專利名稱：套管錐角測量系統(tǒng)的制作方法
背景領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及物體的計量，尤其涉及測量諸如可在磁盤驅(qū)動器內(nèi)使用的錐形套管的空腔等空腔的角度和特性。
相關(guān)技術(shù)描述磁盤驅(qū)動器用于磁性存儲信息。在磁盤驅(qū)動器中，磁盤以高速旋轉(zhuǎn)并且換能頭在磁盤表面上“掠過”。該換能頭通過對盤片施加磁場而在磁盤表面上記錄信息。通過檢測磁盤表面的磁化強度，使用該換能頭來讀回信息。換能頭在磁盤表面上徑向移動從而能夠讀回不同的數(shù)據(jù)磁道。
這些年來，介質(zhì)的存儲密度趨向于增加而存儲系統(tǒng)的尺寸則趨向于減小。這一趨勢就需要更高精度，更高的精度則導(dǎo)致用于磁盤驅(qū)動器的部件的容差更小。而實現(xiàn)部件容差的減小就需要用于表征和參數(shù)化這些部件的計量系統(tǒng)精度的增加。測量物體的角度是計量的一個方面，而測量錐形空腔的角度則是某些磁盤驅(qū)動器設(shè)計所感興趣的方面。
計量系統(tǒng)可以包括使用需要與工件相接觸的技術(shù)的系統(tǒng)以及無需接觸工件就能獲取計量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。通常情況下無接觸系統(tǒng)比接觸系統(tǒng)更為精確，但也更為昂貴?；诮佑|的系統(tǒng)會劃傷工件。需要的是一種例如可以在磁盤驅(qū)動器部件的計量中使用的低成本、準確的并且可重復(fù)的計量系統(tǒng)。
概述在一個示例性方面，一種基于接觸的計量系統(tǒng)包括其尺寸能夠夾住工件的夾具，以及其尺寸能夠切合該工件的至少一部分的第一物體。該系統(tǒng)還包括安裝第一物體的第一結(jié)構(gòu)，以使第一物體能夠沿著該第一物體的起始位置和結(jié)束位置之間的路徑移動。該第一物體在結(jié)束位置上切合工件的至少一部分。該系統(tǒng)還包括第一傳感器，該第一傳感器被放置成感測第一物體沿著起始位置和結(jié)束位置之間的路徑行進的距離并生成指示這一距離的信號。
在一個示例性方面，一種基于接觸的計量方法包括相對地定位工件和第一物體，使得第一物體在沿著用于該第一物體的路徑行進時可以切合工件；沿著用于該第一物體的路徑移動第一物體；以及之后在第一物體與工件切合時確定第一物體的位置。該方法還包括將工件與第二物體相對地定位，以使第二物體在沿用于該第二物體的路徑行進時可以切合工件；沿著用于該第二物體的路徑移動第二物體；以及在第二物體與工件切合時確定第二物體的位置。該方法還包括基于第一物體和第二物體的位置確定工件的特性。
在一個示例性方面，一種基于接觸的計量系統(tǒng)包括用于支承套管錐體從而能到達該套管錐體的內(nèi)腔的載物臺，以及具有第一尺寸的第一物體和具有第二尺寸的第二物體。第一物體和第二物體中的每一個都耦合至一個或多個支承件，這些支承件可移動地放置第一物體和第二物體中的每一個以接觸該套管錐體內(nèi)腔的表面。該系統(tǒng)還包括可操作地與一個或多個支承件接口的傳感器設(shè)備。該傳感器設(shè)備用于基于一個或多個支承件各自的位置來確定第一物體和第二物體在內(nèi)腔中的位置。該系統(tǒng)還包括用于基于第一物體和第二物體在內(nèi)腔中的位置來推導(dǎo)出內(nèi)腔表面的錐角。在此處討論的任何方面或示例中，第一和第二物體可以是球體的一部分、整個球體或其他任何合適的幾何形狀。在涉及套管錐體工件計量的某些方面，可以測量錐體的質(zhì)量和錐體的錐角。
附圖簡述為了更完全地理解在此公開的各方面和示例，將在隨后的描述中對附圖做出參考。


