專利名稱：磁性記錄頭制造過(guò)程中條桿的多點(diǎn)彎曲的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般地涉及用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用場(chǎng)合的磁阻(MR)及感應(yīng)式記錄傳感器或換能器的制造。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于在制造過(guò)程、尤其是在研磨過(guò)程中對(duì)一在多點(diǎn)處承載多個(gè)滑動(dòng)體的條桿進(jìn)行彎曲的方法和裝置。
在用于磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用場(chǎng)合的磁性頭的制造過(guò)程中，系通過(guò)在共同基底的一表面進(jìn)行多層沉積在該基底(也稱晶片)上制造一包括有多個(gè)換能器的結(jié)構(gòu)。該包括有多個(gè)換能器的結(jié)構(gòu)系采用例如光刻工藝與各種蝕刻及清除工藝結(jié)合而形成圖案。然后對(duì)該完工的基底或晶片進(jìn)行光學(xué)和/或電氣方面的檢查并其后切割成較小的結(jié)構(gòu)，典型地為多個(gè)條桿即多排傳感器。接著對(duì)各排或各換能器條桿進(jìn)行加工或“研磨”以得到所需的尺寸。(研磨為一種材料去除工藝，下面將具體描述。)對(duì)于MR換能器。該尺寸有時(shí)指條片高度(SH)，而對(duì)于感應(yīng)式換能器，該尺寸有時(shí)指喉部高度(TH)。往往將電氣研磨引導(dǎo)裝置(ELGs，以下將說(shuō)明)配置在同一基底上并在研磨加工過(guò)程中作為傳感器。在研磨加工后將記錄頭切割成小片以產(chǎn)生用于形成滑動(dòng)體的各單個(gè)換能器或記錄頭。這些滑動(dòng)體用于將信息讀回和/或?qū)懙嚼缫灰愿咚俎D(zhuǎn)動(dòng)的磁盤(pán)的一表面上。
為建立用于高效率記錄頭的適當(dāng)?shù)奶匦?，必須?shí)現(xiàn)所需的條片高度或喉部高度。有許多對(duì)最終條片高度或喉部高度的變化有影響的因素。這些因素包括在晶片加工過(guò)程中引起的元件位置和尺寸方面的變化。將基底切成條桿的步驟也會(huì)引起變化。安裝引起的熱應(yīng)力也會(huì)在晶片加工成滑動(dòng)體的過(guò)程中引起變化。而且，研磨表面的輪廓會(huì)引起變化。
電氣研磨引導(dǎo)裝置(ELGs)是在制造過(guò)程中配置到晶片上的傳感器。從ELGs的輸出可被用來(lái)確定何時(shí)停止研磨過(guò)程。ELGs通常是采用同樣的晶片加工步驟與換能器一起制造。這在例如1984年10月23日頒布的美國(guó)專利號(hào)4477968和1985年12月24日頒布的美國(guó)專利號(hào)4559743中有所描述。
研磨通常是指將材料以一可控制的速率很慢地從一表面去除的加工過(guò)程。典型地，該加工過(guò)程涉及將工件的一工作表面加到一作輕微磨削的移動(dòng)表面上。這種裝置在1985年8月27日頒布的美國(guó)專利號(hào)4536992中有所描述。因此，通過(guò)根據(jù)從ELGs的輸出對(duì)研磨過(guò)程進(jìn)行控制可建立一閉環(huán)加工過(guò)程，其中從ELGs的輸出被用作對(duì)于研磨機(jī)的反饋。
在研磨過(guò)程中，滑動(dòng)體被保持在一裝在研磨裝置的臂上的承載器上。這種承載器在1984年7月3日頒布的美國(guó)專利號(hào)4475114中有所描述。美國(guó)專利號(hào)4475114中的承載器在研磨過(guò)程中采用兩個(gè)致動(dòng)器對(duì)條桿進(jìn)行彎曲。在美國(guó)專利號(hào)4475114中，承載器在圍繞條桿中心的兩端提供對(duì)條桿的彎曲。這種彎曲被用來(lái)提供材料從條桿非均勻去除以補(bǔ)償條桿以及傳感器的喉高或條片高度的變化。在美國(guó)專利號(hào)4457114中，致動(dòng)器包括被加熱膨脹并在條桿上施加一使該條桿彎曲的力的銷。這種技術(shù)的一個(gè)變型是采用三個(gè)不同的致動(dòng)器從三個(gè)不同的點(diǎn)處將力施加到條桿上。
