CN1246099C - 用于平面体的变形矫正方法及装置 - Google Patents

Abstract

按高效的方式进行在平面体上用于矫正变形的作业，以便有效地制造具有高精度的平面体。在只适于矫正变形的表面(以后称为要矫正的目标表面)如基板(1)的平面部分(1a)、外周边部分(1b)等与标准表面之间进行比较，以在基板的预定位置上规定一变形量。根据该变形量，用矫正销(7)构成一矫正模，该矫正模专用于各个基板。通过加压销(8)用预定的压力将基板(1)压在矫正模上，以使在要矫正的目标表面上在所要求的部分产生所要求的塑性变形量。要矫正的目标表面整体地并同时受到矫正，而且矫正作业在预定的时间内完成，而与各个工件的平面部分的面积、矫正位置和矫正量的差别无关。

Description

用于平面体的变形矫正方法及装置

技术领域

本发明涉及用于有效而可操作地矫正平面体的变形的方法及装置。

背景技术

图5示出一硬盘驱动器(HDD)的基板1。当基板1是用压铸模制制造时，在铝、锌或类似物的熔融金属冷却和凝固的过程中，基板1中可能产生变形。此外，在将各个零件组装入基板1中之前，为了提高后续作业的精度以及成品模制件的精度，重要的是，要去掉基板1中的变形。由于这一原因，压铸模制基板1的平面部分1a、外周边部分1b等上的变形都由技术工人用塑料锤手工矫正，从而提供具有高精度的基板。

不过，现在对HDD的需要显著增加，而且进一步要求以更廉价的方式供应HDD，从而使用手工矫正变形成为对满足这些要求的障碍。此外，难于确保技术工人。在这种情况下，必须要求对它们的有效解答。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而作出的。本发明的一个目的为提供一种方法和一种装置，它们使之有可能以高效率的方式在平面体的平面部分中进行变形矫正作业，从而以高精度制造平面体。平面体包括但不限于硬盘驱动器(HDD)的基板。

在按照本发明的第一方面的用于平面体的变形矫正方法中，将工件的要矫正的目标表面与预先设定的标准表面比较，以确定要矫正的目标表面上的预定位置的变形量，依次形成专用于各个工件并能在要矫正的目标表面上在所要的部分产生所要求的塑性变形量的最优选的模子，并将工件压在模子上，以同时在要矫正的目标表面上整体进行矫正。

在本发明中，为了矫正目标表面，对各个工件，将标准表面与目标表面相互比较，在工件的预定位置上确定变形量，然后根据在预定位置上的变形量形成用于各个工件的矫正模。以后，就用预定的力将工件压在用于各个工件的矫正模上，由此，对于各个工件就在要矫正的目标表面的所要求的部分上产生所要求的塑性变形量。而且，该矫正可整体地并同时地施加在要矫正的目标表面上，从而可以按预定的时间完成矫正作业，而与各个工件的目标表面的面积、矫正位置和矫正量的差别无关。

在按照本发明的第二方面的用于平面体的变形矫正方法中，模子以这样的方式组成，即可以改变与工件的要矫正的目标表面接触的多个矫正销的前端位置。

在本发明中，矫正模构造成不采用连续的表面，而是采用多个能加压工件上所要求的点的矫正销。因此，有可能容易地改变模子的形状。

在按照本发明的第三方面的用于平面体的变形矫正方法中，多个接触元件与要矫正的目标表面接触，以得到多个接触元件所接触的接触点，一个平面由从多个接触点中任意选取的三个点规定，而各接触点的另一点与该平面的位置关系就可被认知，重复上述过程，以确定工件的要矫正的目标表面上的变形位置和变形量，并在变形位置与变形量上加上以预定的参数为基础的补充量，以确定矫正销的位置。

在本发明中，用以认知工件的要矫正的目标表面的平面度的点要在多个位置预先选择，并且这些点要与接触元件接触并用其测量。从与接触元件接触的点中选择任意三个点，从而规定一平面。接着，通过认知另一接触点相对于该平面的位置关系，就可认知在另一接触点处相对于该平面的变形量。通过重复此过程，同时改变所选择的点，就可精确地认知在要矫正的目标表面上的预定部分处的变形量。此后，在变形位置与变形量上加上以预定的参数为基础的补充量(例如考虑工件的材料特性，使之能可靠地从弹性变形区转变为塑性变形区的矫正量)，以定位矫正销，并构造用于各个工件的矫正模。

