CN101133298A - 用于检测机械部件的位置和/或形状的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于检测机械部件的设备，该设备包括底座(1)、锁定和参照***(31)、光电测量***(53)、移动***(3、9、26)和处理单元(25)，该处理单元(25)用于接收和处理所述光电***的信号。所述移动***还可以沿着横轴使所述光电***与待测部件之间进行相互平移移动。一种检测方法，该方法预见到检测所述光电***在至少两个不同的横向位置(A、B)上进行相互振动的过程中所提供的有关部件的表面(51)的信号，并进行处理，从而获得有关虚拟表面(51’)的信息。所述方法和设备可以获得有关磁盘存储单元的尺寸非常小的部件的位置和/或布置和/或形状的信息。

Description

用于检测机械部件的位置和/或形状的设备和方法

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***、检测装置、转动***和处理单元；所述检测装置具有光电***，所述光电***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***可以围绕转动纵轴使光电***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***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***、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***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***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***、以及带有光电***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***可以实现围绕纵轴进行相对转动移动。所述光电***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***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***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***、待测机械部件的锁定和参照***、以及光电测量***，所述底座载有用于围绕转动纵轴转动的转动***，所述横向平移***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***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；

图2是图1所示设备的不同视角的透视图；

图3是沿着图1的III方向显示的图1的详细放大侧视图；

图4是硬盘滑块表面与Y-Z平面交叉的简化示意图；

图5是表示已知设备的接收器所提供的信号的理论趋势和实际趋势的示意图；

图6是硬盘滑块表面与Y-Z平面在不同横向位置交叉的简化示意图；

图7以图形的形式说明了根据本发明的设备的接收器所提供的信号的趋势。

具体实施方式

图1至2所示的光电设备用于检测具有复杂形状的机械部件的零件，特别是磁头臂组件(HSA)40。图3以图形的方式更详细地说明了图1至2中所示的HSA40，所述HSA40包括E块(E-block)42，所述E块42具有多个翼板(wing)44。薄板46与所述翼板44连接，并在自由端带有滑块50。为了简单和清晰起见，图中未示出HSA的其它细节，如与所述滑块联接的读/写头、位于薄板与滑块之间的万向节。图1至2中所示的设备在很多方面都与EP-1029219-B1所描述的设备(图1)相似，包括底座1，所述底座1上联接有移动***，所述移动***带有已知类型的纵向平移***3，所述纵向平移***3定义了纵轴并包括支撑件5，所述支撑件5通过螺纹固定在所述底座1上。所述支撑件5带有保护结构4，纵向滑块11可以在所述保护结构4上平移。所述保护结构4包括所述纵向平移***3的组件，这些组件为公知技术，未在图中示出，例如驱动装置和检测装置，所述驱动装置具有第一电机，所述第一电机通过丝杠将纵向滑块11沿着所述纵轴平移，所述检测装置具有第一转动传感器(transducer)或编码器，用于提供有关所述纵向滑块11相对于所述底座1的位置的信号。所述纵向滑块11包括可移动梁2，所述可移动梁2可以沿着所述保护结构4滑动，所述可移动梁2上联接有支承板6，所述支承板6用于支撑两个支柱8、10。两个导向轴14、16的第一端部与所述支柱8联接，第二端部与所述支柱10联接。两个带有轴衬的组件18、20与所述导向轴14联接，第三个带有轴衬的组件22与所述导向轴16联接。所述组件18、20、22与可移动台28的第一侧联接(例如以螺纹联接的方式)，所述可移动台28是移动***的一部分，更具体地说，是横向平移***9的一部分，所述横向平移***9定义了平移轴，所述平移轴与所述纵轴横向，更具体地说，与所述纵轴垂直。所述横向平移***9包括相关联的驱动装置、其它检测装置和传动机构，所述驱动装置具有与所述支柱8联接的第二电机26，所述其它检测装置具有第二传感器(图中未示出)，所述传动机构包括接头30，与所述电机24联接，所述电机24带有与所述接头30相结合的蜗杆32和与所述蜗杆32联接的螺纹件或导螺母(1ead nut)34。与所述导螺母34联接的联接件36固定在所述可移动台28上。所述第二电机24使得所述蜗杆32围绕它的轴朝各方向转动，从而使所述导螺母34沿着所述平移轴进行平移。从而，所述可移动台28可以根据所述轴14、16的引导相对于所述滑块11的支柱8、10进行平移。所述支柱8、10也可以带有已知类型的位置传感器38，例如感应型或光学型位置传感器，在所述可移动台28沿着所述平移轴进行移动时，所述位置传感器38检测所述可移动台28到达极限停止位置。所述位置传感器38以已知的方式与所述联接件36上结合的元件协同工作。