現(xiàn)有技術(shù)通常著重于ELGs和研磨機(jī)構(gòu)的改進(jìn)。然而，由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器行業(yè)在密度要求愈來(lái)愈高的同時(shí)并致力于降低生產(chǎn)成本，故觀察到許多競(jìng)爭(zhēng)因素。首先，傳感器高度公差的要求愈來(lái)愈小。第二，每個(gè)條桿上承載的記錄頭的密度則愈來(lái)愈大。第三，每個(gè)條桿的長(zhǎng)度與厚度之比愈來(lái)愈大。因此，現(xiàn)有的研磨和彎曲系統(tǒng)對(duì)于研磨過(guò)程的控制往往并不適當(dāng)。這些因素不僅使記錄頭對(duì)加工引起的擾動(dòng)更為敏感，而且使條桿由于其更薄并且條桿的剛度與其厚度的立方有關(guān)，故更易于被干擾。
發(fā)明概況本發(fā)明包括一在研磨過(guò)程中提供改進(jìn)的控制的研磨裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，一用于研磨一承載多個(gè)滑動(dòng)體的條桿的裝置包括一第一致動(dòng)器和一第二致動(dòng)器，該第一致動(dòng)器適于與該條桿連接，并響應(yīng)一第一控制信號(hào)給出一第一可控制力；該第二致動(dòng)器適于與該條桿連接，并響應(yīng)一第二控制信號(hào)給出一第二可控制力。該裝置的臂通過(guò)該兩個(gè)致動(dòng)器與該條桿連接，向該條桿并朝向研磨表面施加一研磨力。一控制裝置向該第一和第二致動(dòng)器分別提供第一和第二控制信號(hào)，從而在該條桿上給予多個(gè)力。對(duì)這些力進(jìn)行選擇，以獲得所需的條桿輪廓，并獲得所需的沿條桿輪廓的研磨表面分布。
在一個(gè)實(shí)施例中，采用七個(gè)不同的致動(dòng)器以提供用于條桿彎曲的七個(gè)分離的控制點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中采用的那種換能器頭承載條桿的立體圖。
圖2為一具有兩個(gè)致動(dòng)點(diǎn)和一個(gè)固定點(diǎn)的現(xiàn)有技術(shù)承載器的簡(jiǎn)化的示意圖。
圖3為一具有三個(gè)致動(dòng)控制點(diǎn)和二個(gè)固定控制點(diǎn)的現(xiàn)有技術(shù)承載器的簡(jiǎn)化的示意圖。
圖4為示出一按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的承載器的簡(jiǎn)化的示意圖。
圖5為表示圖3的承載器和圖4的承載器的撓曲情況的圖表。
圖6A和圖6B分別為具有九個(gè)控制點(diǎn)的本發(fā)明的一實(shí)施例的承載器的前俯視圖和俯視立體圖。
圖7為表示具有一單個(gè)致動(dòng)控制點(diǎn)的本發(fā)明的承載器的撓曲與位置關(guān)系的圖表。
圖8為本發(fā)明的研磨系統(tǒng)的一簡(jiǎn)化的示意圖。
圖9為在承載器輪廓的任一端具有七個(gè)相鄰的致動(dòng)控制點(diǎn)和固定控制點(diǎn)的又一實(shí)施例的前視圖。
圖10為本發(fā)明又一實(shí)施例的前視圖。
較佳實(shí)施例具體描述本發(fā)明提供一種用于對(duì)一承載有多個(gè)用于從一磁性存儲(chǔ)盤(pán)片的表面寫(xiě)和/讀回信息的記錄頭的條桿進(jìn)行精密研磨的方法和裝置。圖1為承載有多個(gè)記錄頭12的條桿10的立體圖。記錄頭12的尺寸非常重要，一般采用一研磨過(guò)程以獲得所需尺寸。如背景部分所述，研磨是一種受到控制的材料去除過(guò)程，其中條桿10的一工作表面被壓向一移動(dòng)的磨削表面，從而有選擇性地和可控制地將材料從條桿上10去除。這種研磨系采用一研磨機(jī)進(jìn)行。該研磨機(jī)包括一臂、一研磨表面和一連接條桿10與臂的承載器。該臂將條桿壓向研磨表面以將材料從條桿10上去除。
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)知道對(duì)承載器的輪廓進(jìn)行控制。采用這種控制對(duì)材料去除進(jìn)行更精確的控制。具體地說(shuō)，如圖1所示，條桿10為一可能彎曲或有些變形的細(xì)長(zhǎng)件。通過(guò)對(duì)用于在研磨過(guò)程中保持條桿10的承載器的輪廓進(jìn)行控制，可對(duì)這些彎曲或變形進(jìn)行補(bǔ)償。
