专利名称：将磁头悬浮组件凸毂与用于磁盘驱动器组件的致动器臂凸毂孔对准的系统和方法
将磁头悬浮组件凸毂与用于磁盘驱动器组件的致动器臂凸毂孔对准的系统和方法技术领域背景技术
计算装置通常用于工作，家庭，以及其他各个地方。计算装置有利地允许电子通信、数据共享(例如文档，图片，音乐，电影等)、专用应用软件的使用，以及通过因特网和其他计算机网络访问电子商务信息。
术语计算装置通常指桌面计算机、服务器计算机、膝上型计算机、移动计算装置 (例如，个人数字助理(PDAs)，手机等)，以及任何其他类型的计算机系统。计算装置通常包括处理器、存储器以及其他类型的电子装置，例如磁盘驱动器。
磁盘驱动器通常采用可动磁头致动器频繁访问存储在磁盘上的大量数据。磁盘驱动器的一个示例是硬盘驱动器。常规硬盘驱动器具有包括至少一个磁盘(“盘”)的头盘组件(“HDA”)，将磁盘安装在快速转动磁盘的主轴电机上的磁盘钳和磁盘紧固件，以及包括可动致动器臂的磁头臂组件(“HSA”)和具有用于读写数据的、可动转换器磁头的磁头悬浮组件(“HGA”)。HSA形成伺服控制系统的部件，其在磁盘特定磁道之上定位可动磁头以便分别从磁道上读信息或写信息到磁道。
由于磁盘驱动器行业的成本竞争，磁盘驱动器的元件需要以非常精确和经济有效的方式装配。为了经济有效，磁盘驱动器的复杂元件，例如HAD、磁盘钳、磁盘、主轴电机、 HSA、致动器臂、HGA等需要以非常快速的方式和非常低的错误率装配-即使许多元件需要高精度装配。而且，这些元件中的许多类型常常需要将碎片和污染颗粒保持为最少的非常洁净的方式装配。进一步地，由于磁盘驱动器被用户越来越积极地用作标准硬盘驱动器、企业级硬盘驱动器、移动外置磁盘驱动器，和/或用于例如膝上型和移动装置(例如，PDA、手机等)的较小计算装置上，他们日益需要越来越小的元件以便装备。
特别地，小型化移动/企业级硬盘驱动器需要使用相对小磁头臂组件(HSA)的装配过程，磁头臂组件(HSA)包括致动器臂和HGA，其具有严格的公差，尤其是在凸毂对准方面。不幸地，因为HGA和致动器臂在尺寸上日益变得越来越小，采用常规装配机构将HGA装配到致动器臂上非常困难。
特别地，目前的将HGA装配到致动器臂的制造过程，由于HGA和致动器臂日益变得更小，导致性能问题、装配错误、污染问题以及产量问题等。具体地，许多产量问题产生的原因是，在装配过程期间，由于HGA的凸毂与致动器臂未对齐，许多磁盘驱动器被拒收。产量问题的特殊示例是，在将HGA的凸毂安装到致动器臂的HSA装配过程中，发生的大失准误差和堵塞导致不正确装配和引起许多磁盘驱动器的故障。不幸地，鉴别失准问题和重做装配过程对于维护技术员/工程师来说是非常耗时的。
因此，提供如下方法和系统是有益的将HGA的凸毂对准致动器臂凸毂孔以便安装HGA到致动器臂以减少潜在的对准问题，从而减少磁盘驱动器装配故障、颗粒污染以及装配停工时间。发明内容
图I示出用于本发明实施例的致动器臂和HGA示例的示意图。
图2示出根据本发明一个实施例的用于将HGA的凸毂和致动器臂凸毂孔对准的制造系统不意图。
图3示出根据本发明一个实施例的用于将HGA的凸毂和致动器臂凸毂孔对准的系统示意图。
图4示出根据本发明一个实施例的对准销位置相对于致动器臂凸毂孔的由照相机拍摄的照相机视图不意图。
图5示出根据本发明一个实施例的已经移动后的对准销照相机视图额外示意图。
图6示出根据本发明一个实施例的将HGA的凸毂和致动器臂凸毂孔对准过程的流程图。
具体实施方式
参考图1，其描述了可以用于本发明实施例的致动器100的示例的示意图。众所周知，磁盘驱动器可以包括主轴，其旋转地安装在磁盘驱动器基部，用于转动安装在主轴上的磁盘。磁盘驱动器可以具有单个磁盘或可以具有多个磁盘。磁盘驱动器可以进一步包括可旋转安装在磁盘驱动器基部的致动器100。致动器100可以包括支持磁头悬浮组件(HGA) 118的致动器臂114。音圈马达可以转动致动器100通过有限角度范围，以便HGA118可以相对于具有磁盘上的信息的更多轨道中的一个如期望地定位。在磁盘驱动器操作期间，致动器100在磁盘之上带动HGA118的磁头120。致动器100可以是磁头臂组件(HSA)的一部分。应当明白HSA，致动器，HGA等在本领域中是公知的，并且这仅是一个示例，仅作简短描述。
