[发明专利]一种微纳观尺度微小孔加工机床

权利要求书

1.一种微纳观尺度微小孔加工机床，其特征在于，

包括机床底座、钻削装置、多自由度工作台系统、微纳观显微视频系统以及控制系统；

所述多自由度工作台系统设置在机床底座上，多自由度工作台系统包括用于放置工件的工作台以及带动工作台运动的工作台驱动装置，所述工作台驱动装置包括带动工作台沿X轴做直线运动的工作台X向驱动机构、带动工作台沿Y轴做直线运动的工作台Y向驱动机构以及带动工作台绕Y轴摆动的工作台摆动驱动机构；

钻削装置设置在工作台的上方，所述钻削装置包括钻头部、带动钻头部沿X轴做直线运动的钻头X向驱动机构以及带动钻头部摆动的钻头摆动驱动机构；

微纳观显微视频系统设置在机床底座上，且微纳观显微视频系统设置在多自由度工作台系统一侧，微纳观显微视频系统用于对工作台上的工件加工过程进行图像采集分析并及时将采集分析数据传输至控制系统；

控制系统用于实时控制工作台X向驱动机构、工作台Y向驱动机构、工作台摆动驱动机构、钻头X向驱动机构以及钻头摆动驱动机构的动作；

所述工作台摆动驱动机构包括联动台、摆动轴、电动机及变速箱，工作台设置在联动台的上方并随联动台同步运动，摆动轴的轴向与Y轴方向平行，摆动轴横穿所述联动台，电动机的输出轴通过变速箱与摆动轴相连，摆动轴旋转带动联动台摆动；

所述工作台上设置有直线光栅尺，摆动轴上设置有旋转光电编码器；

所述加工机床还包括摩擦锁紧装置，摩擦锁紧装置有一套或两套，摩擦锁紧装置位于摆动轴轴端一侧；

摩擦紧缩装置包括支撑块、T型滑块及微型直线电机，支撑块的顶端开设有与T型滑块相适配的T型滑槽，微型直线电机设置在T型滑槽内，T型滑块安装在微型直线电机上，T型滑块在微型直线电机的带动下沿T型滑槽来回移动；

T型滑块的上部开设有与摆动轴的轴径相适配的摩擦锁紧槽，摆动轴的端部设置有摩擦纹路。

2.根据权利要求1所述的一种微纳观尺度微小孔加工机床，其特征在于，

所述钻头摆动驱动机构包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第一转轴、第二转轴及第三转轴，第一机械臂的顶端与钻头X向驱动机构相连，第一机械臂的底端通过第一转轴与第二机械臂的一端转动连接，第二机械臂的另一端通过第二转轴与第三机械臂的一端转动连接，第三机械臂的另一端通过第三转轴与钻头部转动连接；

所述钻头摆动驱动机构还包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一谐波减速器和第二谐波减速器，第一伺服电机的输出轴通过第一谐波减速器与第一转轴相连，第二伺服电机的输出轴通过第二谐波减速器与第二转轴相连，第三伺服电机的输出轴通过第三谐波减速器与第三转轴相连；

所述第一、第二、第三转轴上均设置有角度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种微纳观尺度微小孔加工机床，其特征在于，

所述钻头部包括机械手腕、设置在机械手腕底部的多个气动主轴以及设置在气动主轴上的麻花钻，一根气动主轴上对应设置一个麻花钻；

机械手腕的内部设置有带动气动主轴旋转的气动主轴旋转驱动机构，气动主轴旋转驱动机构包括第四伺服电机、阶梯轴及用于固定气动主轴的固定卡套，第四伺服电机设置在机械手腕的腕部，阶梯轴与第四伺服电机的输出轴相连，固定卡套的数量与气动主轴的数量相等，一个固定卡套对应安装一根气动主轴，固定卡套围绕在阶梯轴周边，且各固定卡套均与阶梯轴相连并由阶梯轴带动旋转。

4.根据权利要求2所述的一种微纳观尺度微小孔加工机床，其特征在于，

所述钻头X向驱动机构包括机械臂顶座和钻头X向直线电机，机械臂顶座的底部与第一机械臂的顶端相连，机械臂顶座与钻头X向直线电机相连，机械臂顶座在钻头X向直线电机的带动下沿X轴做直线运动。

5.根据权利要求1所述的一种微纳观尺度微小孔加工机床，其特征在于，

所述工作台Y向驱动机构包括工作台Y向直线电机，工作台安装在工作台Y向直线电机的顶部并在工作台Y向直线电机的带动下沿Y轴做直线运动；所述工作台X向驱动机构包括工作台X向直线电机，所述工作台Y向直线电机安装在工作台X向直线电机上并在工作台X向直线电机的带动下沿X轴做直线运动。