圖2為一具有輪廓16的現(xiàn)有技術(shù)承載器14的一簡(jiǎn)化的示意圖。在圖2中，支點(diǎn)18表示承載器14的一固定部，而雙向箭頭20和22表示輪廓16任一端處的致動(dòng)器。輪廓16適于與一條桿例如條桿10連接。圖2與1984年7月3日頒布的美國(guó)專利號(hào)4457114描述的承載器相似。因此，承載器14對(duì)輪廓16提供有限的控制以能補(bǔ)償條桿10的變動(dòng)。圖3為又一現(xiàn)有技術(shù)承載器30的簡(jiǎn)化的示意圖。承載器30具有一與固定控制點(diǎn)或支點(diǎn)34、36連接的承載器輪廓32和一些控制由箭頭38、40和42表示的致動(dòng)控制點(diǎn)的致動(dòng)器。
本發(fā)明的一個(gè)方面包括對(duì)在研磨過(guò)程中必須加以控制的兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別。這些參數(shù)是條桿輪廓的彎曲和施加到條桿上的力的平衡。條桿的彎曲指調(diào)節(jié)條桿的輪廓以使該條桿變得相對(duì)地直(或成所需形狀)。另一方面，平衡是指沿條桿的壓力分配。例如，在圖3的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中，平衡是由支點(diǎn)34和36的相對(duì)位置決定的。由箭頭38、40和42表示的致動(dòng)器用于控制條桿輪廓的形狀。
本發(fā)明的一個(gè)方面包括對(duì)在承載器上采用另外的控制點(diǎn)能用于在研磨過(guò)程中提供對(duì)條桿更精確的控制進(jìn)行識(shí)別。本發(fā)明包括確定對(duì)具有所需長(zhǎng)度的條桿實(shí)現(xiàn)所需控制等級(jí)所必須的控制點(diǎn)的數(shù)目。例如，對(duì)于一由J個(gè)數(shù)據(jù)限定的I條桿給出一條桿輪廓Xij,Yij，其中i=1,2,…I,j=1,2,…J。采用最小二乘方擬合分析形成一多項(xiàng)式曲線擬合函數(shù)Yij=f(a1,a2…,ak,aij) 式1其中，k等于2,3,…并且是曲線的階數(shù)，a1,a2…是曲線的系數(shù)。接著，按照下式計(jì)算對(duì)于每個(gè)k的殘余數(shù)的均方根(RMS)
通過(guò)假定可將一第(k-1)階的曲線彎直并將RMSk設(shè)定至所需條桿輪廓中的最小變化，即可利用式2確定實(shí)現(xiàn)所要求的控制量所需的控制點(diǎn)(k)的數(shù)目。然后可計(jì)算RMS曲線擬合必需的階數(shù)，并提供控制點(diǎn)的數(shù)目。例如，如RMSk小于1微英寸，則式2解出k等于10。已采用在一2英寸長(zhǎng)的條桿上具有5個(gè)控制點(diǎn)和在一1英寸長(zhǎng)的條桿上具有5個(gè)控制點(diǎn)的承載器對(duì)該分析加以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2英寸長(zhǎng)的條桿的標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.3微英寸，而1英寸長(zhǎng)的條桿的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.78微英寸。由此得出的結(jié)論是九個(gè)控制點(diǎn)即足以得到在用于一標(biāo)準(zhǔn)的2英寸長(zhǎng)的條桿的完成的條桿輪廓中小于1微英寸的偏差。表1表示需要的控制點(diǎn)在9與10之間，以在2英寸長(zhǎng)的條桿中實(shí)現(xiàn)控制在1微英寸內(nèi)。
表1
<p>圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的承載器50的簡(jiǎn)化的示意圖。如圖所示，承載器50的輪廓具有控制點(diǎn)A,B,C,D,E,F,G,H和I。該控制點(diǎn)A,B,D,E,F,H和I與致動(dòng)器(圖4中未示)連接，而控制點(diǎn)C、G則分別為固定支點(diǎn)54和56。在圖4中，控制點(diǎn)A示出驅(qū)動(dòng)一距離U1，控制點(diǎn)B示出驅(qū)動(dòng)一距離U2，控制點(diǎn)D示出驅(qū)動(dòng)一距離U3，控制點(diǎn)E示出驅(qū)動(dòng)一距離U4，控制點(diǎn)F示出驅(qū)動(dòng)一距離U5，控制點(diǎn)H示出驅(qū)動(dòng)一距離U6，控制點(diǎn)I示出驅(qū)動(dòng)一距離U7。因此，在圖4中示出了九個(gè)分開(kāi)的控制點(diǎn)，其中七個(gè)是分別驅(qū)動(dòng)的，二個(gè)是固定的。這就為輪廓52提供了八個(gè)不同的可加以控制的段A-B、B-C、C-D、D-E、E-F、F-G、G-H和H-I。穿過(guò)控制點(diǎn)C和G的直線的斜率θ可用于控制承載器50的平衡和沿輪廓52的研磨力的分配。在加工過(guò)程中，最好對(duì)與點(diǎn)A,B,D,E,F,H和I連接的致動(dòng)器加以控制，以使輪廓50基本上為一直線。