在所述可移动台28的另一侧联接(例如以螺纹方式联接)有转动台13，所述转动台13是移动***的一部分，更具体地说，是转动***26的一部分，定义了转动纵轴。基本上呈C形的支撑件15的中心部17固定(例如以螺纹方式固定)在所述转动台13上，其自由端19、21带有光电测量***53的组件，所述C形支撑件15用于包括光电检测***53的检测装置。所述光电检测***53为已知的投影型光电检测***，例如EP-1029219-B1中所述的光电检测***，包括发射器54和接收器55，所述发射器54用于产生光束，所述接收器55用于接收光并产生相应的电信号。

此外，所述转动***26包括相关联的驱动装置，所述驱动装置带有第三电机27，所述第三电机27使得所述转动台13围绕所述转动纵轴转动。所述转动台13朝顺时针和逆时针方向的微小转动移动(摆动)使得支撑件15的末端19、21及其结合的光电测量***53的组件在Y-Z平面中基本垂直于转动台13的转动轴进行振动。可以采用已知的图中未示出的方式限制所述支撑件15朝顺时针和逆时针方向可能的振动，例如通过固定在所述滑块11上的适当的可调整机械参照物进行限制，或通过位于所述转动台13内部的已知装置进行限制。附加检测装置与所述电机27联接，所述附加检测装置包括第三转动传感器29，用于提供取决于所述转动台13的角坐标的信号，从而提供取决于所述光电测量***53的角坐标的信号。

所述电机、传感器和光电***53的组件以公知的方式(图中以简化的导体C表示)连接到处理单元，所述处理单元包括电源、控制和显示装置，所述处理单元在图1和2中示意性地表示并以附图标记25进行标记。

所述HSA40固定在已知类型的锁定和参照***31上。如图1所示，所述锁定和参照***31包括工作台49，所述工作台49与所述底座1联接，例如通过螺纹连接，并且可以具有不同的形状和结构，例如取决于待测部件的形状和尺寸，例如EP-1029219-B1中所述。图3说明了所述锁定和参照***31的一些细节，例如固定在所述工作台49上的参照块59，所述参照块59包括表面58，所述表面58为所述光电测量***53定义了参考平面r。保护元件61保护所述参照块59，以防灰尘或其它异物可能落在所述表面58上而防止所述光电***53正确检测所述参考平面。

所述锁定和参照***31识别和固定待测HSA40的位置，更具体地说，识别和固定待测HSA40相对于所述参考平面r的位置。

现在将参考图3-7来说明根据本发明的设备的操作方式，以检测所述HSA40的滑块50。

本发明公开的设备可以用于检测每个滑块50的高度和空间布置或位置(attitude)(与不同轴的倾斜角度或“摆动”和“倾斜”)，所述滑块50与其相关联的薄板46联接。如上文所述，这些特征对于正确的读/写过程来说非常重要。