在按照本发明的第四方面的用于平面体的变形矫正方法中，上述过程可在必要时重复多次。即使在不能通过一个矫正过程得到充分的矫正量的情况下，也要重复矫正过程，去做所要求的矫正并提高工件的零件精度。

在按照本发明的第五方面的用于平面体的变形矫正方法中，工件为一平面压铸产品。该平面压铸产品在熔融金属冷却并凝固的过程中可能在其平面部分上产生变形。不过，此方法在用于该产品的变形矫正作业中提高了工作效率。

在按照本发明的第六方面的用于平面体的变形矫正方法中，平面压铸产品用作HDD基板，而在用于HDD基板的变形矫正作业中，工作效率得以提高。

按照本发明的第七方面的用于平面体的变形矫正装置包括用于工件的固定点支承装置、用于工件的移送装置、具有多个接触元件的测量装置、具有矫正销和加压销的矫正装置以及计算装置，并且设计成执行按顺序的作业，其中：

用测量装置测量支承在固定点支承装置上的工件的要矫正的目标表面；

根据测量结果确定在要矫正的目标表面的所要求的部分上产生所要求的塑性变形量的最佳位置及最佳加压力；

定位矫正销，以在该位置提供加压力；

用移送装置将工件从测量装置移送至矫正装置上；

用矫正销和加压销夹紧工件，以使要矫正的目标表面整个并同时受到矫正。

按照本发明，用测量装置测量装在用于工件的固定点支承装置上的工件的要矫正的目标表面，而且该测量总是相对于每个工件在固定的位置上进行，从而使测量环境得到稳定。根据测量结果确定在要测量的目标表面的所要求的部分上产生所要求的塑性变形量的最佳位置和最佳加压力，并且定位矫正销，以在该位置提供加压力，以使形成用于各个工件的用于矫正工件的模子。也就是说，依次形成专用于各个工件并对应于可能随工件而异的变形量的模子。

矫正模构造不具有连续的表面，而是设计成在工件上加压所需要的部分。因此，模子的形状可容易地被改变。工件用移送装置被从测量装置移送至矫正装置上，并且用矫正销和加压销将工件夹紧，以在要矫正的目标表面上整个并同时进行矫正，从而能在短时间内进行矫正作业可根据各个工件而有差异。

在按照本发明第八方面的用于平面体的变形矫正装置中，测量装置使多个接触元件与要矫正的目标表面接触，以得到接触元件所接触的接触点，计算装置用从多个接触点中任意选择的三个点规定一平面，认知接触点中的另一个与该平面的位置关系，重复这些步骤，以确定工件的要矫正的目标表面上的变形位置与变形量，并在变形位置与变形量上加上以预定的参数为基础的补充量，以确定矫正销的位置。

在本发明中，确定用以认知工件的要矫正的目标表面的平面度的有关点，并用测量装置接触这些接触点并加以测量。在计算装置中，从与接触元件接触的点中选择任意三个点，并以此规定一平面。接着，通过认知另一接触点相对于该平面的位置关系，就可认知另一接触点相对于该平面的变形量。通过重复这一过程，同时又改变所选择的点，就可认知要矫正的整个目标表面上的变形位置和变形量。此后，在变形位置与变形量上加上以预定的参数为基础的补充量(例如，考虑工件的材料特性，使之能可靠地从弹性变形区转变为塑性变形区的矫正量)，以定位矫正销，并构造用于各个工件的用于矫正工件的模子。

在按照本发明的第九方面的用于平面体的变形矫正装置中，上述按顺序的过程可以在必要时重复。即使在不能通过一个矫正过程得到充分的矫正量的情况下，也要重复矫正过程，去做所要求的矫正，以提高工件的零件精度。

在按照本发明的第十方面的用于平面体的变形矫正装置中，工件为一平面压铸产品。在熔融金属冷却并凝固的过程中可能在其平面部分上产生变形的平面压铸产品的变形矫正作业中，工作效率得以提高。