圖5為采用如圖3所示的三點(diǎn)彎曲承載器和如圖4所示的七點(diǎn)彎曲承載器的撓曲情況的比較。圖5為一表示在一變形的承載器形狀與一在沿條桿長(zhǎng)度的各個(gè)位置處的條桿彎曲之間的平均差值的圖表。曲線60表示三點(diǎn)彎曲承載器的撓曲情況，曲線62表示七點(diǎn)彎曲承載器的撓曲情況。圖5的圖表是采用有限元方法(FEM)建模技術(shù)計(jì)算而得。如圖5所示，三點(diǎn)彎曲能使輪廓特別在端點(diǎn)致動(dòng)器之間(即在圖3中的34與38之間以及36與42之間)有顯著變化。
圖6A和圖6B分別為具有九個(gè)控制點(diǎn)的本發(fā)明的一實(shí)施例的承載器50的前視圖和俯視立體圖。承載器50包括具有形成在其中的鎖銷72并提供承載器輪廓52的主體70。輪廓52包括控制點(diǎn)A-I。在主體70中靠近控制點(diǎn)A-I分別形成九個(gè)控制區(qū)74、76、78、80、82、84、86、88和90?？刂茀^(qū)74-90系由切口92、94、96、98、100、102、104、106、108和110形成的主體70中的強(qiáng)度減少區(qū)域限定。另外，與輪廓52相對(duì)地平行設(shè)置有板簧切口112、114和116?？刂茀^(qū)74、76、78、80、82、84、86、88和90內(nèi)分別設(shè)置有致動(dòng)器連接裝置120、122、124、126、126、128、130和132。主體70也可任選地帶有條形碼信息140。圖6A和圖6B中的承載器50的設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)彎曲剛度進(jìn)行平衡、同時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)能提供的致動(dòng)器的彎曲能力(負(fù)載和行程)的所需條桿彎曲校正要求而選擇的。
工作時(shí)，致動(dòng)器適于與致動(dòng)器連接裝置120-132連接以根據(jù)所需對(duì)輪廓52進(jìn)行控制。用控制區(qū)74為例，切口92和94能作垂直運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)被傳遞以控制點(diǎn)A。而且，控制區(qū)78對(duì)控制點(diǎn)C進(jìn)行控制。切口部92-110具有一選擇來(lái)減少至鄰近控制區(qū)的連接裝置的形狀。然而，由于平行彈簧切口112和114之間的間隔，將控制區(qū)78更緊密地與主體70連接?？刂茀^(qū)86相對(duì)于切口114和116也是這樣。因此，控制區(qū)78和86分別提供固定控制點(diǎn)或支點(diǎn)54和56，如圖4所示。本發(fā)明的另一方面是在相鄰致動(dòng)器連接裝置例如120與122之間的垂直偏差。該偏差能使致動(dòng)器連接裝置相隔更為靠近，從而允許另外的控制點(diǎn)并因此進(jìn)行更多的控制。另外，切口96和104為交錯(cuò)排列以進(jìn)一步改善間隔。板簧切口112、114和116提供一板簧平行機(jī)構(gòu)，該板簧平行機(jī)構(gòu)由于研磨力或一偏離中心的彎曲力而在條桿上產(chǎn)生更多的線性彎曲并減少平面外的位移。切口112、114和116減少扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量，該扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量因研磨表面的研磨力而能在其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)輪廓52時(shí)給予輪廓52。
本發(fā)明的另一方面包括在控制點(diǎn)之間采用不均勻間隔以改善控制或更均勻地分配控制。例如，仍參見(jiàn)圖5，在曲線62中的兩個(gè)端點(diǎn)之間的撓曲表示最大變動(dòng)量發(fā)生在點(diǎn)A與B之間或點(diǎn)H與I之間。因此，圖6A和圖6B的結(jié)構(gòu)與中間控制點(diǎn)(C-D、D-E、E-F和F-G部)的情況相比減少了側(cè)面控制點(diǎn)(即A-B、B-C、G-H和H-I部)之間的間隔，而不是對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行均勻分配?？蓪⒃撻g隔調(diào)節(jié)為適宜于實(shí)現(xiàn)一均勻分配或任何所需的分配。鎖銷72用于將承載器50與研磨裝置的臂夾緊。寄存部142提供一在研磨過(guò)程中用于研磨臂的基準(zhǔn)表面。在一較佳實(shí)施例中，承載器50系采用易于保養(yǎng)的白色TZP氧化鋯陶瓷制成。條形碼140可用于在加工過(guò)程中跟蹤承載器50和/或輪廓52上所帶的輔助條桿。