圖1示出了具有錐形空腔的流體動力軸承的局部剖視圖；圖2示出了二球錐角測量技術(shù)的概念；圖3A至3C示出了實現(xiàn)二球錐體技術(shù)的示例性系統(tǒng)的示意圖，并且連續(xù)地示出了該示例性系統(tǒng)從裝載到測量的操作；圖4示出了該示例性系統(tǒng)的立體圖；圖5示出了該系統(tǒng)的載物臺部件以及與該載物臺部件相耦合的夾具；以及圖6示出了系統(tǒng)操作中的示例性方法步驟。
詳細描述隨后呈現(xiàn)的描述能夠讓本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員做出并使用本發(fā)明的各方面。對特定材料、技術(shù)和應(yīng)用的描述僅作為示例提供。對在此描述的示例的各種修改對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的，并且在此定義的一般原理可以適用于其他的示例和應(yīng)用而不背離本發(fā)明的精神和范圍。例如，各方面和示例可用于各種計量應(yīng)用，包括在磁盤存儲驅(qū)動器內(nèi)使用的電動機部件的計量。可以設(shè)計并以多種方式操作利用在此公開的各方面的計量設(shè)備。在此提供的示例性裝置和系統(tǒng)用于示例各方面，而非旨在限制在其中可以應(yīng)用各示例和方面的計量裝置和系統(tǒng)的范圍。
圖1示出了磁盤驅(qū)動器電動機部分的橫截面。該部分包括支承磁盤12的軸轂10。在操作中，軸轂10圍繞固定軸14旋轉(zhuǎn)。固定軸14包括上軸承錐體16和下軸承錐體18。上軸承錐體16的外表面34與相對的上錐形軸承套管28形成上流體動力軸承區(qū)20。下軸承錐體18的外表面32與相對的下錐形軸承套管30形成下流體動力軸承區(qū)24。為了正常操作，在每個軸承錐體16和18與它們各自的相對錐形軸承套管28和30之間應(yīng)該存在工程設(shè)計配合。
該工程設(shè)計配合的一個方面是錐形軸承套管28和30逐漸變細的角度。為了持續(xù)增加磁盤驅(qū)動器的性能，就必須更多地控制錐形軸承套管28和30逐漸變細的角度，例如控制在0.01度內(nèi)或是優(yōu)于工程設(shè)計規(guī)范。而確定錐形軸承套管28和30是否在0.01度的規(guī)范內(nèi)則需要一種精確且可重復(fù)的計量設(shè)備和方法。由于磁盤驅(qū)動器生產(chǎn)中所考慮的另一因素是成本，因此計量設(shè)備的成本應(yīng)該較低。成本可以包括諸如該計量系統(tǒng)是否會損傷被測工件以及測量完成的速度之類的因素。圖2至圖6示出了能夠增進這些目標的系統(tǒng)和方法。
圖2示出了用于導(dǎo)出錐形空腔208(如橫截面所示)的角度2Θ 214的概念性方法，其中錐形空腔208例如可存在于錐形軸承套管中。將直徑已知(或可確定)的第一球體212插入到第一錐形空腔208中。測量與第一球體212的定位相關(guān)聯(lián)的第一高度204。該測量可以相對于基準202來進行。隨后可從錐形空腔208中移除第一球體212。將第二球體210插入到第一錐形空腔208中。測量與第二球體210的定位相關(guān)聯(lián)的第二高度206；第二高度也可以相對于基準202來測量。在獲取第一高度204和第二高度206之后，通過應(yīng)用下式就能計算等于角度2Θ 214一半的角度，該公式中的R1、H1、R2和H2分別指的是第一球體212和第二球體210的半徑以及第一高度204和第二高度206。
θ=asin[R1-R2(H2-H1)-(R1-R2)]-1]]>圖3A至3C示出了實現(xiàn)上述套管錐角測量策略的示例性計量系統(tǒng)300的各示意性方面。在示出這些方面時，對計量系統(tǒng)300部件內(nèi)的不精確性和不可重復(fù)性的來源做出參考。這些部件的不精確性和不可重復(fù)性來源組合成對計量系統(tǒng)精確性和可重復(fù)性的完整測量，通?？煞Q之為量規(guī)可重復(fù)性和可再現(xiàn)性(GRR)。這些參考作為示例而非限制；由在此呈現(xiàn)的各方面創(chuàng)建和操作的其他計量系統(tǒng)可以具有更少或更多的不精確性和不可重復(fù)性的來源。
