CN1350300A - 旋转定位台 - Google Patents
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Abstract
提供了一种可实现高速、高精度定位的旋转定位台。该旋转定位台包括:一相对于旋转轴10形成一弧形的弧状部分7a;一旋转台2,上面可安装一机件5;一与弧状部分7a相接触的滑轮12;第一定位装置3,它通过滑轮转动旋转台2而使机件5定位;第二定位装置4,它通过使第一定位装置3沿弧状部分7a与滑轮12之间的接触点处的一切线方向微移而使机件5定位;其中,第一定位装置3的直线移动转化成旋转台2的旋转运动,从而使机件5定位。
Description
技术领域
本发明涉及一种检验读写磁头、磁盘等用的检验装置的定位装置,更具体地是涉及一种旋转式定位装置。
背景技术
近年来,作为计算机外部存储装置的硬盘装置(HDD)已有了巨大的发展。记录-再现磁头为这种巨大发展作出了贡献。用于质量控制的动态测试(R/W测试=写后读测试)非常重要,在这种R/W测试中通常使用一种称作旋转座的精确驱动装置。由于旋转台的结构需要尽可能地靠近硬盘装置的结构,因而通过磁头摆动而使磁头定位的旋转式结构是较为理想的。
然而,有一个问题在于,由于这种类型的结构用插头旋转定位台以外的一个致动器来实现所有的定位,它对于所有行程均控制在一个恒定的定位分辨率,因而即使在分辨率设定在较高水平、行程较长的场合,移动速度也较慢。也就是说,即使在不要求那么精确的定位的场合(粗动),也与短行程、进行精确定位的场合一样存在移动速度慢的问题。
另一方面,试图采用具有双重结构的台的型式,通过提供一种微动和粗动的双重结构、对相应移动用不同的致动器,从而达成与目的相适应的功能,以改善移动速度慢的缺点,这种台分成粗动台和细动台。然而,双重结构的台(粗动台和微动台)的型式在结构上变得较为复杂,并且整个台的机械刚性降低,因而造成稳定时间变长以及不能进行高速和高精度定位的问题。
发明内容
本发明正是鉴于以上问题而提出的,本发明的目的在于提供一种可实现高速和高精度定位的旋转定位台。
为了解决上述问题,经过深思熟虑的考虑之后,本发明的发明人注意到,在测试硬盘头时仅需要非常短的行程(5微米或更小),因而当移动量极小时,直线移动与旋转运动之间的几何误差(相对于5微米的移动量,误差为0.5微米或更小)小到可以忽略的程度,并想到使用于转动旋转台的致动器沿直线方向移动。而且,当使用减速机构时,通过减速机构作用于致动器的运动质量的惯性载荷理论上是减速比的平方。因此,本发明的发明人想到,将机械减速机构设置在旋转定位台上,因为考虑到这样可以大大减小运动质量。
本发明的第一个方面是根据上述想法而完成的,它提供一种旋转定位台,该旋转定位台包括:一旋转台,它可旋转地支承于一旋转轴上,并具有一相对于旋转轴而形成一弧形的弧状部分,该旋转台允许安装一机件;第一定位装置,它具有一与弧状部分相接触的滑轮,用于通过滑轮转动旋转台而使机件定位;以及第二定位装置,它通过使第一定位装置沿弧状部分与滑轮之间的接触点处的切线方向以直线状方式微移而使机件定位。
本发明的第二个方面提供一种旋转定位台,它除了本发明第一个方面的结构以外,其特征还在于,其弧形形成为这样,即从旋转轴到弧状部分的长度形成在25毫米到100毫米的范围内,中心角形成为40度或更大,滑轮的半径形成在5毫米到20毫米的范围内,而第二定位装置使第一定位装置以直线状方式在5微米或更小的范围内移动。
当第一定位装置的微移量在5微米或更小的范围内时,直线移动和旋转运动之间的几何误差小到可以忽略的程度。因此,当旋转台在5微米或更小的范围内转动时,机件可以由第二定位装置高精度地定位。
