DE10030021A1 - Test device for linear scanning of pole faces in voice coil motor (VCM) system in disk drive, determines magnetic flow density of individual pole faces of VCM system, based on voltage induced in coil - Google Patents
Test device for linear scanning of pole faces in voice coil motor (VCM) system in disk drive, determines magnetic flow density of individual pole faces of VCM system, based on voltage induced in coilInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Testvorrichtung zur linienförmi gen Abtastung von Polflächen in VCM-Systemen.The invention relates to a test device for linear tracing of pole faces in VCM systems.
VCM-Systeme (Voice Coil Motor-Systeme) sind ein wichtiger Be standteil von Festplatten-Laufwerken. Bei Festplatten-Lauf werken werden Voice-Coil-Motoren als lineare magnetische Ak tuatoren verwendet. Der eigentliche Voice-Coil-Motor besteht dabei aus einer E-förmigen magnetischen Struktur, die einen mittigen Luftspalt aufweist, in der sich eine sich bewegende Spule befindet, die beweglich gelagert ist. Dabei herrscht in dem Magnetsystem ein "Magnetfluß" vor, wobei dieser durch den Luftspalt von der oberen Polfläche zu einer unteren Polfläche tritt und von der Spule aufgenommen wird. Sobald die Spule von einem elektrischen Strom durchflossen wird und eine be stimmte magnetische Flußdichte erfährt, wird auf sie eine Kraft ausgeübt. Mit diesen Voice-Coil-Motoren werden die Schreib-/Lese-Köpfe der magnetischen Festplatten-Laufwerke betätigt.VCM systems (voice coil motor systems) are an important feature part of hard disk drives. With hard disk run Voice coil motors will be produced as linear magnetic Ak tuators used. The actual voice coil motor is there thereby from an E-shaped magnetic structure that one has a central air gap in which a moving Coil is located, which is movably mounted. Thereby prevails in the magnet system before a "magnetic flux", this through the Air gap from the top pole face to a bottom pole face occurs and is picked up by the coil. Once the coil is flowed through by an electric current and a be experienced magnetic flux density, it becomes one Exercised strength. With these voice coil motors, the Read / write heads of the magnetic hard disk drives operated.
Bei der Fertigung von VCM-Systemen ist u. a. eine eingehende Qualitätskontrolle der magnetischen Größen, insbesondere der Magnetisierung der Polflächen, der oberen Polfläche und der unteren Polfläche notwendig. Dies wurde bisher durch Gesamt integralbildung der Induktion getätigt, was sehr ungenau und aufwendig war.In the manufacture of VCM systems, a. an incoming Quality control of the magnetic sizes, especially the Magnetization of the pole faces, the upper pole face and the lower pole face necessary. So far this has been through total integral formation of induction, which is very imprecise and was complex.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Testvor richtung zur linienförmigen Abtastung von Polflächen in VCM- Systemen zu schaffen, die ein automatisches, schnelles und genaues Erfassen der magnetischen Kenngrößen der Polflächen ermöglicht. The object of the present invention is therefore a test direction for linear scanning of pole faces in VCM To create systems that are automatic, fast and accurate recording of the magnetic parameters of the pole faces enables.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Testvorrichtung
zur linienförmigen Abtastung von Polflächen in VCM-Systemen
gelöst, welches besteht aus:
According to the invention, this object is achieved by a test device for the linear scanning of pole faces in VCM systems, which consists of:
- - einem zu testenden VCM-System mit einer oberen Polfläche und einer unteren Polfläche, wobei die beiden Polflächen durch einen Luftspalt voneinander getrennt sind,- A VCM system to be tested with an upper pole face and a lower pole face, the two pole faces are separated from each other by an air gap,
- - einer Spule, die in dem Luftspalt horizontal beweglich ein geführt ist und um ihre Spulenachse gedreht wird, und- A coil that is horizontally movable in the air gap is guided and rotated about its coil axis, and
- - einer Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der magnetischen Flußdichten B einzelner Polflächenabschnitte aus den in der Spule induzierten Spannungen U.- An evaluation device for determining the magnetic Flux densities B of individual pole face sections from those in the Coil induced voltages U.