通常情況下，更低的GRR與更高的GRR相比表示更為穩(wěn)定的計量設(shè)備。GRR具有兩個主要成分，可重復(fù)性和可再現(xiàn)性?？芍貜?fù)性是相同量規(guī)在由相同操作人員多次使用期間提供一致測量的能力，而可再現(xiàn)性是量規(guī)無論操作人員是誰都給出一致測量的能力。GRR通常是對零件的總可用工程容限的可變性百分比的測量。對于任何給定的系統(tǒng)，可以選定目標最大GRR，并且可以選擇或修改各種參數(shù)以避免超過該GRR。
計量系統(tǒng)300包括由花崗巖或其他有助于將計量系統(tǒng)300的靈敏部件與周圍環(huán)境的振動或其他擾動隔離的材料制成的支承基座303。載物臺導(dǎo)軌302放置在支承基座303上。載物臺導(dǎo)軌302提供了載物臺304可在其上如移動箭頭305所示那樣移動的軌道。夾具334放置在載物臺304上，而工件332則被安置在夾具334內(nèi)。在此將進一步描述夾具334的各方面。在示例性的方面中，工件332是套管錐體。將套管錐體放置在夾具334中，從而如圖3A至3C中的截面圖所示能夠到達套管錐體的空腔338。工件332的外表面部分可以是任何形狀，例如，該外部分可以是圓柱形并且無需是漸細的錐形。夾具334適用于適應(yīng)工件332的這些變化。
計量系統(tǒng)300的其它部件包括由柱塞328耦合至把信息輸出給數(shù)據(jù)采集邏輯322的第一量規(guī)314的第一球體308。第一球體308是示例性的，并且也可使用其他形狀；例如，還可以如在此進一步描述的那樣使用半球體。由第一量規(guī)314輸出的信息可包括描述柱塞328的伸長量的信息。這一伸長量又可用作第一球體308在工件332內(nèi)的位置的標記?？梢杂^察該位置標記或者可根據(jù)圖2示出的概念將其解釋為第一球體308相對于一基準的高度。
計量系統(tǒng)300還包括由第二柱塞326耦合至第二量規(guī)312的第二球體310。第二量規(guī)312也輸出可含有描述第二柱塞326的伸長量的信息的信息。這一伸長量又可用作第二球體308在工件332內(nèi)的位置的標記。可以觀察該位置標記或可將其解釋為第二柱塞326相對于該基準的高度信息。伸長量可以被發(fā)送給數(shù)據(jù)采集邏輯322。其他的示例可包括伸長信息的任何預(yù)處理量。在其他方面，可以使用除柱塞以外的其他方法來伸長和縮進第一球體308和第二球體310，諸如可以使用旋轉(zhuǎn)臂。
數(shù)據(jù)采集邏輯進而與中央處理單元318通信。中央處理單元318與量規(guī)控制器320接口，該量規(guī)控制器320控制如下將討論的第一量規(guī)314和第二量規(guī)312的各方面。中央處理單元318還與載物臺控制器316接口。載物臺控制器316與載物臺導(dǎo)軌302接口并控制載物臺304的移動和定位。在圖3B至3C中還將進一步示出計量系統(tǒng)300的各方面。
圖3A示出載物臺304在由移動箭頭305指示的示例性方向上移動，并且該移動是由中央處理單元318通過載物臺控制器316控制載物臺而啟動的。圖3B示出了載物臺304根據(jù)來自中央處理單元318的指示將工件332基本定位在第一球體308之下。此外，中央處理單元318還引導(dǎo)第一量規(guī)314伸長第一柱塞328以使得第一球體308接觸工件332?；诘谝恢?28的伸長量，就可確定第一球體308在該工件內(nèi)的位置的標記。這一標記可以包括(或者可以被表示為)第一球體308相對于一基準的高度。