按以下方式将所述HSA 40固定在所述锁定和参照***31，以使所述薄板46位于与所述纵轴和平移轴基本平行的平面上。

为了清晰起见，下文将首先说明根据使用已知的设备部件的方法来检测滑块50，然后说明通过根据本发明的设备的新检测方法，从而公开所述光电设备的操作方式。

图4简化说明了图3所示的一个滑块50的基本平的表面51在参照系XYZ(所述参照系XYZ与所述光电***53集成在一起)的Y-Z平面上的相交线，相应地，所述平的表面51例如为上表面(显然，参照下表面和相关表面也可以采用相同的方式进行检测)。所述表面51具有横向尺寸b。在此参照系中，X轴与所述转动纵轴平行并位于所述参考平面r上，Y轴与光束平行，Z轴与X轴和Y轴都垂直。

在图中，所述表面51的外侧(或边线)用两点e_p和e_n表示。

由位于所述保护结构4内的所述第一电机及其相关联的编码器控制所述纵向滑块11的平移，当它们到达所述光电测量***53位于横截面S1(图3中所示)的位置时(即基本位于图4中的平面中，在该平面中需要对所述滑块50进行测量)停止平移。

所述第三电机27控制所述转动台13围绕所述转动轴朝顺时针和逆时针方向进行微小的转动移动，这通过使所述光电测量***53的组件在所述截面S1(与图4中的截面相对应)内振动来实现。在进行该转动移动的过程中，所述光电测量***53检测所述滑块50的空间位置，更具体地说，检测所述相关联表面51的位置，例如相对于由所述参照块59的表面58所定义的参考平面r的空间位置，所检测的数据由所述处理单元25进行处理。

根据所述光电***53的接收器55和所述转动传感器29提供的信号，可以用关于所述光电***53的转动(或摆动)角θ的函数来定义点e_p的高度z_p。假设所述转动轴包括图4中所示的横截面中的所述表面51的中点，所述高度z_p可以表达为：

$z_p\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{b}{2}\×\mathrm{sen}\left(\mathrm{\θ}\right)+z_{p0}---\left(1\right)$

其中，z_p0为点e_p在角θ＝0时的高度z。

所述滑块50和光电***53相对初始位置进行微小的相互振动，所述振动包括在角度-θ_k至角度+θ_k之间。众所周知，小角度正弦值基本上对应于该角度的弧度值，从而方程(1)可以简化为：

$z_p\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{b}{2}\×\mathrm{\θ}+z_{p0}---\left(2\right)$

对于点e_n可以考虑相似的方程(3)：

$z_n\left(\mathrm{\θ}\right)=-\frac{b}{2}\×\mathrm{\θ}+z_{n0}---\left(3\right)$

其中，z_n0为点e_n在角θ＝0时的高度z。

在图5所示的θ-Z平面上，所述方程(2)和(3)由直线R_p和R_n表示，所述直线R_p和R_n在交点I相遇。假设该***已预先进行适当的校正，从而对应于值θ＝0，所述光电***53的光束与所述参考平面r平行，所述参考平面r的高度对应于值z＝0。

点I代表点e_p和点e_n具有相同高度z_s的情况，也就是说，它们都与所述光电***53的光束对齐。值z_s表示所述表面51的中心部分相对于所述平面r的高度。对应于此情况的角度θ_I代表所述滑块50的表面51围绕X轴(参见图4)相对于所述参考平面r的倾斜度_R，并定义为摆动角度。此角度有助于定义所述滑块50的空间布置或位置，为了确保磁头正确地在其相关联的磁盘上进行读/写，该角度必须具有零值。

实际上，所述光电***53提供的信号受噪声的影响，代表取决于所述角度θ的点e_p和e_n的高度的相应曲线不与直线R_p和R_n部分相一致。此外，当所述光束和表面51基本对齐，且所述滑块50的相对的表面(上表面和下表面)的相关信号相混合而难以区分时，交点I处的光学噪声影响将更大。图5中所示的曲线S说明了实际上提供的信号的典型趋势。