本发明的第三个方面提供了一种旋转定位台,其特征在于,旋转台形成为使从旋转轴到弧状部分的长度与滑轮半径之比在1∶1到10∶1的范围内。
这里,减速比设定在1∶1到10∶1的范围内。较佳的是,减速比设定为3∶1到7∶1,最好是,减速比设定为5∶1。
本发明的第四个方面提供了一种旋转定位台,其中第一定位装置具有一传动带用于通过滑轮的转动而使旋转台转动,它以类似交错方式相对于弧状部分和滑轮而卷绕,使后表面沿滑轮的外圆周面延伸,正面沿弧状部分的外圆周面延伸。
第一定位装置将电机等产生的驱动力通过卷绕于滑轮和弧状部分上的传动带传递至旋转台的弧状部分。由于传动带以类似交错方式卷绕于滑轮和弧状部分上,因而滑轮卷取起卷绕于弧状部分的传动带而使旋转台转动。也就是说,当滑轮转动时,事先卷绕于弧状部分上的一部分传动带被释放而由滑轮卷绕。而且,事先卷绕于滑轮上的一部分传动带被释放而由弧状部分卷绕。通过这种方式,旋转台通过在滑轮和弧状部分之间彼此卷取传动带而转动。
附图简述
图1是示意性地说明本发明一实施例的旋转定位台的视图。
图2是说明本发明一实施例的旋转定位台的视图。
图3是说明传动带的形式的视图。
图4是说明旋转座的视图。
图5是上面旋转座的视图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。如图1中所示,旋转定位台1包括一旋转台2、第一定位装置3、第二定位装置4、角度检测装置41(见图2(b))以及一控制部分(控制装置)(未图示),其中旋转台2与第一定位装置3和第二定位装置4一起转动,以将机件5定位在一盘片6的预定位置上。
如图2中所示,弧形鼓7包括一弧状部分7a,因此驱动力通过一滑轮12和一传动带13而传递。弧状部分7a形成一个弧形,它具有从旋转轴10的中心轴线起的内半径R1和从旋转轴10的中心轴线起的外半径R2,中心角为α,从弧形鼓7的上表面11b起的高度为L。半径R1和R2以及高度L形成在25毫米到100毫米的范围内。中心角α形成为40度或更大。弧状部分7a的外圆周表面的弧形长度由外半径R2和中心角α限定,但相关于盘片6的尺寸、臂8的长度等而形成预定的长度。
在弧形鼓7的上表面7b上,可分离地安装有一夹头9,用于通过臂8支承机件5。
旋转轴10插入一底板11,并由轴承23和24支承,如图2(b)中所示。旋转轴10和弧形鼓7用一螺栓25固定。
第一定位装置3具有一滑轮12、一传动带13和一微台14,如图1、2(a)和2(b)中所示。弧形鼓7通过传动带13利用滑轮12的转动而以旋转轴10为中心转动,从而将机件5定位于盘片6的一预定位置。
微台14形成板状结构,并设置在底板11上而可沿底板11上的一导轨151滑动。在微台14的上表面上,设置有一连接部分14a,它与一用于使微台14滑动的压电致动器16的可动部分16a相连,并设置有一连接部分14b,它连接于用于将微台14压回到原位的盘簧。
滑轮12设置在微台14的上表面上,使得滑轮12的外圆周表面通过传动带13与弧形鼓7的弧状部分的外圆周表面相接触。在微台14上安装有一超声电机17与滑轮12相连。
这里来描述由弧状部分7a和滑轮12构成的一减速机构。弧状部分7a的半径R2(从旋转轴10到弧状部分7a的长度)和滑轮12的半径之比代表减速比。这样,当弧状部分7a的半径R2大于滑轮12的半径时,由弧状部分7a和滑轮12构成一减速机构。减速比设定在1∶1到10∶1的范围。更好的是,减速比设定在3∶1到7∶1的范围,最好是设定为5∶1。在弧状部分7a和滑轮构成减速机构的情况下,作用于滑轮12的运动质量的惯性载荷是减速比的平方。在减速比为5∶1的情况下,运动质量的惯性载荷变为1/25。作用于滑轮12的运动质量可以通过调节形成弧状部分7a和滑轮12的减速比来大大降低。