观察这个致动器100的特定示例，致动器100可以包括安装到致动器臂114的具有磁头120的HGA118。致动器110包括具有枢转孔158的本体部分155，其中枢转孔158 用于接收枢转轴承衬套(未示出)。致动器臂114可以包括从本体部分155悬臂的一对平行的致动器臂174和176，以及从本体部分150悬臂的音圈组件160，该音圈组件160与致动器臂114方向相反并由转动致动器100的音圈马达(VCM)(未示出)使用。众所周知，音圈组件160可以包括安装在一对叉形件164与VCM之间的音圈162，其中VCM具有可以用于基于音圈162旋转致动器100的磁体，以便形成VCM组件，从而促使致动器100围绕枢转口而旋转。
应当明白致动器100、VCM、HGAl 18等及其在磁盘驱动器中的使用在本领域中是公知的。在这个特殊示例中，HGAl 18安装在致动器臂114内的狭槽178中，狭槽178在具有凸毂孔172的平行致动器臂174与176之间。特别地，HGAl 18的具有开口 171的凸毂170 安装到致动器臂174的凸毂孔172中，以便将HGA118安装到致动器臂114。HGA118可以安装在致动器臂174与176之间，使得HGA118的尾部180分别安装在致动器臂174与176的狭槽182中。众所周知，VCM可用于控制HGA118的磁头120相对于用于写和/或读数据的磁盘的位置。应当明白HGA118、致动器100、VCM以及磁盘驱动器的操作是公知的，然而， 下文中描述的本发明实施例涉及新颖且非显而易见的系统和方法，以用于将磁盘驱动器组件的HGA118的凸毂170和致动器臂114的凸毂孔172对准。在下文中，术语致动器臂114 可以指的是致动器臂174或致动器臂176。
现转向图2，其示出将HGA118的凸毂和致动器臂114的凸毂孔172对准的制造系统200的示意图。制造系统200可以包括底壁209和安装于其上的后壁210。从后壁210 延伸并且安装到底壁209的突出安装部分220包括突出的第一销222和突出的第二销224， 其抵靠音圈组件160的叉形件164安装，从而将致动器100固定到位。进一步地，弹簧加载固定紧固件230可以进一步延伸穿过枢转孔158以便将致动器100固定到位。而且，制造系统200可以包括会在下文中更为详细讨论的根据本发明实施例的对准销机构230，其从后壁210延伸并用于将HGA118凸毂对准致动器臂114的凸毂孔172。
另外，制造系统200可以包括安装到底壁209并从后壁210突出的HGA托架250。 HGA托架250可以包括U形通道254和大致三角形的隔板256，HGAl 18安装于U形通道254 中，并且隔板256位于HGAl 18的臂119之间。在装配期间，HGA托架250将HGAl 18固定到位。而且，制造系统200还可以包括从HGA托250延伸的型锻键(swage key) 260，其具有四个手指形部件262以及紧靠HGAl 18和致动器臂114的凹槽263，以便将HGA118的凸毂固定于中心并将其与致动器臂114的凸毂孔172对准，如后面所述。
参考图3，图3示出将HGA118的凸毂与致动器臂114的凸毂孔172对准的系统300 的示意图。在系统300中，示出了对准销机构230的部件，其包括邻近致动器臂114的凸毂孔172的对准销304和联结到对准销304的致动器310。致动器臂114的凸毂孔172示出为系统200的部件的一部分。系统300还利用了成像装置309。进一步地，计算装置314通过链路303和305联结到致动器310和成像装置309。