由于上述噪声，所获得的所述交点I是所述直线的交点，而所述直线通过对所述光电***53在有限的摆动区间中所提供的信号值进行线性回归处理而获得，在该处理过程中期望可以忽略所述噪声。更具体地说，通过对第一有限区间中检测到的有关点e_p的数据进行回归处理来获得第一直线。用于处理的数据的z值越大(也就是说离待测点越远)(它们在区间θ1-θ2中的相应角度值越靠近+θk)，则认为该数据受到噪声的影响越小。为第二直线进行相似的处理，即从第二区间中检测到的有关点e_n的数据获得所述第二直线，更具体地说，从z值更大的数据(它们在区间θ3-θ4中的相应角度值更靠近-θk)获得所述第二直线。

在摆动角度相同的情况下，随着所述滑块50的表面51的横向尺寸b的减小，所述滑块50所截取的光的变化量和所述尺寸z的相应变化量也减小。在图5中显示的图中，这意味着所述直线R_p和R_n的斜率更小，在检测区间(θ1-θ2和θ3-θ4)中z的变化区间减小。换言之，由所述接收器55提供的信号的“动态程度”降低。

例如，如果滑块的横向尺寸b为毫米级，所述滑块50与所述光电***53之间的相对转动不超过10°，则有用区间的高度(图5中用Δz₁和ΔZ₂以简化的形式标识说明)为几十μm。因此，如果待测滑块的横向尺寸b非常小，则可靠数据的区间长度可能太小，无法进行充分精确和可重复的处理。对于特定的处理，可能难以确定交点I，从而难以确定尺寸z_s和摆动角度θ_I。

为了扩大z的变化区间，可以考虑增加所述部件40与所述光电***53之间的转动幅度。然而，此方案并非总是可行，例如考虑到在转动过程中所述设备的机械设计尺寸，在转动过程中所述滑块50可能会被其它组件从所述光电***53隐藏，或者会因为所述光电***53的调焦问题而从所述光电***53隐藏。

通过根据本发明的设备来进行检测的方法预见到，在定义了所述滑块11沿着所述纵轴的位置后，除了所述转动台13的振动移动之外，还有沿着所述可移动台28的平移轴在第一和第二横向端部之间的控制移动，所述可移动台28与所述转动台13联接。所述台的移动由所述电机24、上述传动机构和所述位置传感器38控制。

图6用连续线的简化形式说明了所述滑块50的表面51在图4中相同截面S1上的三个位置的横截面：参照系XYZ中的第一横向末端位置A、第二中间位置和第三横向末端位置B，所述参照系XYZ与所述光电***53集成在一起，并如图4中所定义。

如上文所述的情况，以下将仅以所述表面51的上表面作为示例以供参考，对于下表面及其相关联的表面也可以采用相同的方式进行检测。

所述滑块50相对于所述参照系XYZ沿着Y轴从所述中间位置同时向正方向和负方向朝着所述横向末端位置A和B例如平移相同距离ΔY，从而所述横向末端位置A和B的位置离所述横向中间位置的距离相等、方向相反。通过沿着Y轴平移移动，所述表面51在所述中间位置和在所述横向末端位置A和B与Y轴形成了相同的摆动角度。在图1和2中所示的实施方式中，通过所述光电***53的平移和转动移动，在所述滑块50和所述参照系XYZ之间进行了相对平移和摆动，所述光电***53定义了所述参照系。在每个所述横向末端位置A和B，所述光电***53与所述滑块50之间都进行了多个摆动周期，并获得关于点ep¹、e_n ¹和e_p ²、e_n ²的空间位置的值，所述值分别定义了所述表面51在所述横向位置A和B中的端点。图7中的图形说明了所述光电***53所检测到的值z随着摆动角度θ的变化的理论趋势，所述值z代表点ep¹、e_n ¹和e_p ²、e_n ²的位置。虽然所述光电***53通常不检测所述表面51在中间位置时的边线，但是为了清晰起见，图7中的图形还是说明了点e_p和e_n(即所述表面51在中间位置的端点)的值z作为摆动角度θ的函数的理论趋势。