弧状部分7a的半径R2形成在25毫米到100毫米的范围内。这样,当滑轮12的半径形成在5毫米到20毫米的范围内时,减速机构可以构制成使减速比设定在1∶1到10∶1的范围。
它构制成将一传动带13卷绕于滑轮12和弧状部分7a上,使超声电机17的驱动力靠滑轮12的转动通过传动带13传递到弧状部分7a。
如图3(a)中所示,传动带13具有第一带状部分13a、第二带状部分13b和一由不锈钢一体制成的固定间隔13c。当传动带13卷绕于滑轮12和弧状部分7a上时,第一带状部分13a和第二带状部分13b彼此设置在固定间隔13c的对角线上而于滑轮12和弧状部分7a的接触点处彼此不相重叠。而且,固定间隔13c的凹口部分13d和13e以及端部13f和13g通过切去一个角而形成一R部分。这样,传动带13的强度便可通过切去该角而得以提高,以防传动带13上产生裂缝。
该传动带13以类似交错的方式卷绕于弧状部分7a和滑轮12上,使传动带13的后表面(图3(a)的纸面后侧)沿滑轮12的外圆周面行进,而传动带13的正面(图3(a)的纸面)沿弧状部分7a的外圆周面行进。也就是说,传动带13卷绕于滑轮12和弧状部分7a的外圆周面上,使得第一带状部分13a和第二带状部分13b在滑轮12与弧状部分7a的接触点处彼此相对(彼此错开)。
如图2(a)中所示,固定间隔13c和滑轮12用一螺栓18固定,而第一带状部分13a和第二带状部分13b的纵向端部和弧状部分7a的端部用固定件19固定。
这样,传动带13以类似交错的方式卷绕于弧状部分7a和滑轮12上,使得弧形鼓7依靠滑轮12的转动而以旋转轴10为中心转动,同时传动带13固定于弧状部分7a和滑轮12。
第二定位装置4具有压电致动器16、一底板11和一盘簧20。随着微台141以直线状方式微移,弧形鼓7产生极微小的转动,从而高精度地将机件5定位于盘片6上。顺便提一下,在图1中,连接部分14b、盘簧20和支承体20a被省去。
如图2(b)中所示,底板11在上表面上形成为可支承弧形鼓7和微台14,在下表面上形成为可支承一编码传感器21和一编码块支承板22。
如图2(a)中所示,底板11具有导轨15,使得微台14可以滑动。该导轨15在底板11的宽度方向上具有微台14,使该微台沿弧状部分7a与滑轮12的接触点处的切线方向滑动。
压电致动器16设置在底板11的上表面上,用以使微台14微移。压电致动器16构制成使可动部分16a固定于微台14上的连接部分14a,利用使可动部分16a沿前后方向移动,通过连接部分14a,微台14以直线状方式微移。
盘簧20的支承体20a设置在底板11上表面上的一个与压电致动器16相对的位置,如图2(a)中所示。盘簧20连接于支承体20a和微台14上所设置的连接部分14b,使微台14可在弹簧的排斥力作用下被压回到原来位置。
当微台14由压电致动器16造成的微动量为5微米或更小时,微台14的直线移动和弧形鼓7的旋转运动之间的几何误差变为0.5纳米或更小,并变为微动量的千分之一或更小,因而这一量如此小以致可以忽略。因此,由压电致动器16造成的微台14的直线移动通过滑轮12、传动带13和弧状部分7a而转化成弧形鼓7的旋转运动。
通过这种方式,第二定位装置4使微台14沿弧状部分7a与滑轮12之间的接触点处的切线方向以直线状方式微移,从而使弧形鼓7极微小地转动,以将机件5高精度地定位于盘片6上。
角度检测装置41具有一编码块支承板22、一编码块27、一编码盘26和一编码传感器21,用以检测旋转台的转动角度。
编码块支承板22用螺栓25固定于旋转轴10的下表面。通过这种方式,编码块支承板22固定于旋转轴10的下表面,并且弧形鼓7固定于旋转轴10的上表面上。这样,当弧形鼓7转动时,其转动量通过旋转轴10传递到编码块支承板22,因而编码块支承板22与弧形鼓7转动相同的量。