在按照本发明的第十一方面的用于平面体的变形矫正装置中，平面压铸产品为一HDD基板。在用于HDD基板的变形矫正作业中，工作效率得以提高。

附图说明

在附图中：

图1为示意图，它示出了按照本发明的一个实施例的用于平面体的变形矫正装置；

图2为示意图，它示出图1所示的用于平面体的变形矫正设备的主要部分；

图3(a)至3(e)为说明图，它们示出采用图1所示的用于平面体的矫正设备矫正基板上的变形的顺序；

图4(a)至4(b)为说明图，它们示出了确定图3所示的位置L的顺序；以及

图5为一透视图，它基本上示出一HDD基板。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的一个优选的实施例。

图1示意地示出了按照本发明的实施例的用于平面体的变形矫正装置。如同在图2中按放大的方式示出的那样，作为其主要部分，此变形矫正装置2包括一用于基板1的固定点支承装置3、一用于基板1的移送装置4，一具有多个接触元件5的测量装置6、具有矫正销7和加压销8的矫正装置9和一计算装置(未示出)。该装置进一步包括一未示出的操作板。

用于基板1的固定点支承装置3例如采用一平板夹具、一设在变形矫正装置2的台板上的夹紧装置等，支承装置支承基板1的固定点，以便保持基板1的姿势为恒定的。在固定点支承装置3由平板夹具构成的情况下，移送装置4包括平板夹具，以作为运输装置的一部分，并且由一臂、一运输机等构成，该臂与运输机等移动基板1、连同平板夹具。在固定点支承装置3由台板上的夹紧装置构成的情况下，采用臂等，该臂将基板1送入设置在测量装置6与矫正装置9上的夹紧装置中。

测量装置6由多个接触元件5构成，该元件设置成能与某一位置接触，该位置预选成适于能从一适于变形矫正的表面(以后称为要矫正的目标表面)测量变形，该表面例如为要矫正的基板1的平面部分1a、外周部分1b等(见图5)。由于被移送装置4运载至测量装置6的基板1总是被固定点支承装置3支承，以具有恒定的姿势，故测量总是在恒定的位置上进行，从而可使测量环境得到稳定。

矫正装置9的多个矫正销7设置成能与某一位置接触，该位置预选成适于能从基板1的要矫正的目标表面矫正变形。矫正装置9设有驱动装置，例如电力驱动的致动器等，它可实现精确的定位。通过沿朝基板1的要矫正的目标表面的方向改变矫正销7的前端位置，就可在要矫正的目标表面的所要求的部分上产生所要求的塑性变形量。也就是说，销7用作模子。

矫正装置9的加压销8定位成面对各自的矫正销7，在其间夹有基板1。设置一驱动装置，它在基板1被夹紧在加压销8与矫正销7之间时能准确地控制加压力，液压缸、电力驱动的致动器等都适于用作驱动装置。

此外，未示出的计算装置根据由测量装置6得到的测量结果确定用于在要矫正的目标表面上在所要求的位置产生所要求的塑性变形量的最佳位置和最佳加压力，并向矫正销7的驱动装置发出一定位矫正销的指令，以便在该位置上施加压力。同样，对加压销8也发出一施加预定的压力的指令。

现在参考图3和4描述用变形矫正装置2矫正基板1的要矫正的目标表面上的变形的顺序。

首先，如图3(a)所示，使多个接触元件5与被固定点支承装置3支承的基板1的要矫正的目标表面(平面部分1a或外周边部分1b)接触，以便得到接触元件5为点接触的各个位置。接着，用移送装置将基板1从测量装置6移送至矫正装置9上。在此移动中，根据测量装置6的测量结果，计算装置确定每个矫正销7的最佳位置L和要由加压销8施加的最佳加压力，以便在要矫正的目标表面的所要求的部分上产生所要求的塑性变形量。

用于从测量装置6的测量结果确定位置L的顺序如下：如图4(a)所示，测量装置6首先选择用于认知要矫正的目标表面的平面度的点A至F，并通过使接触元件5与其接触而测量这些点的位置。以后，就可用从接触元件的接触点中任意选择的三个点规定一个平面。

例如，由测量点的点A、B和F规定平面S，并认知外周边部分1b上的点C相对于平面S的位置关系。在存在变形，使点C如图4(b)所示偏移至点C′的情况下，点C′相对于点C的变形量就可由于在测量点C′与标准表面的点C之间的比较结果而得到，该标准表面为预先测量的基准工件的平面部分。此后，就可认知点C′相对于平面S的变形量。通过重复这一过程，同时改变所选择的点，就可精确地确定整个要矫正的目标表面上的变形位置和变形量。

