实验室搭建试验台采用的是国内某知名关键功能部件生产企业生产的YP系 列圆盘刀库自动换刀系统，型号为YP40-24T ,如图2.1所示。被试圆盘刀库的主体结构主要包括以下几个部分：1.刀盘以及刀盘旋转电机;2. 机械手以及机械手旋转电机；3.刀套垂直与水平气缸4.刀库分度装置，控制刀 盘旋转是一个转位一个转位的旋转，且使旋转过程平滑稳健，便于完成后续刀具 的选择与定位。如图2.2所示。
如上图2.9所示，在主干线电路上设置有空气开关QS3,在控制刀盘电机正 反转、机械手电机与控制强电电路的支干线电路上分别设置有空气开关QS2、 QS1和QS4,起到保护主干线电路以及支干线电路的作用，同时保证各自的相互 独立性，互不干扰；主干线上的交流接触器KM1起到控制各个支线路的通断的 作用，而支干线上的交流接触器KM2、KM3以及KM4则分别起到控制机械手 电机、刀盘正转和刀盘反转的作用；支干线上的热继电器FR1、FR2、FR3起到 热保护支线电路的作用；VC为稳压电源，为24V电源提供稳定的直流电源。VC 除了最基本的稳定电压功能外，还具有一定的过压保护、欠压保护以及缺相和短 路过载保护功能。
试验过程中要配备相关试验人员进行跟踪试验，同时查看换刀系统控制 柜是否在安全范围内。同时试验人员要明确自己的职责：1) 了解试验台操作说 明书以及相关技术文件内容；2)在试验过程中试验台遇见突发故障时，知道如 何处理，能够冷静对待；3)在试验结束后，要明确知道如何记录试验数据，包 括刀库运行时间、换刀次数以及试验故障等。在整个试验过程中要同时配备设备 维修人员以及故障分析处理人员来协助试验人员，保证试验的顺利进行。
圆盘式刀库自动换刀系统的可靠性试验数据来源于实验室可靠性试验以及 现场加工中心可靠性试验。根据不同类型的数据采用不同的分析方法。
函数以及威布尔概率密度函数是确定的，且不含有积分形式，故采用最小二乘法 进行参数估计，并用线性相关性系数进行拟合检验，同时通过解析法以及图形法 来验证所选模型是否合理，若验证合理，加工中心现场故障间隔时间的分布模型 为威布尔分布模型；若验证不合理，加工中心现场故障间隔时间的分布模型有可 能是对数正态分布或者其他分布，通过具体分析排除后再次确定分析模型进行相 关计算分析。
可靠性试验的大体流程为：首先确定试验方案，然后进行数据的收集，最后 是数据的处理。依据可靠性试验的流程，首先要确定试验方案，即试验将如何进 行的一个指导性文件。再者是可靠性数据的收集，与广义的可靠性数据不同，本 文中的可靠性数据是指：一是通过实验室可靠性试验得到的试验数据；二是通过 现场可靠性试验得到的现场数据。下文将对实验室试验、现场试验的方案及可靠 性数据的收集过程进行研宄，并对故障的判定技术进行扼要阐述。
如图2.5所示，圆盘式刀库可靠性试验台主要由以下七个部分组成：1.控 制柜，用于实现对自动换刀系统的控制作用，囊括电气系统、下位机PLC以及 上位机VB控制程序等；2.地平铁，作为平面基准以及横向导向作用，保证试 验台能够准确的实现自动换刀，同时地平铁材料选择HT200,具有很好的减震作 用；3,下支撑架，连接上支架以及地平铁作用，且能够自由调节试验台位置以 及微调自动换刀系统位置；4.上支架，连接下支架以及刀库主体，且能够微调 上下以及左右相对位置；5.自动换刀系统，试验台主体部分；6.虚拟主轴，用 虚拟主轴代替真实主轴完成换刀动作简单实用；7.虚拟主轴位置调节垫板，在 横向上自由调节虚拟主轴位置以及纵向上微调虚拟主轴位置。
启动与关闭控制电路的功能：控制整个电路的正常启动与关闭，同时具备在 突发状况下能够迅速有效的切掉电源的功能。整个电路的启动与关闭控制电路如 图2.10所示。
选择PLC型号要根据具体需要的输入输出端口数目以及PLC的存储容量大 小来选定，同时也要考虑到通讯协议模式，为后面编程做准备。经过统计，如下 表2.2 PLC输入接线端口、2.3 PLC输出接线端口所示，可以看出，PLC输入接 线端口至少需要11个，输出接线端口至少需要6个。总共至少需要17个I/O输 入输出接点。
本章设计并搭建了盘式刀库可靠性试验台。首先设计了试验台的基本结构， 试验台主要包括下支架、上支架以及虚拟主轴等部件，并在这些部件上设计了微 调结构以及预留了传感器安装位置，便于后期对试验台的调试；其次设计了电气 系统，主要包括启动与开闭控制电路、三相电机控制电路以、单相强电控制电路 以及单相弱电控制电路，保证对执行机构动作的控制；最后完成对控制程序的设 计，主要包括上位机VB程序控制以及下位机PLC程序控制，保证对自动换刀 系统的控制以及数据的记录功能。