编码块27设置用来将编码盘26支承于编码块支承板22上。编码块支承板22、编码块27和编码盘26与编码块支承板22一体地转动。
编码传感器21设置在底板11的下表面上,用以检测编码盘的转动角度。编码传感器21连接于一控制部分(未图示),从而输出检测到的转动角度。
该控制部分将编码传感器21输出的转动角度与一事先设定的目标角度(目标值)相比较,从而根据其偏差来控制超声电机17和压电致动器16。
根据以上结构,参照图1和2来说明旋转定位台1的操作。
第一定位装置3将超声电机17的驱动力通过滑轮12和传动带13传递到弧形鼓7的弧状部分7a。由于传动带13以类似交错的方式卷绕于滑轮12和弧状部分7a上,因而滑轮12通过卷取缠绕于弧状部分7a上的传动带13而转动旋转台2,从而将机件5高精度地定位于盘片6上。
第二定位装置4利用压电致动器16通过可动部分16a和连接部分14a使微台14沿弧状部分7a与滑轮12的接触点处的切线方向以直线状方式微移。由于滑轮12设置在微台14上,当微台14由压电致动器16沿切线方向以直线状方式微移时,弧形鼓7通过滑轮12、传动带13和弧状部分7a而作极微小的移动。通过这种方式,第二定位装置4通过设置在微台14上的滑轮12、传动带13和弧状部分7a而将由压电致动器16造成的微台14的直线移动转化成弧形鼓7的旋转运动。这样,旋转台2作极微小的移动,从而将机件5高精度地定位于盘片6上。
接下来针对这样一种场合来说明旋转定位台1的操作,即图1中所示的机件5的位置沿直径方向(箭头a方向)移动而被高速、高精度地定位于一预定位置。
如图1中所示,当滑轮12沿b方向(逆时针方向)转动时,卷绕于弧状部分7a上的第一带状部分13a的一部分受滑轮12卷绕。而且,事先卷绕于滑轮12上的第二带状部分13b的一部分被释放而由弧状部分7a卷绕。第一带状部分13a和第二带状部分13b的端部固定于弧状部分7a的端部。因此,当一部分第一带状部分13a由滑轮12卷绕时,弧状部分7a受第一带状部分13a拉动。这样,弧形鼓7以旋转轴10为中心沿箭头c方向(顺时针方向)转动。当滑轮12沿箭头b方向转动时,弧形鼓7通过传动带13和弧状部分7a而沿箭头c方向转动。因此,机件5在盘片6上沿箭头a方向移动,从而被高速定位于一预定位置。
接着,压电致动器16的可动部分16a沿箭头d方向缩回,微台14通过连接部分14a而以直线状方式微移5微米。由于微台14具有一超声电机17与滑轮12相连,当微台14沿箭头d方向以直线状方式微移5微米时,滑轮12也沿箭头d方向(弧状部分7a与滑轮12之间的接触点处的切线方向)以直线状方式微移5微米。
这样,滑轮12沿箭头d方向微移5微米意味着滑轮沿箭头b方向转动极微小的量。也就是说,当上面卷绕有传动带13的滑轮12沿箭头方向微移5微米时,弧状部分7a被第一带状部分13a拉动而使弧形鼓7沿箭头c方向转动极微小的量。
当滑轮12沿箭头d方向以直线状方式微移时,弧形鼓7通过弧状部分7a沿箭头c方向转动。这样,机件5沿箭头a方向微移。也就是说,当安装有滑轮12的微台14沿箭头d方向以直线状方式微移5微米时,极微量的直线移动可以转化成极微量的转动。这样,机件5便可在盘片6上沿箭头a方向微移而高精度地定位于一预定位置。
顺便提一下,极微量的直线移动可转化成极微量的旋转运动的原因在于,当安装有滑轮12的微台14沿直线方向的微小移动量是在5微米或更小的范围内时,微台14的直线移动与弧形鼓7的旋转运动之间的几何误差变为0.5纳米或更小,因而该误差如此小以致可以忽略。