圖3C示出了第一球體308已收回并且載物臺304已將工件332移至基本位于第二球體310之下。圖3C還示出了第二量規(guī)312已伸長第二柱塞326，使得第二球體310接觸工件332。如上所述，這些動作可由中央處理單元318將命令或其他信息提供給量規(guī)控制器320和載物臺控制器316來啟動。基于第二柱塞326的伸長量，就可確定第二球體310在該工件內(nèi)的位置的標記。這一標記可以包括(或者可以被表示為)第二球體310相對于一基準的高度。
量規(guī)314和312可以包括用于確定第一和第二柱塞328和326的伸長量的傳感器。例如，這些傳感器可以包括干涉度量傳感器和相關(guān)聯(lián)的支承設(shè)備?？梢允褂玫氖纠粤恳?guī)包括Heidenhain Metrol287量規(guī)。
在示例性方面中，載物臺控制器316和柱塞控制器320至少部分氣動地分別與載物臺304以及第一和第二量規(guī)314和312接口。例如，第一和第二量規(guī)314和312各自都可包括通過氣動控制線與柱塞控制器320接口的柱塞控制。通過經(jīng)由氣動控制線施加氣壓，柱塞控制器320就可啟動第一和第二柱塞328和326的伸長。
通過對這些氣動控制線施加真空，柱塞控制器320也可以減慢第一和第二柱塞328和326的伸長并收回它們。收回和減速也可由與柱塞控制相關(guān)聯(lián)的彈簧機構(gòu)所啟動。第一和第二柱塞328和326伸長的速率受到控制以免損壞工件332。減慢第一和第二柱塞328和326的伸長的定時可以受到控制以允許快速伸長，并在接觸工件332之前減速?？梢曰谥?28和326以及第一和第二球體308和310的重量來選擇壓力大小(真空或大于周圍環(huán)境)和/或氣體體積。
在一般的意義上，在圖3A至3C中所描述的各方面包括其尺寸能夠夾住工件(例如，工件332)的夾具334以及其尺寸至少符合作為計量對象的工件的一部分的第一物體(例如，第一球體308)。這一符合的性質(zhì)可以依據(jù)經(jīng)受計量的工件的部分的特性以及第一物體的特性(包括各自的尺寸和形狀)而變化。
同樣地，第一柱塞328是用于安裝第一對象以使第一對象能沿著一路徑移動，從而與工件332接觸的結(jié)構(gòu)部分的一個示例。各計量之間使用的這一路徑無需具有完全相同的起始點或結(jié)束點，但卻期望該路徑能夠?qū)е屡c工件332的接觸。可以基于對該結(jié)構(gòu)部分的安排來預(yù)先確定這一路徑。
類似地，通?？梢詫⒅刂破?20看作是用于安裝第一對象的結(jié)構(gòu)部分的位置控制器。于是就可具備用于第一物體結(jié)構(gòu)部分和第二物體結(jié)構(gòu)部分的單獨的位置控制器。每個位置控制器的功能性和/或功能部分也可以是分布式的。例如，可以在該結(jié)構(gòu)部分附近包括氣動閥、電動機或其他致動器，用于控制該閥的電路可以位于單獨的位置上，并且用于控制該電路的計算邏輯還可以位于另外的位置上。
一旦接觸，第一物體就在由第一物體和工件的尺寸和形狀之間的交互所確定的工件位置處與該工件相切合。第一量規(guī)314是可被看作是用于感測第一物體沿著該路徑行進的距離并生成指示該距離的信號的傳感器的示例。
同樣地，可以通過提供機械控制(例如，閥門、定時、凸輪、齒輪以及在構(gòu)造機械裝置時有用的其他設(shè)備)和電子控制之間、通用處理器上運行的軟件控制與在ASIC、FPGA或其他合適的邏輯實現(xiàn)上實現(xiàn)的專用硬件之間的各種劃分的各種方式中的任意種來實現(xiàn)控制相關(guān)方面和相關(guān)聯(lián)的裝置，諸如載物臺控制器316、數(shù)據(jù)采集邏輯322、柱塞控制器320、控制系統(tǒng)250等等。還可以類似地概括與第二球體310、第二柱塞326、第二量規(guī)212等相關(guān)的各個方面。