检测有关所述滑块50的表面51在横向末端位置A和B的值可以获知假设的“虚拟”滑块的空间位置，所述假设的“虚拟”滑块的上表面(在特定的示例中)具有虚拟表面51′，该虚拟表面51’具有横向尺寸b_app(比真实滑块的尺寸长)和端点e_p ¹、e_n ²，所述端点e_p ¹、e_n ²与Y轴形成了“明显摆动”角度_Rapp。

所述明显摆动角度值与图7中代表端点e_p ¹、e_n ²的理论直线的交点I_app的坐标θ_app相对应。所述虚拟滑块的表面51’的中间部分的高度与点I_app的坐标z_s相对应。

所述虚拟表面51′与Y轴形成的所述角度_Rapp可以表达为：

_Rapp＝arcsen(Δz_app/Δb_app)(4)

其中，Δz_app定义为点e_p ¹与点e_n ²之间的高度差。

采用完全相同的方式，所述滑块50的表面51与Y轴形成的角度_R可以表达为：

_R＝arcsen(Δz_real/b)(5)

其中，Δz_real定义为点e_p与点e_n之间的高度差。

由于所述摆动角度很小，该角度的反正弦值基本上对应于该角度值，从而所述方程(4)和(5)可以分别简化为以下方程(6)和(7)：

和

由于所述滑块50沿着Y轴进行平移移动，从而点e_p ¹与点e_p的高度相同，点e_n ²与点e_n的高度也相同。从而，它们的差也相同，即：

Δz_app＝Δz_real(8)

摆动角度_R可以表达为：

_R＝_Rapp×b_app/b(9)

图7中的图形还显示了点I，其坐标为θi和z_s，该点为代表点e_p和点e_n的理论直线的交点。图7中所示的点I和点I_app的位置说明所述滑块50的表面51与所述虚拟表面51’位于相同的高度z_s。

本发明可获得的优势非常明显，更具体地说，可以使所述滑块和光电***53沿着Y轴相互平移，并获得有关所述表面51在A、B两个位置时的位置的值，所述A、B两个位置在所述中间位置的一个方向或另一个方向，与所述中间位置相距(例如)ΔY的距离。事实上，分别代表点e_p ¹和点e_n ²(即所述虚拟表面51’的端点)的理论直线的角度系数(绝对值)大于分别代表点e_p和点e_n的理论直线的角度系数。对于相同的角度区间，这可以增加所述光电***53检测到的相应值的变化区间，从而获得更多的可靠数据来处理回归直线。更具体地说，在区间θ₃-θ₄中，z沿着代表点e_n ²的直线的变化区间(图7中用附图标记Δz_napp表示)大于z沿着代表点e_n的直线的变化区间(附图标记Δz_n)。相同地，在区间θ₁-θ₂中，z沿着代表点e_p ¹的直线的变化区间(图7中用附图标记Δz_papp表示)大于z沿着代表点e_p的直线的变化区间(附图标记Δz_p)。

换言之，通过将所述滑块50与所述光电测量***53沿着Y轴朝一个方向和另一个方向相互平移，使所述滑块50的表面51的端点从所述光电测量***53的转动轴平移开，可以在不使用电放大装置或电子放大装置的情况下增强所述接收器55所提供的信号的动态程度。

通过这种方式，即使在部件的横向尺寸非常小的情况下，也可以非常精确而可重复地确定所述高度z_s和摆动角度_R(后者通过非常简单的数学方法确定)。

本发明甚至可以检测所述滑块50的其它表面特征，例如倾斜，这可以通过在两个明显的截面S1和S2(图3中所示)处进行两个相继的摆动周期来实现。在所述表面51的示例中，在截面S1处进行第一次检测后，通过所述平移***3将所述光电***53沿着所述纵轴移动，并在所需的截面S2处停止。从而可以通过分割所述滑块50的表面51的高度差来获得倾斜值，所述高度差在S1和S2处通过所述截面S1与S2之间的距离获得。