此外，在要矫正的目标表面的变形位置与变形量上加上以预定的参数为基础的补充量(例如，考虑基板的材料特性，使之能可靠地从弹性变形区转变为塑性变形区的矫正量)，从而得到用于在要矫正的目标表面上施加所要求的矫正量的矫正销7的最佳位置。此外，用接触元件5测量的点的数目根据成为要矫正的目标表面的平面部分1a和外周边部分1b的面积、形状等而变化。

如图3(b)所示，矫正销7的前端位置定位在由计算装置确定的位置L上。通过如此将矫正销7的前端位置在L上定位，就可对每个工件构成用于矫正基板1的模子。

接着，如图3(c)所示，动作加压销8，使基板1上升，以使基板1被夹紧在矫正销7与加压销8之间。进而如图3(d)所示，控制加压销8的压力，以使在基板1上施加以所需要的、由计算装置确定的加压力，从而在要矫正的目标表面上产生这样的变形，以致能可靠地从弹性变形区转变为塑性变形区。这样，要矫正的目标表面就可整体并同时地被矫正。

要矫正的目标表面的变形按上述顺序被矫正，从而可如图3(e)所示得到具有高平面度的基板1。如果用一个矫正过程不能得到充分的矫正量，则图3(a)至3(d)的过程就要按需要重复两次或更多次，以提高工件的零件精度。

由如上构成的本发明的实施例得到的作用与效果可概括如下：在本实施例中，为了矫正基板1的变形，对于每个基板都将标准表面与要矫正的目标表面彼此比较，确定基板在预定位置上的变形量，然后根据在预定位置上的变形量用矫正销7形成用于每个基板的矫正销。此后，以预定的力在矫正模上用加压销8压基板1，从而可对每个基板在要矫正的目标表面的所要求的部分上产生所要求的塑性变形量。因此，可得到具有高精度的基板。

此外，由于矫正可整体并同时地施加在成为要矫正的目标表面的平面部分1a或外周边部分1b上，故矫正作业可在恒定的时间内完成，而不管可随各个工件而变的平面部分的面积、矫正位置和矫正量如何。因此，按照本发明的实施例的变形矫正方法和装置，有可能高效率地制造具有高精度的基板1。

上述矫正模是通过改变多个矫正销7的前端位置构成的，该矫正销要与基板1的要矫正的表面接触。通过构成具有不连续的表面但是具有多个可在要矫正的目标表面上加压所要求的点的矫正销的矫正模，可以容易地改变模子的形状。因此，有可能容易地构成一适于每个基板的专用模子，该基板在各自不同的矫正位置需要各自不同的矫正量。

此外，在构成矫正模时，要从与接触元件5接触的接触点中任意选择三个点，以规定平面S，并且重复用于认知另一点相对于平面S的位置关系，以便准确地确定要矫正的目标表面上的变形位置和变形量。此后，在变形位置和变形量上加上以预定的参数为基础的补充量，以定位矫正销7。这就使之有可能准确地构成用于每个基板1的矫正模。

即使不能通过一个矫正过程得到充分的矫正量，从图3(a)至3(d)的过程也要重复两次或更多次，从而使基板1受到所要求的矫正。

在本发明的实施例中，变形矫正装置2的矫正装置9要如此设计，以使矫正销7布置在基板1的上方，而加压销8则布置在基板1的下方。不过，也可以采用相反的布置。此外，沿垂直方向用矫正销7和加压销8夹紧基板并不是必要的。在基板1的刚性平衡主要由外周边部分1b担任的情况下(见图5)，基板1的矫正可通过并在朝着基板1的外周边部1b的位置上设置测量装置6的许多接触元件5和矫正装置9的矫正销7和加压销8而更有效地进行。此外，要矫正的目标工件并不限于基板1，而且可以是用那些能用塑性变形消除变形的材料做的任何平面体，它可以得到与上述相同的作用与效果。

如此构成的本发明具有下列效果：

按照本发明的第一方面的用于平面体的变形矫正方法，有可能有效地进行平面体的变形矫正作业，而不依赖于技术工人的手工作业。因此，有可能以廉价的方式提供大量具有高的平面度的平面体产品。

按照本发明的第二方面的用于平面体的变形矫正方法，可以容易地构成适于各个平面体的模子，以有效地进行平面体的变形矫正作业。此外，按照本发明的第三方面的用于平面体的变形矫正方法，可以提高用于各个平面体的模子的精度，从而可以用高精度进行平面体的变形矫正作业。