圖4示出了計量系統(tǒng)300的一個示例性實現(xiàn)的立體圖?；?03支承載物臺導(dǎo)軌302。載物臺導(dǎo)軌302包括第一軌道402、第二軌道404和頂部406。載物臺304與在該載物臺304沿著載物臺導(dǎo)軌302移動時為其提供引導(dǎo)的第一軌道402和第二軌道404相接。載物臺304還緊貼頂部406，期望其有助于減少置于夾具334內(nèi)的工件332與量規(guī)314、312之間的距離的變化。通過減少變化，期望增加載物臺的精確性和可重復(fù)性，這是因為能減少由于這一變化而引起的柱塞328和326伸長量的改變，從而就能降低測量誤差和各測量之間的變化。
載物臺304可以是定位誤差相對較小并帶有能提供近似勻速的運動控制系統(tǒng)的空氣軸承載物臺?？諝廨S承載物臺還有助于降低誤差，這是因為它們往往將載荷分布在很大的表面積上并且通常具有良好的剛度，這是較重或偏移裝載時所期望的。同樣地，空氣軸承載物臺的空氣軸承具有固有平均效應(yīng)，該固有平均效應(yīng)通過填充小的表面空隙和其他不規(guī)則形狀有助于降低誤差，而這被認為能夠提供更好的間距、軋輥、偏轉(zhuǎn)以及直線性和平坦性規(guī)范。一個示例性的空氣軸承載物臺是由Aerotech制造的ABL 1000(FiberGlide 1000)。
圖5提供了計量系統(tǒng)300的部分的俯視圖。基座303仍舊支承載物臺304能在其上移動的載物臺導(dǎo)軌302。夾具334被示為放置在順應(yīng)性邊界(compliancyboundary)506內(nèi)的環(huán)。順應(yīng)性邊界506限定了在由作為每一接觸工件332的第一球體308或第二球體310向(在圖3A至圖3C中由夾具334夾住的)工件332施力的情況下夾具334可以在其上移動的表面。這一表面可以是鋼制的，并且還可以被進一步拋光至相對平滑。在本示例中，工件332包括錐形空腔。雖然載物臺304在第一球體308和第二球體310的每個球體下都與錐形空腔的底部近似對齊，但仍然會有一定程度的不對齊，并且第一球體308和第二球體310起初均可在可能不是每一球體能夠在錐形空腔內(nèi)到達的最低點的點處接觸工件332。
讓第一球體308和第二球體310盡可能低地伸入工件332的錐形空腔就能夠提高錐角測量的精確性。因此，使夾具334能夠移動允許對未對齊的情況進行校正，這是因為第一球體308和第二球體310當靜止在工件332上時往往會水平(以及垂直)施加某一力。通過提供一個具有低到足以允許夾具334在該水平力作用下移動的摩擦系數(shù)的界面(例如，在圖5中面向夾具334底部的順應(yīng)性邊界506的表面之間的界面)，工件332就能找到錐形空腔內(nèi)的更低位置。
計量系統(tǒng)300中影響可允許的最大近似摩擦系數(shù)的各個方面包括球體/柱塞組合對工件的垂直力、球體/工件界面處的摩擦力、以及球體和工件之間的接觸角。在一個示例中，工件332是鋼制的，而由順應(yīng)性邊界506所限定的表面則由藍寶石制成。金屬-藍寶石表面的摩擦系數(shù)約為0.1至0.15。在另一個示例中，工件332受到其底部靜止在由順應(yīng)性邊界506所限定的鋼制表面上的藍寶石環(huán)(例如，夾具334)的支承。在這一示例中，藍寶石環(huán)沿鋼制表面滑移?？梢詾椴煌墓ぜx擇不同尺寸的環(huán)。也可以使用除了環(huán)之外的其他形狀；例如可以使用盤或塊。作為又一個示例，一形狀的內(nèi)部可以是環(huán)形，但是外部可以是諸如方形或六邊形之類的任何其他形狀。
于是，在此描述的順應(yīng)性方面包括選擇材料以提供帶有近似較低摩擦系數(shù)的界面，其中該界面是在工件和支承件之間(例如，順應(yīng)性邊界506的表面)或在容納該工件的主體(例如，夾具334的環(huán)示例)和支承件之間。當然，也可以對這些順應(yīng)性方面進行組合或修改。還可以在其他方面構(gòu)想實現(xiàn)順應(yīng)性的其他方法。例如，可以對用于支承第一和第二球體的機構(gòu)增加順應(yīng)性。
