本发明属于机床技术，具体涉及一种机床动力头，用于精确定位工件并驱动工件转动来对工件实施精密加工。
背景技术：
1、随着精密丝杠磨削要求的越来越高，原有技术难以满足磨削要求。
2、现有丝杠磨削，基本都是支撑丝杠两轴端的中心孔定位，并由动力头带动丝杠旋转。而由于顶尖跟随动力头主轴一起旋转，导致顶尖锥面的跳动误差复映到被加工工件的加工误差。另一种原有的螺纹磨床，虽然可令顶尖不动，但螺纹磨床的动力经传动机构如皮带传动、齿轮传动带动工件旋转时，传动机构的旋转精度远远不够，无法达到“角秒”级精度。所以，现有技术中没有一款定位误差非常小以及旋转精度又非常高的机床动力头。
技术实现思路
1、本发明的任务和目的是克服现有丝杠螺纹磨床难以满足高精度加工要求的缺陷，提供一种定位误差非常小以及旋转精度又非常高的机床动力头。
2、为达到上述目的，本发明的机床动力头，包括基座、外转子、内定子、传感器和定位装置，所述外转子套装在内定子的径向外侧以借内定子旋转磁场的作用绕着内定子旋转，其特征是：所述外转子轴向的一端构置用以夹紧工件并驱动工件旋转的夹具，所述内定子在外转子轴向的另一端固定于基座，所述的传感器布置于外转子和内定子之间，所述的定位装置直接或间接地固定于基座或内定子，定位装置的定位中心线与外转子的旋转中心线重合。
3、其中，内定子固定于基座可以是轴向固定，也可以是径向固定，还可以是轴向、径向均固定。
4、该机床动力头，通过将定位装置固定，定位装置的定位中心线与外转子的旋转中心线重合，令定位装置的径向跳动理论误差为0，避免加工工件时定位装置径向跳动而产生跳动误差并复映到被加工工件的加工误差。通过外转子的周向高旋转精度，实现“角秒”级的精确控制。定位装置对被加工工件定位，外转子通过夹具带着工件转动，定位装置的0误差定位与外转子的“角秒”级周向精确旋转的功能分工，赋予机床动力头定位误差非常小、旋转精度非常高的能力。
5、优选的，为了依需配置机床动力头的结构，内定子直接或间接地固定装配于基座。可以依需将内定子配置于基座以适于整个机床上的结构与加工需求。
6、在一个实施例中，内定子的中心具有定子锥孔，定位装置经具有锥度的柄部装配于该定子锥孔。据此，动力头结构简单，同时可以保证定位装置与外转子的同心度，减小机床动力头的装配误差，保证加工精度。
7、在另一个实施例中，基座具有筒部，筒部的中心具有基座锥孔，定位装置经具有锥度的柄部装配于该基座锥孔，内定子套在筒部的径向外侧。该结构中，内定子与基座筒部有缝隙，便于内定子散热；同时，所述的筒部和基座本体一体化设计，增加悬伸的筒部的刚性，规避定位装置安装在筒部后可能产生的微振误差。
8、优选的，外转子与内定子构成直接驱动马达，即习惯上简称的dd马达(directdrivemotor)，控制器依据传感器的反馈信号控制直接驱动马达。据此，可以依需选用合适技术规格的直接驱动马达，达到转动驱动的精度需求。具体的，传感器用于感知马达的转速、位置和负载等信息。控制器负责对马达进行控制和调节。即通过传感器的反馈，控制器依据传感器的反馈信号，根据设定的参数和算法，向马达供应适当的电流，对马达进行精确控制。常见的传感器有霍尔传感器、光电传感器和磁编码器等。
9、优选的，所述定位装置为顶尖，顶尖的头部为外凸结构或者内凹结构。用以适于支撑被加工工件的不同结构形式的端部。
10、优选的，所述定位装置配置有柄部，柄部具有锥度；所述柄部通过静配合安装于基座的基座锥孔或内定子的定子锥孔来定位。柄部的锥度以莫氏锥度为宜，由于锥度很小，利用摩擦力的原理，可以传递一定的扭矩，又因为是锥度配合，可以方便的拆卸。在同一锥度的一定范围内,工件可以自由的拆装,同时在工作时又不会影响到使用效果，使用中需要拆卸定位装置时，拆卸后重新装上不会影响定位装置的中心位置。