本發(fā)明的一個(gè)方面包括對(duì)在研磨過(guò)程中對(duì)供其后使用的承載器的特征化。圖7為一根據(jù)FEM建模得出的圖表，它表示在通過(guò)致動(dòng)器連接裝置124對(duì)點(diǎn)D進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)輪廓52的反應(yīng)。圖7為一撓曲量與條桿長(zhǎng)度的關(guān)系圖表。圖7示出在本發(fā)明中，各彎曲控制點(diǎn)緊密地連接在一起。注意這與圖2和3中所示的控制點(diǎn)隔得很開(kāi)并且每個(gè)被驅(qū)動(dòng)的控制點(diǎn)被一固定控制點(diǎn)分開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)是相反的。因此，在本發(fā)明中，一單個(gè)控制點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)大大改變承載器的整個(gè)輪廓。所以，為了在研磨過(guò)程中對(duì)條桿的彎曲進(jìn)行積極的控制，必須確定一精確的傳遞函數(shù)，該函數(shù)說(shuō)明承載器對(duì)于不同負(fù)載情況的響應(yīng)。該函數(shù)可定義為一矩陣。假定F=[F1,F2,…F7]為在每個(gè)控制點(diǎn)處施加到承載器50上的彎曲力，以及U=[U1,U2,…U7]為分別對(duì)于控制點(diǎn)A-I的每一個(gè)所產(chǎn)生的輪廓52的位移。
可根據(jù)下式產(chǎn)生一敏感度矩陣KK·F=U式3其中K-=k11k12k13k17k21k2k27&hellip;k71k72k77]]>敏感度矩陣K根據(jù)施加到致動(dòng)器連接點(diǎn)120-132的每一個(gè)處的力限定輪廓52的特性。K中的主要對(duì)角線成分說(shuō)明施加在各彎曲點(diǎn)上的力K的直接效果。K中的離開(kāi)對(duì)角線的成分說(shuō)明各點(diǎn)之間的連接效果。
敏感度矩陣K可通過(guò)根據(jù)所施加的各個(gè)已知彎曲力使承載器位移量化而建立。這可通過(guò)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)測(cè)量或采用FEM建模技術(shù)來(lái)完成。而在研磨過(guò)程中，該等式被倒過(guò)來(lái)解。首先采用ELG反饋信息形成正常化的條桿彎曲輪廓。采用對(duì)固定控制點(diǎn)進(jìn)行平衡對(duì)條桿的輪廓進(jìn)行水平調(diào)節(jié)。按照下式計(jì)算為對(duì)直條桿進(jìn)行彎曲所需的承載器撓曲量U=[U1,U2,…U7]式5其中U1-U7表示一平的輪廓。接著由等式3求得FF=[F1,F2,…F7]式6其中F1-F7為必須由每個(gè)致動(dòng)器施加以實(shí)現(xiàn)由U描述的輪廓所需的力。
圖8為表示按照本發(fā)明的研磨系統(tǒng)198的簡(jiǎn)化的示意圖。研磨系統(tǒng)198包括具有適于在鎖銷72處與承載器50夾緊的夾緊裝置202的電樞200。電樞200承載在一與支點(diǎn)206連接的伸長(zhǎng)臂204上。電樞200設(shè)置成使連接到承載器50的條桿10與一研磨表面208接觸。電樞200承載分別通過(guò)致動(dòng)器電樞240、242、244、246、248、250和252與離合器220-232連接的致動(dòng)器220、222、224、226、228、230和232。致動(dòng)器220-232通過(guò)控制線2601-7從控制系統(tǒng)262接受控制信號(hào)。電樞200并連接到相對(duì)于支點(diǎn)206與承載器50相對(duì)設(shè)置的的平衡致動(dòng)器264。致動(dòng)器264還連接到控制系統(tǒng)262。由承載在條桿10上的電子研磨導(dǎo)向裝置(ELGs)設(shè)置有一反饋連接裝置266?？刂葡到y(tǒng)262包括一用戶輸入裝置270例如一鍵盤(pán)，一用戶輸出裝置272例如一LED顯示，儲(chǔ)存器274,ELG輸入裝置276，一控制裝置278例如一微處理器，以及一致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)裝置。