计算装置314可用于执行的操作包括命令成像装置309拍摄(例如，线311)照片并产生对准销304相对致动器臂114的凸毂孔172位置的图像；命令HGA118定位于致动器臂114中，使得HGA的凸毂170邻近致动器臂114的凸毂孔172 ;并且基于该图像，命令致动器310移动对准销304，使得对准销304相对致动器臂114的凸毂孔172是同心的，并且移动对准销304穿过HGA188的凸毂170的开口 171，使得HGA的凸毂是同心的并与致动器臂的凸毂孔174对准。
在一个实施例中，致动器310可以包括以水平方向移动对准销304的第一致动器 330 (致动器y轴)和以竖直方向移动对准销304的第二致动器332 (致动器z轴)。第一致动器330和第二致动器332可以是电子致动器。在一个实施例中，第一致动器330和第二致动器332可以是纳米级致动器。在这个示例中，纳米级致动器用大约+/-I毫米的冲程和至少+/-I微米的精度操作。而且，在一个实施例中，成像装置309可以是照相机。
此外，在一个实施例中，可以联结于计算装置314的分离的控制器可以与成像装置309 —起使用，用以控制成像装置309。另外，联结于计算装置314并且可以用于控制电子/纳米级致动器330和332的一个或更多分离的控制器可以与电子/纳米级致动器330 和332 —起使用。
参考图4，图4示出对准销304位置相对于致动器臂114的凸毂孔172的、由照相机309拍摄的照相机视图402的示意图。其还示出照相机图像的十字线420。由图4可以看出，销304明显偏离致动器臂114的凸毂孔172的中心。并且，可以看出若HGA的凸毂 170存在，也会明显偏离致动器臂114的凸毂孔172的中心。
参考图5，照相机视图503的另一示意图示出已经移动后的对准销304。在该过程中的此刻，HGA已经定位到致动器臂114中，使得HGA的凸毂170邻近致动器臂114的凸毂孔172。由图5可以看出，基于图像503，致动器310在z和y方向510移动对准销304，使得对准销304相对致动器臂117的凸毂孔172是同心的，并且已经移动穿过HGA的凸毂170 的开口 171，使得HGA的凸毂170是同心的并且与致动器臂114的凸毂孔172对准。在一个实施例中，应当明白为了实施这个过程，照相机309的图像以及y和z致动器330和332 的移动可以由计算装置314控制。
参考图6，其示出将HGA的凸毂与致动器臂的凸毂孔对准过程的流程图600。在块 610，准备处理致动器臂114。在块615，照相机309拍摄致动器臂凸毂孔172和对准销304 的照相机视图402。在块620，将HGAl 18置于致动器臂114中的已知位置。在块625，基于照相机309之前拍摄的图像402的结果，对准销304移动到最佳位置。特别地，对准销304 同心插入到致动器臂凸毂孔172中，并进而穿过HGA的凸毂170的开口 171，以便将HGA的凸毂与致动器臂的凸毂孔对准。通过这种方式，HGA的凸毂170与致动器臂114的凸毂孔 172对准。
下一步，在块630，具有四个手指形部件262和凹槽263的型锻键260(例如，参见图 2)可以用于将HGA118与致动器臂114紧靠在一起，以便将HGA118的凸毂170固定于中心并与致动器臂114的凸毂孔172对准。接着，可以移开对准销304。应当明白，控制HGA118 移动、照相机、致动器310的移动以及实施其他之前描述功能的过程步骤600可以在计算装置314的控制下实施。
在这以后，可以使用型锻/旋锻(swaging)工艺将HGA118的凸毂170安装到致动器臂114的凸毂孔172，使得HGA118正确地安装到致动器臂114。在一个实施例中，可以使用如下型锻工艺，其中多个型锻冲压球(press ball)(例如，3个冲压球)插入凸毂170的开口 171，以便将HGA118的凸毂170型锻到致动器臂114的凸毂孔172。应当明白这个型锻过程作为磁盘驱动器装配过程的一部分可以在之前描述的制造站200中实施，或在不同制造站中实施。