11、优选的，基座的基座锥孔的中心轴线或内定子的定子锥孔的中心轴线与外转子的旋转中心线重合。据此保证定位装置与外转子、夹具的同心度，减小机床动力头的装配误差；再施以对夹具的巧妙设计，令外转子、夹具的同心度可能存在的微小误差而可能产生的对零件加工复映误差减小到0，最大可能提高加工精度。
12、优选的，定位装置的定位中心为顶尖的几何轴心线。据此保证定位装置形状规则，可靠精确地支撑被加工工件。
13、优选的，传感器包括读数头和供读数头读取动态信号的编码器或圆光栅，所述的读数头直接或间接地固定于内定子或/和基座，所述的编码器或圆光栅直接或间接地固定于外转子。据此，外转子转动时，编码器或圆光栅随之转动并体现外转子的转动动态，读数头从编码器或圆光栅的转动读取动态信号，获知外转子的转动数据，用于将外转子的转动数据提供给控制器，由控制器控制内定子的旋转磁场来控制外转子的转动。
14、本发明通过将外转子轴向的一端构置用以夹紧工件并驱动工件旋转的夹具，内定子在外转子轴向的另一端固定于基座，传感器布置于外转子和内定子之间，定位装置直接或间接地固定于基座或内定子，定位装置的定位中心线与外转子的旋转中心线重合。令定位装置的径向跳动理论误差为0，避免加工工件时定位装置径向跳动而产生跳动误差并复映到被加工工件的加工误差。通过外转子的高旋转精度，实现“角秒”级的精确控制。定位装置对被加工工件定位，外转子通过夹具带着工件转动，定位装置的0误差定位与外转子的“角秒”级周向精确旋转的功能分工，赋予机床动力头定位误差非常小、旋转精度非常高的能力。
1.机床动力头，包括基座(2)、外转子(1)、内定子(3)、传感器(4)和定位装置(5)，所述外转子(1)套装在内定子(2)的径向外侧以借内定子(2)旋转磁场的作用绕着内定子(2)旋转，其特征是：所述外转子(1)轴向的一端构置用以夹紧工件并驱动工件(7)旋转的夹具(6)，所述内定子(3)在外转子(1)轴向的另一端固定于基座(2)，所述的传感器(4)布置于外转子(1)和内定子(3)之间，所述的定位装置(5)直接或间接地固定于基座(2)或内定子(3)，定位装置(5)的定位中心线(53)与外转子(1)的旋转中心线(11)重合。
2.根据权利要求1所述的机床动力头，其特征是：内定子(3)直接或间接地在轴向或/和径向固定装配于基座(2)。
3.根据权利要求1或2所述的机床动力头，其特征是：内定子(3)的中心具有定子锥孔(31)，定位装置(5)经具有锥度的柄部(51)装配于该定子锥孔(31)。
4.根据权利要求1或2所述的机床动力头，其特征是：基座(2)具有筒部(23)，筒部(23)的中心具有基座锥孔(21)，定位装置(5)经具有锥度的柄部(52)装配于该基座锥孔(21)，内定子(3)套在筒部(23)的径向外侧。
5.根据权利要求1所述的机床动力头，其特征是：外转子(1)与内定子(3)构成直接驱动马达，控制器依据传感器的反馈信号控制直接驱动马达。
6.根据权利要求1所述的机床动力头，其特征是：所述定位装置(5)为顶尖，顶尖的头部(51)为外凸结构或者内凹结构。
7.根据权利要求6所述的机床动力头，其特征是：所述定位装置(5)配置有柄部(52)，柄部(52)具有锥度；所述柄部(52)通过静配合安装于基座(2)的基座锥孔(21)或内定子的定子锥孔(31)来定位。
8.根据权利要求7所述的机床动力头，其特征是：基座(2)的基座锥孔(21)的中心轴线(22)或内定子(3)的定子锥孔(31)的中心轴线(32)与外转子(1)的旋转中心线重合。
9.根据权利要求6-8任一所述的机床动力头，其特征是：定位装置(5)的定位中心线(53)为顶尖的几何轴心线。
10.根据权利要求1所述的机床动力头，其特征是：传感器(4)包括读数头(42)和供读数头(42)读取动态信号的编码器或圆光栅(41)，所述的读数头(42)直接或间接地固定于内定子(3)或/和基座(2)，所述的编码器或圆光栅(41)直接或间接地固定于外转子(1)。