工作時(shí)，研磨過(guò)程由控制系統(tǒng)262加以控制?？刂蒲b置278從儲(chǔ)存器274檢索指令和參數(shù)。例如，從用戶輸入裝置270接受指令和參數(shù)并可將研磨過(guò)程的狀態(tài)顯示在顯示裝置上。另外，研磨系統(tǒng)198可包括一條形碼閱讀器(未示)以閱讀條形碼信息140以供控制裝置278之用。有關(guān)研磨過(guò)程進(jìn)展的反饋通過(guò)ELG輸入裝置276加以接受并提供到控制裝置278?？刂蒲b置278由等式3解得F并采用驅(qū)動(dòng)裝置280分別控制致動(dòng)器220-232和264。驅(qū)動(dòng)裝置280可包括例如一提供動(dòng)力輸出以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的晶體管線路。致動(dòng)器220-232和264可以是能提供一受控運(yùn)動(dòng)的任何適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器，例如一液壓系統(tǒng)、一音圈、一氣動(dòng)致動(dòng)器、一壓電系統(tǒng)、熱量、磁阻等。熟悉本領(lǐng)域的人員均會(huì)理解，本發(fā)明并不限于任何特定的致動(dòng)器。致動(dòng)器264用于提供一用來(lái)對(duì)施加到條桿10上的力的分配進(jìn)行平衡的平衡控制。致動(dòng)器220-232用于施加各矢量力F。施加到條桿10上的力的總量可由一重物或另一致動(dòng)器(未示)加以控制。如圖8所示，研磨系統(tǒng)198提供一閉環(huán)系統(tǒng)，其中，從ELG傳感器的輸出被控制裝置278用作反饋控制致動(dòng)器220-232和264。研磨表面208例如可包括一旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)。圖8的研磨系統(tǒng)僅是一個(gè)實(shí)例，本發(fā)明的承載器可采用任何合適結(jié)構(gòu)的研磨系統(tǒng)。
圖9是按照又一實(shí)施例的承載器300的俯視圖。承載器300沿輪廓320提供有控制點(diǎn)302、304、306、308、310、312、314、316和318。承載器300是按照本發(fā)明的承載器的一個(gè)實(shí)例，其中，端點(diǎn)302和318被固定，而控制點(diǎn)304-316為分別被驅(qū)動(dòng)。注意，這也采用一切口322以提供平行彈簧機(jī)構(gòu)。
應(yīng)當(dāng)理解，能使控制點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的任何適當(dāng)朝向的切口或其它機(jī)構(gòu)均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖10表示承載器340的俯視圖，該圖示出用于選擇承載器體中的切口形狀的另一種技術(shù)。承載器340中的切口被設(shè)計(jì)來(lái)減少承載器輪廓因研磨壓力引起的撓曲。承載器340通過(guò)對(duì)切口的梁的輪廓加工實(shí)現(xiàn)這一目的。此外，可增加承載器340的厚度以進(jìn)一步減少研磨引起的撓曲。
本發(fā)明提供一種具有一能在研磨過(guò)程中改善對(duì)條桿彎曲的控制的承載器的研磨系統(tǒng)。本發(fā)明包括許多特點(diǎn)，包括增加致動(dòng)器的數(shù)目和致動(dòng)器之間更緊密的間隔。而且，與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明中系將致動(dòng)器彼此靠近設(shè)置而沒(méi)有中間固定區(qū)域。并且，在本發(fā)明中，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)被設(shè)置在研磨機(jī)的臂上，故無(wú)需將該機(jī)構(gòu)設(shè)置在每個(gè)條桿上。可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)將條桿裝設(shè)在承載器上。在一個(gè)實(shí)施例中，條桿可滑入一裝在承載器輪廓上的槽內(nèi)。