如以上说明的,旋转定位台1使用分辨率较低的超声电机17、通过滑轮12、传动带13和弧状部分7a而使弧形鼓7高速转动,从而将机件5高速定位于一预定位置。而后,弧形鼓7用分辨率较高的压电致动器16、通过滑轮12、传动带13和弧状部分7a而致动极微小的量,从而将机件5高精度地定位于一预定位置。通过这种方式,本实施例的旋转定位台1具有这样一种结构,即可以根据用途来使用具有较低分辨率的致动器和具有较高分辨率的致动器。这样,机件5可以高速、高精度地定位于盘片6上的一预定位置。
本实施例的旋转定位台1可以有效地与要求精确定位的装置和设备一起使用,诸如旋转座、硬盘驱动器、光盘、半导体、电子显微镜等。
已经说明过,在该实施例中,弧状部分7a的半径R1和R2以及高度L形成在25纳米到100纳米的范围内,中心角形成为40度或更大。然而,弧状部分的尺寸并不局限于上述尺寸。而且,虽然说明过滑轮12的半径形成在5毫米到20毫米的范围内,但滑轮12的尺寸并不局限于上述尺寸。
已经说明过,在该实施例中,构成旋转台2的弧形鼓7具有一弧状部分7a,该弧状部分具有从旋转轴10的中心轴线起的内半径R1和从旋转轴10的中心轴线起的外半径R2,中心角为α。然而,由于旋转台2至少一部分可以形成弧状结构,因此,弧形鼓7例如可以形成具有预定厚度的盘状结构。
已经说明过,在该实施例中,传动带3具有第一带状部分13a、第二带状部分13b和固定间隔13c,它们由不锈钢制成一体,如图3(a)中所示。但是,传动带13的结构和材料并不局限于此。因此,如图3(b)中所示,传动带13可具有形成一体的第一带状部分13a、第二带状部分13b、第三带状部分13h和固定间隔13c。在这种情况下,图3(b)中所示的传动带13形成这样,即当传动带13以类似交错的方式卷绕于滑轮12和弧状部分7a上时,第一带状部分13a、第二带状部分13b和第三带状部分13h在滑轮12和弧状部分7a的接触点处彼此不相重叠。
而且,传动带13的数量并不局限于一条。如图3(c)中所示,可以使用两条传动带。在这种情况下,一条传动带以这样一种方式卷绕于弧状部分7a和滑轮12上,即第一传动带13j的后表面沿滑轮12的外圆周面延伸,而第一传动带13j的正面沿弧状部分7a的外圆周面延伸,另一条传动带以这样一种方式卷绕于弧状部分7a和滑轮12上,即第二传动带13k的后表面沿滑轮12的外圆周面延伸,而第二传动带13k的正面沿弧状部分7a的外圆周面延伸。也就是说,第一传动带13j和第二传动带13k以这样一种方式卷绕于滑轮12和弧状部分7a的外圆周面上,即第一传动带13j和第二传动带13k在接触点处彼此相对(彼此错开)。
已经说明过,在一种卷绕传动带13的方法中,彼此相接触的滑轮12和弧状部分7a的外圆周面构成交错结构的一部分,因而采用“类似交错的方式”这一表达方式。“类似交错的方式”这一表达方式表示第一带状部分13a和第二带状部分13b以这样一种方式卷绕于滑轮12和弧状部分7a的外圆周面或一部分外圆周面上,即第一带状部分13a和第二带状部分13b在滑轮12与弧状部分7a的接触点处彼此相对(彼此错开)。因此,按照该实施例,虽然弧状部分7a形成于弧形鼓7的一部分上,但在弧形鼓7具有盘状结构的场合下,滑轮12和弧形鼓7的弧状部分7a的外圆周面也可构成交错结构。这样,类似交错结构的概念包括传动带以交错方式卷绕于滑轮12和弧状部分7a的外圆周面上的情况。
已经说明过,在该实施例中,第一定位装置13具有一通过传动带13将驱动力传递到弧状部分7a的机构。然而,本发明的旋转定位台1的第一定位装置3并不局限于此。因此,该机构可以构制成使驱动力通过滑轮12与弧状部分7a的摩擦力、而不是通过传动带13从滑轮12传递至弧状部分7a。在这种情况下,弧状部分7a的高度L形成为与滑轮12之间可获得一接触面的长度。
而且,第一定位装置3可具有这样一种结构,即象一钢琴方格一样设置与弧状部分7a相接触的第一滑轮和与第一滑轮相接触的第二滑轮,而不是通过传动带13,弧形鼓7是依靠第二滑轮转动、通过第一滑轮而转动的。