以上呈現(xiàn)的各個示例和方面為了易于描述使用了球體作為接觸工件332的物體。在其他方面，可以使用具有其他形狀的各種物體中的任一種。例如，除了球體之外還可以使用半球體和盤。其他方面還可以使用具有一幾何形狀的任何物體，通過該幾何形狀可以結(jié)合錐形套管內(nèi)尺寸不同的物體的位置使用該錐形套管內(nèi)的物體位置來計算某一特性，諸如該錐形套管內(nèi)的表面的錐角。其他的特性可以包括錐角質(zhì)量。
圖6呈現(xiàn)了一個示例性的計量方法600(參考圖3A至3C描述)。在602處，將工件332載入夾具334。在604處，載物臺304移至近似位于第一球體308之下以獲取第一測量值。在606處，釋放第一球體308以接觸工件332。在608處，減緩第一球體308的速度。當?shù)谝磺蝮w308開始接觸工件332時，工件332可以通過在低摩擦表面(例如，順應(yīng)性邊界506的表面)上滑動而移動，或者可使用諸如夾具334等的低摩擦支承件在表面上滑動。在610處，測量第一柱塞328的伸長量并將其用作第一球體308在工件332內(nèi)的位置的標記(例如，該標記如前所述可以包括第一球體308相對于一基準的高度)。在612處，收回第一球體308，而在614處，將載物臺304移至基本位于第二球體310之下，并且在616處釋放第二球體310。在618處，減緩第二球體310的速度。在620處，測量第二柱塞326的伸長量并將其用作第二球體310在工件332內(nèi)的位置的標記。在622處，收回第二球體310。在624處，基于第一球體308和第二球體310各自在工件332內(nèi)的位置的標記來計算一特性，諸如示例性工件332的錐形空腔的錐角。
有助于改進精確性和可重復(fù)性的其他方面有為了多次計量循環(huán)使第一和第二球體308、310在各的相對方位處接觸工件332的表面。例如，可以在一個循環(huán)完成之后將第一和第二球體308和310中的每一個旋轉(zhuǎn)通過一完整回轉(zhuǎn)的某個部分。隨后可以開始另一個循環(huán)。因為第一和第二球體308和310中的每一個都已旋轉(zhuǎn)通過一回轉(zhuǎn)的一部分，所以第一和第二球體308和310各自將在與其先前不同的相對方位處接觸工件332的表面。在第一球體308和第二球體310以及工件332表面中的一個或多個中存在某些缺陷的情況下，以這種方式旋轉(zhuǎn)有助于平均測量值，以使得這些缺陷對精確性和可重復(fù)性的影響最小。也可以旋轉(zhuǎn)工件332以達到類似的效果。
該描述是示例性的，并且對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的是各種修改和變化都是可能的。例如，在此描述的各種示例性方法和系統(tǒng)可以單獨使用，或者與各種其他的計量系統(tǒng)、包括程序代碼、數(shù)據(jù)收集、收集可視化技術(shù)等等在內(nèi)的控制機制結(jié)合使用。還可為各方法添加各種其它步驟，包括旋轉(zhuǎn)工件以獲取不同方位處的測量值從而提高精確性或者可用于估計其他的工件特性。此外，還討論了特定的示例并且考慮了這些示例是如何解決現(xiàn)有技術(shù)的某些缺點。盡管如此，這些討論并不旨在將各示例限于實際改進或解決各缺點的方法和/或系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種基于接觸的計量系統(tǒng)，包括夾具，其尺寸能夠夾住工件；第一物體，其尺寸能夠切合所述工件的至少一部分；安裝所述第一物體的第一結(jié)構(gòu)，所述安裝使所述第一物體能夠沿著所述第一物體的起始位置和結(jié)束位置之間的路徑移動，所述第一物體在所述結(jié)束位置上切合所述工件的至少一部分；以及第一傳感器，所述第一傳感器被放置成感測所述第一物體沿著在所述起始位置和結(jié)束位置之間的所述路徑行進的距離并生成指示這一距離的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的計量系統(tǒng)，其特征在于所述第一結(jié)構(gòu)包括第一柱塞，所述第一物體包括一通常呈球形的部分，而所述第一傳感器感測所述第一柱塞的伸長量以感測由所述第一物體沿著所述預(yù)定路徑行進的距離。