而且，本發(fā)明的致動(dòng)器可用于對(duì)條桿進(jìn)行推或拉并從而能在任一方向變形。條桿的彎曲最好是圍繞條桿的正常輪廓對(duì)中。這可減少研磨過(guò)程中條桿上的任何額外的彎曲應(yīng)力。在一較佳實(shí)施例中，采用至少九個(gè)分開(kāi)的控制點(diǎn)，其中七個(gè)用于彎曲，兩個(gè)用于平衡研磨力，研磨2英寸長(zhǎng)的條桿可控制在一小于1微英寸的標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)?？刂泣c(diǎn)的數(shù)目可根據(jù)條桿的長(zhǎng)度和所需最小標(biāo)準(zhǔn)偏差適當(dāng)增加或減少。承載器的夾緊可通過(guò)任何適當(dāng)技術(shù)而并不限于這里描述的特定夾緊裝置。而且，致動(dòng)器與承載器的理解也可采用其它技術(shù)。如這里所用的那樣，術(shù)語(yǔ)“控制點(diǎn)”可以是指一固定控制點(diǎn)(如示意圖中的支點(diǎn))或一被驅(qū)動(dòng)的控制點(diǎn)。
雖然已參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述，熟悉本領(lǐng)域的人員將認(rèn)識(shí)到，可在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下改變其形式和具體內(nèi)容。例如，在通過(guò)任何手段驅(qū)動(dòng)或固定的任何類型的承載器中由任何適當(dāng)技術(shù)形成的任何數(shù)目的控制點(diǎn)均可采用。而且，可采用任何形式的研磨，并且臂可與承載器一體?？刂泣c(diǎn)也可與條桿本身形成一體。這可能需要另外的與條桿連接的裝置。
權(quán)利要求
1．一種用于研磨一承載有多個(gè)滑動(dòng)體的條桿的裝置，包括一第一致動(dòng)器，所述第一致動(dòng)器適于與該條桿連接，并可響應(yīng)一第一控制信號(hào)而給出一第一可控制力；一第二致動(dòng)器，所述第二致動(dòng)器適于與該條桿連接，并可響應(yīng)一第二控制信號(hào)而給出一第二可控制力；一研磨表面；一與第一和第二致動(dòng)器連接并向所述條桿施加一朝向所述研磨表面的研磨力的臂；一向所述第一和第二致動(dòng)器分別提供第一和第二控制信號(hào)、從而在所述條桿上給予多個(gè)力的控制裝置，對(duì)這些力進(jìn)行選擇，以獲得所需的條桿輪廓，并獲得沿條桿輪廓所需的研磨力分布，其特征在于，所述第一致動(dòng)器引起的彎曲干擾第二致動(dòng)器引起的彎曲，并且所述控制信號(hào)被選擇作為所述干擾的函數(shù)。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制裝置包括儲(chǔ)存器，所述儲(chǔ)存器包含一描述所述第一和第二致動(dòng)器之間的干擾的敏感度矩陣，所述控制信號(hào)被選擇作為所述敏感度矩陣的函數(shù)。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一連接所述臂與所述條桿的承載器，一與第一致動(dòng)器連接的第一控制點(diǎn)，以及一與第二致動(dòng)器連接的第二控制點(diǎn)。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，還包括一與所述控制裝置連接的平衡致動(dòng)器，其特征在于，所述承載器包括至少兩個(gè)與所述平衡致動(dòng)器連接以將一平衡力施加到所述條桿上的固定控制點(diǎn)。
5．如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述承載器包括一與第三致動(dòng)器連接的第三控制點(diǎn)，以及一與第二致動(dòng)器連接的第四控制點(diǎn)，其特征在于，所述兩個(gè)固定控制點(diǎn)被至少兩個(gè)控制點(diǎn)分開(kāi)。
6．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述承載器包括一用于與所述第一致動(dòng)器連接并將力傳遞到所述第一控制點(diǎn)的第一控制區(qū)，所述第一控制區(qū)由一在所述承載器中減少?gòu)?qiáng)度的區(qū)域限定。
7．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述承載器包括一第三控制點(diǎn)，并且任一對(duì)相鄰控制點(diǎn)之間的間隔均為不均勻的。