已经说明过,在该实施例中,由于超声电机17设置在微台14上,超声电机17也与微台14的微移一起微移。由于本发明的旋转定位台1的第一定位装置3没有包括超声电机17的概念,因而第一定位装置3并不一定局限于超声电机17设置在微台14上的结构。因此,第二定位装置4并不一定要使超声电机17微移,而可以仅具有使与弧状部分7a相接触的滑轮12微移的结构。
已经说明过,在该实施例中,低分辨率的超声电机17连接于滑轮12,而高分辨率的压电致动器16用于使微台14微移。然而,连接于滑轮12的电机并不局限于超声电机17。并且,使微台14微移的致动器并不局限于压电致动器16。因此,可以使用线性电机来代替压电致动器16。
接下来,作为一个实施例来说明图1和2所示的旋转定位台1被用于旋转座的场合。顺便提一下,关于旋转定位台1,弧形鼓7和滑轮12按以下方式构成。
弧状部分7a的外半径R2设定为60毫米。
中心角α设定为40度。
滑轮12的半径设定为12毫米。
旋转座31是用来进行检验机件5特性用的R/W测试的驱动装置,例如用于检验机件5的结构等。如图4和5中所示,该驱动装置具有一使旋转定位台1移动的载送台32、一支承盘片6而使机件5相对于盘片6定位的轴40。
在载送台32的上表面上设置一底板11。载送台32在一活塞缸支承板33上滑动,从而使旋转定位台1朝盘片6方向移动。
活塞缸支承板33固定于底座34的上表面上,并且容纳于底座34中的一活塞缸35固定于活塞缸支承板33的下表面上。从活塞缸35延伸出来的活塞36和载送台32与一连接件37相连。而且,在活塞缸支承板33上设置一用于检测载送台32的移动量的编码传感器38和一用于使载送台32停止滑动的止动件39。
轴40支承于底座34上而可旋转地支承盘片6。
下面将根据上述结构来说明旋转座31的操作。旋转座31通过伸出活塞36而使载送台32朝盘片6方向滑动。载送台32移动到一预定位置,从而使机件5定位于盘片6上的一预定位置。而后,旋转定位台1使旋转台2转动,以高速、高精度地将机件5定位于盘片6上的一预定位置。之后,在该预定位置对机件5进行测量。在进行测量时,旋转定位台1再次将机件5移动到下一测量点而使机件5定位。通过这种方式,机件5连续地被定位,并在盘片6上的多个测量点进行测量。
而且,本发明可以应用在制造机件的过程中。在制造机件的时候(该制造包括机件质量的检验工序),在某些情况下需要极微小的定位。例如,检验磁头的电磁转换特性就属于这种情况。在检验磁头的电磁转换特性的过程中,通过使磁头实际在硬盘上工作来进行检验,可以获得最接近实际的检验结果。
由于近年来磁记录密度越来越高,磁头在硬盘上的定位精度实际上可达到1纳米到5纳米的分子级水平。
这样,在硬盘上进行定位时,可以使用一种制造机件的方法,它包括:
将机件安装于一旋转台上的步骤,该旋转台可旋转地支承于一旋转轴上,并具有一相对于旋转轴而形成一弧形的弧状部分;
通过与弧状部分相接触的滑轮转动旋转台而使机件定位的第一定位步骤;
使滑轮沿接触点处的一切线方向微移而使机件定位的第二定位步骤;
在由第一定位步骤和第二定位步骤所限定的位置测定机件特性的特性测定步骤;以及
按照特性测定步骤的测定结果处理机件的处理步骤。
不用说,除了磁头以外,机件还可以是光磁头、各种传感器以及要求精密处理的精密装置。在采用这种制造方法时,还可以进行半导体装置的集成电路的三维精密加工。而且,该方法可应用于制造半导体装置时的照相平版印刷工艺。例如,该方法可用于加工掩膜,并用于使掩膜定位。
除了磁头,可以采用的机件的其它例子有,电磁转换元件、光磁头、压缩光盘(CD)和DVD的透镜。
而且,制造步骤中的处理法可以是性能分类,诸如磁头,也可以是机加工、抛光或其它物理和化学处理。并且,该处理法可以用于一种在显微镜下进行操作用的臂中,这种操作在人工授精时使用。
