[发明专利]用于检测机械部件的位置和/或形状的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测机械部件的位置和/或形状的光电设备，该设备包括：底座、待测部件的锁定和参照系统、检测装置、转动系统和处理单元；所述检测装置具有光电系统，所述光电系统用于提供指示待测部件的至少一些部分的位置的信号；所述转动系统可以围绕转动纵轴使光电系统和待测部件之间进行转动移动；所述处理单元用于接收光电系统的信号并提供关于待测部件的位置和/或形状的信息。

本发明还涉及一种用于检测机械部件的位置和/或形状误差的方法，该方法所使用的设备包括：待测部件的锁定和参照系统、用于提供指示待测部件的至少一些部分的位置的信号的检测装置、以及位于所述锁定和参照系统与所述检测装置之间的驱动装置；该方法包括以下步骤：围绕转动轴使所述锁定和参照系统与所述检测装置之间进行转动移动，以及对所述检测装置在转动移动过程中提供的信号进行处理，以获得有关待测部件的位置和/或形状的信息。

背景技术

本发明特别适用于检测具有极小尺寸的机械部件，例如硬盘储存单元的组件。这些单元包括用于在磁盘上读取/写入信息的读/写磁头，所述读/写磁头连接到尺寸极小(例如毫米级甚至更小尺寸)的滑块上。当磁盘被驱动(例如被电机驱动)进行转动时，固定的支撑件以弹性联接的方式支撑所述滑块，所述滑块使所述磁头“浮”在相关联(associated)磁盘的表面上方。磁盘的转动和滑块的特定形状产生了升力，该升力趋向于将所述滑块和磁头向与所述弹性联接力相反的方向从相关联磁盘的表面移开。所述弹性联接力与升力的平衡使得所述磁头可以将其自身置于相关联磁盘的上方几乎固定的高度。为了实现正确的读/写过程，重要的是要确保将滑块放置在正确的位置，从而产生适当的升力，以确保磁头位于磁盘表面上方适当的高度(通常约为5至50nm)。

行业趋势是制造出更小的硬盘，所述硬盘甚至用于尺寸极小的设备上，例如照相机和数码摄像机。因此，需要显著地缩小滑块和其它组件的尺寸，而且显然必须同时保持并提高所述滑块和其它组件的品质和可靠性。

欧洲专利EP-1029219-B1公开了一种用于检测复杂形状机械部件(例如用于硬盘读/写磁头的带有多个翼板(或“E块”)的支撑件)的尺寸和/或形状误差的光电设备。其中，所述设备包括：待测部件的锁定和参照系统、以及带有光电系统的检测装置(例如已知的投影型检测装置)。其中，所述待测部件和光电系统可以实现围绕纵轴进行相对转动移动。所述光电系统包括光发射器，例如定向为朝接收器(例如感光性CCD(电荷耦合装置)型接收器)发射与纵轴横向的红外波。将待测磁头的支撑件置于发射器和接收器之间，在所述光电系统进行微小的顺时针和逆时针转动移动(摆动)的过程中截取发射器发射的一部分光。如EP-1029219-B1所说明，可以通过对接收器提供的信号进行适当的处理来检测部件的几何形状特征，例如，与某些部件相对于机械参照物的位置相关的几何形状特征。待测部件在转动过程中所截取的部分光的变量数决定了接收器所提供的信号的“动态程度”。待测部件的尺寸的减少，更具体的说是横向尺寸的减少，和光电系统摆角的减少，将导致截取光的变量数的减少，从而降低了信号的动态程度。如果待测部件的尺寸非常小(例如小于1毫米)和摆角受到限制(例如受到特定应用物理特征的限制)，则即使考虑了不可避免的光学噪声，所处理信号的有限动态程度也不能确保结果的可靠性，有用信号动态程度的降低将增加所述光学噪声的负面影响。

根据专利EP-1029219-B1所述的装置可以用于检测硬盘滑块的布置和其它特征，但是如果滑块的横向尺寸相当地小，就可能出现上述缺乏可靠性的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检测机械部件的几何特征的光电设备，即使待测部件尺寸非常小，例如硬盘的滑块，该光电设备也能够获得准确、可靠的结果。

通过权利要求1所述的装置和权利要求14所述的方法可以实现上述和其它目的及优点。

其中，本发明所述的设备包括底座、横向平移系统、待测机械部件的锁定和参照系统、以及光电测量系统，所述底座载有用于围绕转动纵轴转动的转动系统，所述横向平移系统定义了相对于所述纵轴横向的平移轴。根据本发明所述的方法进行操作，所述设备可以使待测部件和所述光电测量系统沿着所述平移轴进行相互平移和围绕所述转动轴进行相互转动。

附图说明

通过仅由非限制性示例提供的以下详细说明和附图，可以更清楚的表述本发明沿着所述平移轴移动的有效性和其它有利的方面，其中：

图1是根据本发明的优选实施方式的设备的透视图；