通过将所述光电***53相对于所述底座1锁定，以及通过将载有待测部件的所述锁定和参照***31横向平移和围绕所述转动轴转动，可以获得相同的结果。同样可以由载有所述滑块50的组件进行一些移动，由所述光电***53进行其它移动。

实际是，本发明涵盖了很多种实施方式，根据该实施方式，待测机械部件和光电测量***53可以以任何方式围绕所述纵轴摆动移动和沿着所述平移轴平移。

通常仅在所述横向末端位置A和B进行所述机械部件与所述光电***53之间的相对摆动移动，其中需要获知所述滑块50的表面51的边线位置，但是也可以在从一个位置到另一个位置的横向移动过程中连续地进行相对摆动移动。

如上文所述，在说明根据本发明的检测方法时，为了简单和清晰起见，假设当所述滑块50位于所述平移轴的中间位置时，所考虑的截面中的所述表面51的中点位于所述转动纵轴上。即使在此基本情况未实际发生的情况下，即在任何情况下，都可以参照实施根据本发明的所述检测方法，可以通过简单的公知数学方法来抵消不同的布置，这通常通过软件来实现。

本发明还涵盖了以下检测方法，根据该检测方法，在横向末端位置A和B距所述中间位置的距离不相等的情况下，可获知有关所述滑块50的表面51的末端的信息。换言之，可以使所述光电***53与所述滑块50沿着Y轴相互平移，向正方向平移一定距离，向负方向平移不同的距离。

此外，可以同时检测多个部件，例如在摆动过程中检测不同滑块50的表面51的边线，所述不同滑块50与相同的E块联接。

如上文所述，根据本发明的设备和方法特别适用于检测尺寸小的部件，例如HSA的滑块，但是所述设备和方法当然可以用于检测HSA的其它部件，例如翼板44和薄板46，或者任何具有至少一个基本平的表面的机械部件。

根据本发明的设备和方法在检测尺寸大的机械部件时也具有很大优势。事实上，通过提高待处理信号的动态程度可以改进对任何尺寸机械部件的检测，实现该动态程度的提高并未使用电放大装置或电子放大装置，这一点非常有利。

Claims (21)

1.用于检测机械部件(40；50)的位置和/或形状的光电设备，该设备包括：

底座(1)；

待测部件(40；50)的锁定和参照***(31)；

具有光电***(53)的检测装置，所述光电***(53)用于提供指示待测部件(40；50)的至少一些部分(51)的位置的信号；

转动***(26)，所述转动***(26)可以围绕转动纵轴使所述光电***(53)与所述待测部件(40；50)之间进行转动移动；和

处理单元(25)，所述处理单元(25)用于接收所述光电***(53)的信号和提供关于所述待测部件(40；50)的位置和/或形状的信息；

其特征在于，该设备还包括横向平移***(9)，所述横向平移***(9)定义了相对于所述转动纵轴横向的平移轴，并且可以沿着所述平移轴使所述光电***(53)与所述待测部件(40；50)之间进行平移移动。

2.根据权利要求1所述的设备，用于检测具有至少一个基本平的表面(51)的机械部件(40；50)，其中，所述光电***(53)提供有关所述基本平的表面(51)的信号，所述横向平移***(9)用于沿着所述平移轴使所述光电***(53)与所述基本平的表面(51)之间进行平移移动。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述锁定和参照***(31)与所述底座(1)连接，所述光电***(53)与所述转动***(26)连接。

4.根据以上权利要求中任意一项所述的设备，其中，所述光电***(53)与所述横向平移***(9)连接。

5.根据以上权利要求中任意一项所述的设备，其中，所述转动***(26)包括转动台(13)，所述光电***(53)与所述转动台(13)连接。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述转动台(13)与所述横向平移***(9)连接。