此外,该处理法可用于检验硬盘。例如,高精度地检验是否已写了伺服磁道、是否因磁道中的微小变化造成再现能力变差,就属于这种情况。
另外,这种定位可用于硬盘驱动器、光磁头本身等。也就是说,本发明可用于这些驱动装置中的磁头、光磁头等的磁道定位。
而且,本发明可应用于要求精密定位的各种检验装置。例如,本发明可应用于一种操作型隧道效应显微镜的探头的定位。将本发明应用于记录和再现装置,可实现具有极高记录密度、高访问速度的记录和再现装置。
顺便提一下,在这样一种方法中可实现精密定位,即第一定位步骤用一传动带来进行,该传动带以类似交错方式卷绕于弧状部分和滑轮上,使传动带的后表面沿滑轮的外圆周面延伸,而传动带的正面沿弧状部分的外圆周面延伸,旋转台通过滑轮的转动而转动。该方法的优点还在于,传动带因应力产生微小的变形,并且极小的几何误差被吸收。
这是因为,当滑轮沿切线方向转动时,滑轮和旋转台彼此不相接触。因此,假如传动带是刚性的,滑轮不能沿该方向移动。然而,实际上,传动带因应力产生微小变形,并且滑轮可沿该方向移动。也就是说,传动带因应力而微移,因而可确保滑轮和旋转台通过传动带的接触。从这一点看,因应力而有微小滞后的材料适合于用作传动带的材料。
此外,该定位方法可用于使电磁转换元件定位于记录媒介。而且,该定位方法可用于硬盘驱动器。该方法还可应用于光磁记录的光磁头。
由于本发明的第一和第二个方面与传统旋转台相比具有较强的机械刚性,因而旋转定位台中产生的机械振动可很快收敛。因此,其优点在于,稳定时间得以缩短,安装于旋转台上的机件可以高速地定位。而且,由于第一定位装置和第二定位装置由不同的致动器操作,因而可以将一高分辨率的致动器用于第二定位装置。因此,其优点在于,安装于旋转台上的机件可以高速、高精度地定位。
下面将结合其优点来描述本发明除可以通过实施例掌握的诸方面以外的各方面。
本发明第一到第四个方面的旋转定位台均包括检测旋转台转动角度的角度检测装置以及根据转动角度与目标值之间的偏差来控制第一定位装置和/或第二定位装置的驱动源的控制装置。
由于控制装置根据用角度检测装置检测到的转动角度与目标值之间的偏差来控制第一定位装置和/或第二定位装置的驱动源,因而其优点在于,除了本发明第一到第四个方面的优点之外,还可实现反馈控制,并可实现更高速、更高精度的定位。
Claims (18)
1.一种旋转定位台,它包括:
一旋转台,它可旋转地支承于一旋转轴上,并具有一相对于旋转轴而形成一弧形的弧状部分,该旋转台允许安装一机件;
第一定位装置,它具有一与弧状部分相接触的滑轮,用于通过滑轮转动旋转台而使机件定位;以及
第二定位装置,它通过使第一定位装置沿弧状部分与滑轮之间的接触点处的切线方向以直线状方式微移而使机件定位。
2.如权利要求1所述的旋转定位台,其特征在于,其弧形形成为从旋转轴到弧状部分的长度在25毫米到100毫米的范围内,中心角为40度或更大,滑轮的半径在5毫米到20毫米的范围内,而第二定位装置使第一定位装置以直线状方式在5微米或更小的范围内移动。
3.如权利要求1所述的旋转定位台,其特征在于,旋转台形成为使从旋转轴到弧状部分的长度与滑轮半径之比在1∶1到10∶1的范围内。
4.如权利要求2所述的旋转定位台,其特征在于,旋转台形成为使从旋转轴到弧状部分的长度与滑轮半径之比在1∶1到10∶1的范围内。
5.如权利要求1到4的任一项所述的旋转定位台,其特征在于,第一定位装置具有一传动带,它以类似交错方式卷绕于弧状部分和滑轮上,使传动带的后表面沿滑轮的外圆周面延伸,传动带的正面沿弧状部分的外圆周面延伸,传动带通过滑轮转动而使旋转台转动。
6.一种制造机件的方法,它包括:
将机件安装于一旋转台上的步骤,该旋转台可旋转地支承于一旋转轴上,并具有一相对于旋转轴而形成一弧形的弧状部分;
