要研究工作如下:1)为了编制ATC系统的载荷谱,本文制定了ATC系统的现场数据采集规范,并通过专人驻厂的方法,对实际工况下的数据进行采集。对所采集的数据进行处理,建立实际工况下ATC系统的可靠性模型并得出可靠性指标,以及每把刀具的换刀次数和每个刀库的总体换刀次数,为后续载荷谱的编制及可靠性加速试验提供基础。2)通过分布模型初选,模型参数求解及模型优选三个步骤编制了单把刀具重量谱以及刀库插刀总重谱,并运用Copula函数建立了单把刀具重量和刀库插刀总重联合的二维载荷谱。3)以换刀频率为加速应力,制定了ATC系统的可靠性加速寿命试验方案。为了确定加速应力的阈值并实现自定义换刀功能,搭建了电机温度采集系统,并改进了现有的试验台控制系统。根据所编制的载荷谱建立了程序加载谱,为试验提供了加载方案。4)对试验数据进行了处理。根据对不同应力水平下的MTBF,建立了ATC系统可靠性加速试验的加速模型,并用正常应力水平下的MTBF对该模型进行了验证,求出了各加速应力水平下的加速因子。