通过这种方式，其提供了将HGA118的凸毂170主动对准致动器臂114的凸毂孔 172的、很少有对准问题的非常精确的有效方式，从而最小化颗粒污染和制造停工时间。这对于小型化移动/企业级磁头臂组件来说是特别有用的。实际上，作为装配型锻过程的一部分，其提供了将HGAl 18的凸毂170主动对准致动器臂114的凸毂孔172的高效方法。这会明显增加HGA堆栈过程中的产量。进一步地，这个过程明显减少由像脱模(striping)、脱皮(scarping )、凹陷等的失准问题导致的损害。
之前描述的功能可以由计算装置314的软件/固件/中间件等实施。然而，应当明白可以使用多种电子装置执行这些功能，例如各种类型的线路、处理器、控制器等。
应当明白，为了本说明书的目的，术语“处理逻辑单元(PLU)”，“处理器”，“控制器”，“计算机”等指的是能够执行一系列指令并且应该包括但不限于通用微处理器，专用微处理器，中央处理器单元(CPU)，数字信号处理器(DSP)，专用集成电路(ASIC)，多媒体控制器，信号处理器，微控制器等的任何机器或逻辑的集合。
因此，本发明各实施例的组件可被用作硬件、软件、固件、微码或其组合。当用于软件、固件或微码中时，本发明的实施例中的元素为包括执行所需任务的所需指令的程序代码或代码段。代码段可以表示程序、功能、子程序、程序、例行程序(routine)、子例行程序、 模块、软件包、或指令、数据结构或程序内容的任意组合。
程序、指令或代码段可以存储在处理器可读介质中。“处理器可读或可存取介质” 可以包括能够存储、传输或转移信息的任何介质。可存取介质的示例包括电子电路、半导体存储器装置、只读存储器(ROM)、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、压缩磁盘(CD-ROM)、光盘、 硬盘、光纤介质、射频(RF)链路等。代码字段可以通过例如因特网、以太网等的计算机网络下载。处理器可读或可存取介质可以包括当由处理器或电路存取时，促使处理器或电路执行本文描述的操作的数据。术语“数据”在此处指的是被编码以用于机器可读目的的任何类型信息。因此，其可以包括程序、代码、数据、文件等。
虽然已经在特定实施例中描述了本发明实施例及其各种电气、机械和功能元件， 应当明白本发明实施例能够以多种不同电气、机械和功能元件及其结合体实施。而且，虽然一个特定实施例被描述为用于磁盘驱动器制造过程，但本发明实施例可以用很多其他类型的制造过程制造各种不同类型的装置来实施。
权利要求
1.一种用于将磁头悬浮组件(HGA)的凸毂与致动器臂的凸毂孔对准以便将所述HGA安装到所述致动器臂的系统，所述系统包括 邻近所述致动器臂的所述凸毂孔定位的对准销； 联结至所述对准销以移动所述对准销的致动器； 成像装置；以及 联结到所述致动器和所述成像装置的计算装置，所述计算装置执行的操作包括 命令所述成像装置产生所述对准销相对于所述致动器臂的所述凸毂孔的位置的图像； 命令所述HGA在所述致动器臂中定位以使得所述HGA的所述凸毂邻近所述致动器臂的所述凸毂孔；以及 基于所述图像，命令所述致动器移动所述对准销，使得所述对准销相对于所述凸毂孔同心，并且命令所述致动器移动所述对准销穿过所述HGA的所述凸毂的开ロ，使得所述HGA的所述凸毂与所述致动器臂的所述凸毂孔同心且对准。
2.根据权利要求I所述的系统，其中，所述致动器包括在水平方向移动所述对准销的第一致动器以及在竖直方向移动所述对准销的第二致动器。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一和第二致动器是电子致动器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一和第二致动器是纳米级致动器。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述纳米级致动器以大约+/-I毫米的冲程和至少+/-I微米的精度操作。