通过与弧状部分相接触的滑轮转动旋转台而使机件定位的第一定位步骤;
使滑轮沿接触点处的一切线方向微移而使机件定位的第二定位步骤;
在由第一定位步骤和第二定位步骤所限定的位置测定机件特性的特性测定步骤;以及
按照特性测定步骤的测定结果处理机件的处理步骤。
7.如权利要求6所述的制造机件的方法,其特征在于,该机件是电磁转换元件。
8.如权利要求6所述的制造机件的方法,其特征在于,该机件是硬盘驱动器的磁头,该定位是相对于磁记录-再现硬盘的定位。
9.如权利要求6所述的制造机件的方法,其特征在于,该机件是硬盘驱动器的磁头,该定位是相对于磁记录-再现硬盘的定位,该测定是对电磁转换特性的测定,该处理步骤是按照测定结果对磁头的性能分类。
10.一种制造硬盘的方法,它包括:
将磁头安装于一旋转台上的步骤,该旋转台可旋转地支承于一旋转轴上,并具有一相对于旋转轴而形成一弧形的弧状部分;
通过与弧状部分相接触的滑轮转动旋转台而使磁头定位于硬盘的第一定位步骤;
使滑轮沿接触点处的一切线方向微移而使磁头定位于硬盘的第二定位步骤;
在由第一定位步骤和第二定位步骤所限定的磁头位置测定硬盘特性的特性测定步骤;以及
按照特性测定步骤的测定结果处理硬盘的处理步骤。
11.如权利要求10所述的制造硬盘的方法,其特征在于,该处理是对硬盘的性能分类。
12.如权利要求6所述的制造机件的方法,其特征在于,第一定位步骤通过一传动带来进行,该传动带以类似交错的方式卷绕于弧状部分和滑轮上,使传动带的后表面沿滑轮的外圆周面延伸,而传动带的正面沿弧状部分的外圆周面延伸,该传动带通过滑轮转动而转动旋转台。
13.如权利要求10所述的制造硬盘的方法,其特征在于,第一定位步骤通过一传动带来进行,该传动带以类似交错的方式卷绕于弧状部分和滑轮上,使传动带的后表面沿滑轮的外圆周面延伸,而传动带的正面沿弧状部分的外圆周面延伸,该传动带通过滑轮转动而转动旋转台。
14.一种用于使安装于旋转台上的电磁转换元件相对于记录媒介定位的方法,该旋转台可旋转地支承于旋转轴上,并具有一相对于旋转轴形成弧形的弧状部分,该方法包括:
通过与弧状部分相接触的滑轮转动旋转台而使机件定位的第一定位步骤;
通过使滑轮沿接触点处的一切线方向微移而使机件定位的第二定位步骤。
15.一种磁记录-再现硬盘驱动装置,它包括:
一电磁转换元件,它可旋转地支承于一旋转轴上,并具有一相对于旋转轴而形成一弧形的弧状部分;
第一定位装置,它通过使与弧状部分接触的滑轮而转动旋转台,从而使电磁转换元件定位于磁记录-再现硬盘上;以及
第二定位装置,它通过使滑轮沿接触点处的一切线方向微移而使电磁转换元件定位于磁记录-再现硬盘上。
16.一种光磁记录-再现驱动装置,它包括:
一光磁头,它可旋转地支承于一旋转轴上,并安装于旋转台上,该旋转台具有一相对于旋转轴而形成一弧形的弧状部分;
第一定位装置,它通过使与弧状部分接触的滑轮而转动旋转台,从而使光磁头定位于光磁记录-再现盘上;以及
第二定位装置,它通过使滑轮沿接触点处的一切线方向微移而使光磁头定位于光磁记录-再现盘上。
17.如权利要求14所述的使电磁转换元件定位的方法,其特征在于,第一定位步骤是一个利用一传动带借滑轮转动而转动旋转台的步骤,该传动带以类似交错的方式卷绕于弧状部分和滑轮上,使该传动带的后表面沿滑轮的外圆周表面延伸,而传动带的正面沿弧状部分的外圆周面延伸。
18.如权利要求15所述的硬盘驱动装置,其特征在于,第一定位步骤包括一通过使滑轮转动而转动旋转台的传动带,该传动带以类似交错的方式卷绕于弧状部分和滑轮上,使该传动带的后表面沿滑轮的外圆周表面延伸,而传动带的正面沿弧状部分的外圆周面延伸。
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