8．一種用于研磨一承載有多個(gè)滑動(dòng)體的條桿的裝置，包括一臂；一研磨表面；一與所述臂連接的第一致動(dòng)器；一與所述臂連接的第一致動(dòng)器；一與所述臂連接的第二致動(dòng)器；一承載器，包括一適于與所述條桿連接并將所述條桿壓向研磨表面的工作表面；一與第一致動(dòng)器連接并設(shè)置來(lái)將一第一力施加到所述條桿上的在所述工作表面上的第一控制點(diǎn)；以及一與第二致動(dòng)器連接并設(shè)置來(lái)將一第二力施加到所述條桿上的與所述第一控制點(diǎn)相鄰的在所述工作表面上的第二控制點(diǎn)；其特征在于，所述第一和第二控制點(diǎn)被設(shè)置為使所述第一控制點(diǎn)的位移引起所述第二控制點(diǎn)的位移。
9．如權(quán)利要求8所述的裝置，還包括一與所述第一和第二致動(dòng)器連接的控制裝置，所述控制裝置向所述第一和第二致動(dòng)器提供作為一敏感度矩陣的函數(shù)的控制信號(hào)，所述矩陣描述所述第一致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)與所述第二控制點(diǎn)的所引起的運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。
10．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述承載器還包括對(duì)所述條桿相對(duì)于研磨表面的平衡進(jìn)行控制的第一和第二固定控制點(diǎn)。
11．如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述承載器在工作表面上還包括第三和第四控制點(diǎn)，所述兩個(gè)固定控制點(diǎn)由至少兩個(gè)控制點(diǎn)分開(kāi)。
12．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述承載器還包括一用于與所述第一致動(dòng)器連接并將運(yùn)動(dòng)傳遞到所述第一控制點(diǎn)的第一控制區(qū)，所述第一控制區(qū)由一在所述承載器中減少?gòu)?qiáng)度的區(qū)域限定。
13．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述承載器包括一第三控制點(diǎn)，并且任何一對(duì)相鄰控制點(diǎn)之間的間隔均為不均勻的。
14．一種用于研磨一承載有多個(gè)滑動(dòng)體的條桿的裝置，包括；一臂；一研磨表面一承載器，包括一適于與所述條桿連接并將所述條桿壓向研磨表面的工作表面；以及與所述臂和所述工作表面連接的第一、第二和第三鄰近控制點(diǎn)；其特征在于，所述第一與第二控制點(diǎn)之間的間隔不同于所述第二與第三控制點(diǎn)之間的間隔。
15．如權(quán)利要求14所述的裝置，所述承載器還包括一第四控制點(diǎn)，其特征在于，所述第一和第四控制點(diǎn)為固定控制點(diǎn)并由所述第二和第三控制點(diǎn)加以分開(kāi)。
16．如權(quán)利要求14所述的裝置，還包括一適于將運(yùn)動(dòng)傳遞到所述第一控制點(diǎn)的第一控制區(qū)，所述第一控制區(qū)由一在所述承載器中的減少?gòu)?qiáng)度的區(qū)域限定。
全文摘要
一種用于研磨－承載有多個(gè)滑動(dòng)體的條桿(10)的裝置(198),包括適于與條桿(10)連接并能對(duì)一第一、第二和第三控制信號(hào)分別作出響應(yīng)而給出一第一、第二和第三可控制力的第一、第二和第三致動(dòng)器(220,222,224)。一臂(204)與該第一、第二和第三致動(dòng)器連接并將一研磨力施加到該條桿(10)上而將該條桿(10)壓向一研磨表面(208),從而使材料從該條桿(10)上去除。一控制裝置(262)將第一、第二和第三控制信號(hào)分別提供至該第一、第二和第三致動(dòng)器(220,222,224),并在條桿(10)上給予多個(gè)力。對(duì)致動(dòng)器(220,222,224)加以控制,以獲得所需的條桿(10)輪廓,并獲得所需的沿條桿(10)輪廓的研磨力的分布。
文檔編號(hào)G11B5/31GK1234758SQ96180492
公開(kāi)日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1996年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月4日
發(fā)明者郝山臨 申請(qǐng)人:西加特技術(shù)有限公司