按照本发明的第四方面的用于平面体的变形矫正方法，即使通过一个矫正过程不能得到充分的矫正量，也可按需要多次重复矫正过程，从而提高平面体的平面度并提高零件精度。

按照本发明的第五方面的用于平面体的变形矫正方法，有可能在平面压铸产品的变形矫正作业中提高工作效率，从而能以廉价的方式提供大量具有高的平面度的压铸产品。按照本发明的第六方面的用于平面体的变形矫正方法，有可能以廉价的方式提供大量具有高的平面度的HDD基板。

按照本发明的第七方面的用于平面体的变形矫正装置，有可能有效地进行平面体的变形矫正作业而不依赖技术工人的手工作业。因此，有可能从廉价的方式提供大量具有高的平面度的平面体产品。

按照本发明的第八方面的用于平面体的变形矫正装置，有可能有效地以高精度进行平面体的变形矫正作业，从而有效地生产具有高精度的平面体。

按照本发明的第九方面的用于平面体的变形矫正装置，即使不能通过一个矫正过程得到充分的矫正量，但是可以按需要多次重复矫正过程，从而提高平面体的平面度并制造具有高的零件精度的平面体。

按照本发明的第十方面的用于平面体的变形矫正装置，有可能在平面压铸产品的变形矫正作业中提高工作效率，从而以廉价的方式提供大量的具有高的平面度的平面压铸产品。按照本发明的第十一方面的变形矫正设备，可有以廉价的方式提供大量的具有高的平面度的HDD基板。

Claims (10)

1.用于平面体的变形矫正方法，它包括下列步骤：

将工件的要矫正的目标表面与预先设定的标准表面比较，以确定要矫正的目标表面上的预定位置的变形量；

根据在预定位置上的变形量形成专用于各个工件并能在要矫正的目标表面上在所要求的部分产生所要求的塑性变形量的模子；

在预定的压力下将工件压在模子上，以同时整体地在要矫正的目标表面上进行矫正；

通过改变多个与工件的要矫正的目标表面接触的矫正销的前端位置构成所述模子。

2.如权利要求1的用于平面体的变形矫正方法，它包括下列步骤：

使多个接触元件与要矫正的目标表面接触，以得到多个接触元件与之接触的接触点；

通过从多个接触点中任意选择三个点规定一平面；

认知另一接触点与该平面的位置关系；

重复上述三个步骤，以确定工件的要矫正的目标表面上的变形位置与变形量；

在变形位置与变形量上加上以预定的参数为基础的补充量，以确定矫正销的位置。

3.如权利要求1或2的用于平面体的变形矫正方法，其特征为，上述步骤可按需要重复多次。

4.如权利要求1或2的用于平面体的变形矫正方法，其特征为，工件为一平面压铸产品。

5.如权利要求4的用于平面体的变形矫正方法，其特征为，平面压铸产品为一HDD基板。

6.用于平面体的变形矫正装置，它包括用于工件的固定点支承装置、用于工件的移送装置、具有多个接触元件的测量装置、具有矫正销和加压销的矫正装置以及计算装置，并且执行按顺序的作业，其中：

用测量装置测量支承在固定点支承装置上的工件的要矫正的目标表面；

根据测量结果确定在要矫正的目标表面的所要求的部分上产生所要求的塑性变形量的最佳位置和最佳压力；

将矫正销的前端定位在该位置；

用移送装置将工件从测量装置移至矫正装置；

加压销在该压力下将工件压在矫正销上，以使要矫正的目标表面整个并同时受到矫正。

7.如权利要求6的用于平面体的变形矫正装置，其特征为，测量装置使多个接触元件与要矫正的目标表面接触，以得到多个接触元件与其接触的接触点，计算装置用从多个接触点中任意选择的三个点规定一平面，认知另一接触点与该平面的位置关系，重复这些步骤，以确定要矫正的目标表面上的变形位置与变形量，在变形位置与变形量上加上以预定的参数为基础的补充量，以确定矫正销的位置。

8.如权利要求6或7的用于平面体的变形矫正装置，其特征为，顺序过程可按需要重复。

9.如权利要求6或7的用于平面体的变形矫正装置，其特征为，工件为一平面压铸产品。

10.如权利要求9的用于平面体的变形矫正装置，其特征为，平面压铸产品为一HDD基板。

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