3.如權(quán)利要求1所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二物體，其尺寸能夠切合所述工件的至少一部分；安裝所述第二物體的第二結(jié)構(gòu)，所述安裝使所述第二物體能夠沿所述第二物體的起始位置和結(jié)束位置之間的路徑移動，所述第二物體在所述結(jié)束位置上切合所述工件的至少一部分；第二傳感器，所述第二傳感器被放置成感測所述第二物體沿著所述第二物體的起始位置和結(jié)束位置之間的所述路徑行進的距離并生成指示這一距離的信號；以及計算邏輯，所述計算邏輯用于在所述第一物體和所述第二物體的每一個都切合所述工件時確定所述第一物體和所述第二物體各自的位置的標記。
4.如權(quán)利要求3所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于支承所述夾具的載物臺，所述載物臺可以相對所述第一物體和所述第二物體平移，以允許所述第一物體和所述第二物體的每一個在所述第一物體和所述第二物體各自的結(jié)束位置處交替地與所述工件相切合。
5.如權(quán)利要求3所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制邏輯，所述控制邏輯與用于所述第一結(jié)構(gòu)的位置控制器以及用于所述第二結(jié)構(gòu)的位置控制器對接，所述控制邏輯可用于啟動所述第一物體和所述第二物體沿著各自路徑的移動。
6.如權(quán)利要求5所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制邏輯還可用于在感測了由所述第一物體和所述第二物體行進的各自距離之后啟動所述第一柱塞和所述第二柱塞的收回。
7.如權(quán)利要求1所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制邏輯至少部分氣動地與用于所述第一結(jié)構(gòu)的位置控制器和用于所述第二結(jié)構(gòu)的位置控制器對接。
8.如權(quán)利要求5所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制邏輯能夠通過經(jīng)由將所述控制邏輯與所述第一位置控制器對接的氣動控制線所施加真空在所述第一物體和所述工件之間發(fā)生接觸之前減慢所述第一物體的移動。
9.如權(quán)利要求1所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述工件可以響應(yīng)于所述第一物體的接觸而相對于所述第一物體移動，在一方向上的所述移動通常橫穿所述第一物體沿著用于所述第一物體的路徑行進的方向。
10.如權(quán)利要求1所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，還包括允許所述夾具相對于支承所述夾具的結(jié)構(gòu)移動的順應(yīng)性構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求10所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述順應(yīng)性構(gòu)件包括與支承所述夾具的所述結(jié)構(gòu)的鋼制部分相接的所述夾具的藍寶石部分。
12.如權(quán)利要求3所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一物體和所述第二物體的位置的標記包括相對于一基準描述的所述第一物體和所述第二物體各自的高度。