Die Spule weist dabei typischerweise eine langgezogene Ge stalt aus und ist in Axialrichtung gestreckt und transversal stark abgeflacht. Die Spule weist N Windungen auf. Durch Ein dringen der Spule in das senkrecht zur Drehachse der Spule vorherrschende magnetische Feld zwischen den oberen und unte ren Polflächen des zu testenden VCM-Systems wird in die Spule eine Spannung U induziert.The coil typically has an elongated Ge forms and is stretched axially and transversely heavily flattened. The coil has N turns. By one penetrate the coil perpendicular to the axis of rotation of the coil prevailing magnetic field between the top and bottom Ren pole faces of the VCM system to be tested is in the coil a voltage U induced.
Insbesondere wird in die Spule beim Drehen mit einer konstan
ten Winkelgeschwindigkeit ω nach dem Induktionsgesetz eine
Spannung der Größe:
In particular, a voltage of the magnitude is inserted into the coil when rotating at a constant angular velocity ω according to the law of induction:
U = -Nd Φ/dt = -Nd (BA)/dt = -Nd (BA0cosωt)/dt = -NBA0
ωsinωt B × const,
U = -Nd Φ / dt = -Nd (BA) / dt = -Nd (BA 0 cosωt) / dt = -NBA 0 ωsinωt B × const,
wobei U die in der Spule induzierte Induktionsspannung und dΦ/dt die Flußänderungsgeschwindigkeit in der Spule ist. A0 bezeichnet den Querschnitt der Spule, d. h. also die Fläche, die zwischen den Windungen vorgegeben ist. Mit const wird ei ne spulen- und drehzahlabhängige Konstante angegeben.where U is the induced voltage induced in the coil and dΦ / dt is the flow rate of change in the coil. A 0 denotes the cross-section of the coil, that is, the area that is specified between the turns. Const is used to specify a coil and speed-dependent constant.
Demnach ist die Induktionsspannung U bei einer konstanten Drehbewegung der Spule proportional zur Amplitude der zu mes senden magnetischen Flußdichte B. Dieses Prinzip ist schon seit langer Zeit als Wechselstromgenerator bekannt, wurde aber wie oben ausgeführt bisher beim Testen von VCM-Systemen überraschenderweise nicht angewandt.Accordingly, the induction voltage U is at a constant Rotary movement of the coil proportional to the amplitude of the mes send magnetic flux density B. This principle is already has long been known as an alternator, but has been as stated above when testing VCM systems Surprisingly not applied.
In einer ersten Ausführungsform wird die Spule an einem hori zontal schwenkbar gelagerten Spulenarm befestigt. Typischer weise wird dabei die Spule natürlich von einem Motor gedreht, um eine gleichförmige Drehung überhaupt zu ermöglichen.In a first embodiment, the coil is attached to a hori zontal pivotally mounted coil arm attached. More typical wise the coil is of course rotated by a motor, to enable a uniform rotation at all.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung wird die induzierte Spannung U erst einem Vorverstärker zugeführt und dann über einen Analog/Digital-Wandler einer Auswerteeinrichtung, die typischerweise ein Microprozessor innerhalb eines Computers ist, zugeführt.In a preferred embodiment of the present invention the induced voltage U is only a preamplifier fed and then via an analog / digital converter Evaluation device, which is typically a microprocessor inside a computer.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Figur in einem Aus führungsbeispiel veranschaulicht. Dabei zeigt dieThe invention is in the following with reference to the figure in one management example illustrated. The shows
Figur eine schematische Draufsicht auf eine Testvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.Figure is a schematic plan view of a test device according to the present invention.
Wie aus der Figur hervorgeht, besteht die Testvorrichtung 1 in der Hauptsache aus einer sich drehenden und verschwenkba ren Spule 2. Die Spule 2 ist an einem Spulenarm 3 befestigt. Der Spulenarm 3 ist drehbar in der Horizontalen gelagert und wird über eine Welle 4 mittels einem Motor 5 in eine gleich förmige Drehung versetzt. Zwischen der Welle 4 und dem Motor 5 ist eine Kupplung 6 vorgesehen.As can be seen from the figure, the test device 1 mainly consists of a rotating and swiveling coil 2 . The coil 2 is attached to a coil arm 3 . The coil arm 3 is rotatably supported in the horizontal and is set in a uniform rotation via a shaft 4 by means of a motor 5 . A clutch 6 is provided between the shaft 4 and the motor 5 .