6.根据权利要求I所述的系统，其中，所述成像装置是照相机。
7.根据权利要求I所述的系统，进ー步包括型锻键，该型锻键保持所述HGA的所述凸毂与所述致动器臂的所述凸毂孔同心且对准。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，利用型锻エ艺将所述HGA的所述凸毂安装到所述致动器臂的所述凸毂孔，使得所述HGA安装到所述致动器臂。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述型锻エ艺利用多个型锻冲压球。
10.一种用于将磁头悬浮组件(HGA)的凸毂与致动器臂的凸毂孔对准以便将所述HGA安装到所述致动器臂的方法，所述方法包括 将所述对准销邻近所述致动器臂的所述凸毂孔定位； 命令成像装置产生所述对准销相对于所述致动器臂的凸毂孔的位置的图像； 命令所述HGA在所述致动器臂中定位，使得所述HGA的所述凸毂邻近所述致动器臂的所述凸毂孔；以及 基于所述图像，命令所述对准销的移动，使得所述对准销相对于所述凸毂孔同心，并且移动所述对准销穿过所述HGA的所述凸毂的开ロ，使得所述HGA的所述凸毂与所述致动器臂的所述凸毂孔同心且对准。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述对准销由致动器定位，所述致动器包括在水平方向移动所述对准销的第一致动器以及在竖直方向移动所述对准销的第二致动器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一和第二致动器是电子致动器。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一和第二致动器是纳米级致动器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述纳米级致动器以大约+/-I毫米的冲程和至少+/-I微米的精度操作。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述成像装置是照相机。
16.根据权利要求11所述的方法，进ー步包括利用型锻键保持所述HGA的所述凸毂与所述致动器臂的所述凸毂孔同心且对准。
17.根据权利要求16所述的方法，进ー步包括实施型锻エ艺，以将所述HGA的所述凸毂安装到所述致动器臂的所述凸毂孔，使得所述HGA安装到所述致动器臂。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述型锻エ艺利用多个型锻冲压球。
全文摘要
一种将磁头悬浮组件凸毂与用于磁盘驱动器组件的致动器臂凸毂孔对准的系统和方法。本发明公开了一种方法和系统，其包括邻近致动器臂(AA)的凸毂孔(BH)定位的对准销；联结至对准销以移动该对准销的致动器；成像装置；以及执行下列操作的计算装置命令成像装置产生对准销相对AA的BH位置的图像；命令HGA在AA中定位，使得HGA的凸毂邻近AA的BH；以及，基于图像，命令致动器移动对准销，使得对准销相对BH是同心的，且移动对准销穿过HGA的凸毂的开口，使得HGA的凸毂与AA的BH同心且对准。
文档编号G11B5/58GK102982813SQ201210326619
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月5日 优先权日2011年9月6日
发明者J·万加尔-拉玛莫西, O·C·奥索里奥 申请人:西部数据技术公司