13.如權(quán)利要求3所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述工件是套管錐體，并且還包括計算邏輯，所述計算邏輯用于根據(jù)所述第一物體和所述第二物體各自的位置的標記計算所述套管錐體的角度。
14.一種基于接觸的計量方法，包括相對地定位工件和第一物體，所述定位使得所述第一物體在沿著用于所述第一物體的路徑行進時可以切合所述工件；沿著用于所述第一物體的所述路徑移動所述第一物體；當所述第一物體與所述工件切合時確定所述第一物體的位置；將所述工件與第二物體相對地定位，所述定位使得所述第二物體在沿著用于所述第二物體的路徑行進時可以切合所述工件；沿著用于所述第二物體的所述路徑移動所述第二物體；當所述第二物體與所述工件切合時確定所述第二物體的位置；以及基于所述第一物體和所述第二物體的位置確定所述工件的特性。
15.如權(quán)利要求14所述的計量方法，其特征在于確定所述第一物體的位置包括確定所述第一物體相對于一基準的高度，確定所述第二物體的位置包括確定所述第二物體相對于一基準的高度，以及所確定的工件特性包括由所述工件限定的錐形空腔的錐角。
16.如權(quán)利要求14所述的計量方法，其特征在于移動所述第一物體包括伸長與所述第一物體相耦合的第一柱塞，以及移動所述第二物體包括伸長與所述第二物體相耦合的第二柱塞。
17.如權(quán)利要求14所述的計量方法，其特征在于，移動所述第一物體包括在所述第一物體接觸所述工件之前減速所述第一物體。
18.如權(quán)利要求14所述的計量方法，其特征在于，移動所述第一物體包括通過由控制邏輯向支承所述第一物體的結(jié)構(gòu)的控制器施加氣壓來啟動移動，以及通過向所述控制器施加真空來減速所述第一物體。
19.一種用于形成磁盤驅(qū)動器電動機的方法，包括如權(quán)利要求14所述的計量方法，并且還包括確定所述工件的特性在一規(guī)范內(nèi)，并且如果所述特性在所述規(guī)范內(nèi)，則在所述電動機內(nèi)定位所述工件。
20.一種基于接觸的計量系統(tǒng)，包括載物臺，用于支承套管錐體從而能到達所述套管錐體的內(nèi)腔；具有第一尺寸的第一物體和具有第二尺寸的第二物體，所述第一物體和所述第二物體的每一個都耦合至一個或多個支承件，所述支承件用于可移動地放置所述第一物體和所述第二物體中的每一個以接觸所述套管錐體內(nèi)腔的表面；可操作地與所述一個或多個支承件對接的傳感器設(shè)備，所述傳感器設(shè)備用于基于所述一個或多個支承件的各自位置確定所述第一物體和所述第二物體在所述內(nèi)腔中的位置；以及計算邏輯，所述計算邏輯用于基于所述第一物體和所述第二物體在所述內(nèi)腔中的位置推導(dǎo)出所述內(nèi)腔表面的錐角。
全文摘要
介紹了一種套管錐角測量系統(tǒng)。用于可重復(fù)并精確測量諸如由工件限定的錐形空腔的錐角等工件特性的示例可以包括具有能以可預(yù)測且可重復(fù)的增量移動的載物臺，以及順應(yīng)性夾具。順應(yīng)性構(gòu)件可以是藍寶石與金屬的界面。這些示例還可包括諸如伸長主體或臂等機制，用于在錐形空腔內(nèi)交替放置具有第一尺寸的第一物體和具有第二尺寸的第二物體。示例可以使用球形物體或其部分。系統(tǒng)還包括用于確定第一和第二物體在該錐形空腔內(nèi)的位置的至少一個傳感器，以及用于基于第一物體和第二物體在該錐形空腔內(nèi)的位置確定諸如錐角之類的特性的邏輯。
文檔編號G11B33/00GK101013032SQ20061017324
公開日2007年8月8日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者A·V·梅索爾, S·G·岡薩雷斯 申請人:希捷科技有限公司