Die Spule 2 befindet sich im Luftspalt eines VCM-Systems 10. In der Meßvorrichtung 1 wird die in der sich drehenden Spule induzierte Spannung U erst in einem Vorverstärker 8 amplitu denverstärkt und anschließend von der Welle 4 über den Dreh übertrager 7 mittels einer Signalleitung SL einer stationären Auswert- und Meßeinrichtung (nicht gezeigt) zugeführt. Im vorliegenden Fall ist die Auswerteinrichtung ein Computer und die induzierte Spannung U wird bevor sie in dem Computer gelangt über einen Analog/Digital-Wandler (nicht gezeigt) in ein digitales Signal umgewandelt. Zur Abtastung der gesamten Polfläche des VCM-Systems 10 wird die Spule 2 im Luftspalt von einer Seite zur anderen über einen Schwenkantrieb 9 im Schwenkbereich geschwenkt und die Information über die magne tische Flußdichte B zusammen mit der Winkelposition der Spule 2 aufgezeichnet. Dadurch erhält man den Feldverlauf innerhalb der Polflächen des VCM-Systems.The coil 2 is located in the air gap of a VCM system 10 . In the measuring device 1 , the voltage U induced in the rotating coil is amplified only in a preamplifier 8 and then fed from the shaft 4 via the rotary transformer 7 by means of a signal line SL to a stationary evaluation and measuring device (not shown). In the present case, the evaluation device is a computer and the induced voltage U is converted into a digital signal via an analog / digital converter (not shown) before it reaches the computer. To scan the entire pole face of the VCM system 10 , the coil 2 is pivoted in the air gap from one side to the other via a swivel drive 9 in the swivel area and the information about the magnetic flux density B is recorded together with the angular position of the coil 2 . This gives you the field profile within the pole faces of the VCM system.
Durch eine Positionierung und Zuführung der VCM-Systeme auf einem Förderband 11 ist ein automatischer Testbetrieb mög lich, dabei werden sequentiell VCM-Systeme an die Testvor richtung 1, die sich auf einer Grundplatte 12 befindet, her angeführt und vermessen. Die jeweiligen Datensätze können da bei in der Auswerteeinrichtung abgespeichert werden. Typi scherweise wird die sequentielle Heranführung über einen Com puter, der mit dem die Auswertung durchführenden Computer iden tisch sein kann, durchgeführt. By positioning and feeding the VCM systems on a conveyor belt 11 , an automatic test operation is possible, thereby sequentially VCM systems to the Testvor device 1 , which is located on a base plate 12 , listed and measured here. The respective data records can be stored in the evaluation device. Typically, the sequential introduction is carried out via a computer, which can be identical to the computer performing the evaluation.
11
Testvorrichtung
Test device
22
Spule
Kitchen sink
33rd
Spulenarm
Spool arm
44
Welle
wave
55
Motor
engine
66
Kupplung
clutch
77
Drehübertrager
Rotary transformer
88th
Vorverstärker
Preamplifier
99
Schwenkantrieb
Swivel drive
1010th
VCM-System
VCM system
1111
Förderband
Conveyor belt
1212th
Grundplatte
Base plate
Claims (8)
einem zu testenden VCM-System (10) mit einer oberen Polflä che und einer unteren Polfläche, wobei die beiden Polflä chen durch einen Luftspalt voneinander getrennt sind,
einer Spule (2), die in dem Luftspalt horizontal beweglich eingeführt ist und um ihre Spulenachse gedreht wird, und
einer Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der magnetischen Flußdichten B einzelner Polflächenabschnitte aus den in der Spule (2) induzierten Spannungen U.1. Test device ( 1 ) for linear scanning of pole faces in VCM systems ( 10 ) consists of:
a VCM system to be tested ( 10 ) with an upper pole face and a lower pole face, the two pole faces being separated from one another by an air gap,
a coil ( 2 ) which is horizontally movably inserted in the air gap and is rotated about its coil axis, and
an evaluation device for determining the magnetic flux densities B of individual pole face sections from the voltages U induced in the coil ( 2 ).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE10030021A DE10030021B4 (en) | 2000-06-17 | 2000-06-17 | Test device for linear scanning of pole faces |
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|---|---|---|---|
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| DE10030021A1 true DE10030021A1 (en) | 2001-12-20 |
| DE10030021B4 DE10030021B4 (en) | 2005-05-12 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2000
- 2000-06-17 DE DE10030021A patent/DE10030021B4/en not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JP 07254241 A-In: Patent Abstracts of Japan, Publication Date: 03.10.1995 * |
| JP 61147766 A-In: Patent Abstracts of Japan, Publication Date: 05.07.1986 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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