7.根据权利要求5或6所述的设备，该设备包括与所述转动台(13)连接的支撑件(15)，所述光电***(53)包括发射器(54)和接收器(55)，所述发射器(54)和接收器(55)与所述支撑件(15)的自由端连接。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述光电***(53)为投影型光电***。

9.根据以上权利要求中任意一项所述的设备，其中，所述平移轴与所述转动纵轴垂直。

10.根据以上权利要求中任意一项所述的设备，其中，所述转动***(26)和所述横向平移***(9)包括相关联的驱动装置(24、27)和相关联的检测装置(29)，所述驱动装置(24、27)和检测装置(29)与所述处理单元(25)连接。

11.根据以上权利要求中任意一项所述的设备，该设备包括纵向平移***(3)，该纵向平移***(3)定义了与所述平移轴垂直的纵轴，所述纵向平移***(3)用于沿着所述纵轴使所述部件(40；50)与所述光电***(53)之间进行相互平移移动。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述纵向平移***(3)包括相关联的驱动和检测装置，该驱动和检测装置与所述处理单元(25)连接。

13.根据以上权利要求中任意一项所述的设备，该设备包括参照块(59)，所述参照块(59)与所述待测部件(40；50)的锁定和参照***(31)固定连接，所述参照块(59)包括表面(58)，该表面(58)定义了所述光电***(53)的参考平面(r)。

14.一种用于检测机械部件(40；50)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(40；50)的锁定和参照***(31)、用于提供指示待测部件(40；50)的至少一些部分(51)的位置的信号的检测装置(53)、以及位于所述锁定和参照***(31)与所述检测装置(53)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***(31)与所述检测装置(53)之间进行转动移动，和

对由所述检测装置(53)在所述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(40；50)的位置和/或形状的信息，

其特征在于以下步骤：

沿着平移轴使所述待测部件(40；50)与所述检测装置(53)之间进行相互平移，所述平移轴相对于所述转动轴横向，

在所述待测部件(40；50)与所述检测装置(53)之间的不同的相互横向位置(A、B)上进行所述转动移动的过程中，由所述检测装置(53)提供所述信号。

15.根据权利要求14所述的方法，该方法用于检测具有至少一个基本平的表面(51)的机械部件(40；50)，其中，在所述待测部件(40；50)与所述检测装置(53)之间的至少两个相互横向位置(A、B)上进行所述转动移动的过程中，由所述检测装置(53)提供指示所述基本平的表面(51)的位置的信号。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述待测部件(40；50)与所述检测装置(53)之间的所述至少两个相互横向位置(A、B)分别位于横向中间位置的两侧。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述待测部件(40；50)与所述检测装置(53)之间的所述至少两个相互横向位置(A、B)与所述横向中间位置之间的距离相等。

18.根据权利要求15至17中任意一项所述的方法，其中，所述对由所述检测装置(53)提供的信号进行处理的步骤包括处理有关虚拟表面(51’)的信号，所述有关虚拟表面(51’)的信号通过将所述待测部件(40；50)与所述检测装置(53)之间的所述至少两个相互横向位置(A、B)上提供的有关所述基本平的表面(51)的信号进行组合而获得。

19.根据权利要求14至18中任意一项所述的方法，该方法用于通过设备进行检测，其中，所述检测装置包括光电***(53)，该光电***(53)用于提供所述指示待测部件(40；50)的至少一些部分(51)的位置的信号。

20.根据权利要求14至19中任意一项所述的方法，该方法还包括以下步骤：沿着与所述转动轴平行的纵轴，使所述锁定和参照***(31)与所述检测装置(53)之间进行相互平移移动，并在到达至少一个横截面(S1、S2)处时停止所述移动，所述检测装置(53)在所述至少一个横截面(S1、S2)处提供所述信号。

21.根据权利要求14至20中任意一项所述的方法，该方法用于检测硬盘存储单元的至少一个滑块(50)的空间布置，其中，被所述锁定和参照***(31)锁定和参照的机械部件(40)具有复杂的形状，并载有所述至少一个滑块(50)。

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