用于机械加工平坦基材的通用固定装置的制造方法
【专利说明】用于机械加工平坦基材的通用固定装置
[0001]本申请根据35U.S.C.§120，要求2012年8月8日提交的美国申请序列第13/569341号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
[0002]本发明一般地涉及用于在工具加工过程中对工件进行固定的设备和方法，更具体地，涉及可配置用于固定可变尺寸的平坦工件的固定装置组件的系统。
【背景技术】
[0003]计算机数字控制(CNC)和其他类型的自动化机械加工实现了对各种类型的玻璃和其他平坦材料进行快速和精确的机械加工。机械加工的质量及其可重复性部分地取决于玻璃片或者其他工件的固定，从而在整个机械加工过程中将其牢固地固定在位置上并维持牢固地对准。为此，常规实践是设计一种固定装置，其小心地制造成(crafted to)工件的尺寸并且当工件进行加工时施加足够的保持力用于固定工件。固定装置的设计和制造会是一项耗费成本的过程，需要相当量的时间和精密机械加工，目标工件的尺寸是整体设计和性能的一项因素。可以施加各种类型的保持力，包括机械夹持力、磁保持力和真空。必须小心地提供适当量的作用力，而不发生过度约束，以避免损坏工件。
[0004]出于各种原因，真空安装方案是有利的，但是通常导致复杂设计。为了获得表面积上的合适均匀的保持力，对真空通道、分配室以及文丘里管进行小心地设计并且通常需要复杂的选线和确定尺寸。这通常意味着相对于采用机械或其他保持力的固定装置的增加的成本和复杂度。对于保持平坦工件的任意类型的固定装置，固定装置的表面必须非常小心地进行制备，使得其在非常严格容差内是平坦的。但是，甚至是对于以这种方式机械加工的固定装置，也难以确保在处理、设定和机械加工过程中维持这些容差。
[0005]固定装置的成本、复杂度和时间要求不仅对于体积制造还对于原型制造都是相当的挑战。对于原型制造和取样要求快速周转。符合该要求并维持加工质量的能力会是有效响应消费者要求和符合时间关键目标的一项决定性因素。通常，对于原型制造过程的固定装置是一项瓶颈。
[0006]因此，可以理解的是，存在对于至少符合以下这些目标的固定装置方案的需求:
[0007](i)可配置用于各种尺寸的平坦玻璃基材；
[0008](ii)能够保持和维持严格容差，使得在机械加工过程中，玻璃或其他基材维持合适的平坦状态；
[0009](iii)能够为各种尺寸的基材提供均匀真空；
[0010](iv)能够快速地配置用于特定基材和尺寸，并允许校正措施来校正CNC或者其他机械加工工具的工件表面的不规则；以及
[0011](V)维持工件表面质量，使得对于表面的破坏，例如刮痕和磨损，最小化。
[0012]用于玻璃和其他平坦基材的常规固定装置方案符合部分这些要求，但是通常难以以令人满意的方式符合所有这些要求。
【发明内容】
[0013]本发明的一个目的是改进用于加工玻璃和其他平坦基材的固定装置的技术。考虑到该目的，本发明提供了用于对工作平台安装平坦工件的固定装置设备，该设备包含:
[0014]至少第一和第二独立安置的真空安装元件，其中每个所述真空安装元件具有:
[0015](i)具有下接触表面和夹持表面的基座，所述下接触表面抵靠工作平台安装，所述夹持表面与所述下接触表面间隔开；
[0016](ii)凸起部分，该凸起部分与下接触表面呈直角延伸，该凸起部分具有与下接触表面平行的上接触表面以抵靠平坦工件安置，其中下接触表面和上接触表面之间的高度尺寸是均勾的，在+/-0.02mm之间；以及
[0017](iii)在所述凸起部分中挖空的真空室，所述真空室与真空口流体连通，用于通过真空室提供真空作用力以将工件固定于上接触表面。
[0018]本发明的优点是能够适应各种不同的工件尺寸且仍能为所述工件提供均匀的夹持力的能力。工件可以被牢固地固定，没有倾斜。本发明的实施方式进一步提供了能够为CNC或者其他机械加工工具的工作平台表面的不规则之处提供校正的方案。可以快速设定本发明的固定装置以符合特定工件的需求，并且所述固定装置可用于可变的真空级。
[0019]本发明可能存在其他所需的目的、特征以及优点，或者它们对本领域技术人员是显而易见的。本发明由所附权利要求书所限定。
[0020]在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。
[0021]应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。【附图说明】了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
[0022]附图简要说明
[0023]图1A显示了用于对机械加工的工作平台安装玻璃工件的示例性固定装置设备的侧视图。
[0024]图1B是图1A的侧视图所对应的俯视图。
[0025]图1C显示了图1A布置的透视图。
[0026]图2是显示了图1A-1C的示例性真空连接和安装布置的路径选择的俯视示意图。
[0027]图3A是显示了如何形成真空安装元件的平面图。
[0028]图3B是显示了配备用于真空连接和安装的图3A的真空安装元件的透视图。
[0029]图4是显示了使用本发明的固定装置的示例性夹具布置的俯视图。
[0030]图5是显示了用于固定装置定位的任选的对准导向装置的透视图。
[0031]图6A、6B和6C显示了使用两个真空安装元件的不同配置的俯视图，所述真空安装元件用于固定较小工件。
[0032]图7A是用于不规则工作平台表面上的本发明固定装置的侧视图。
[0033]图7B显示了对于图7A所示的不规则工作平台表面的校正。
[0034]图8A是在用于形成具有多真空安装元件的装置的最初制造阶段中的经机械加工的块的透视图。
[0035]图8B是图8A的经机械加工的块的俯视图。
[0036]详细描述
[0037]在本文中通过图示和描述来说明根据各个实施方式的设备的操作以及制造的关键原理，但是这些附图不一定按照实际尺寸或比例绘制。可能需要一些夸大来强调基本结构关系或者操作原理。例如，在本文中所给出的多个附图中，放大了组件之间的间距以改善可见性和描述。以下描述强调了机械加工应用；然而本发明的实施方式可以更一般地用于任意类型的平坦工件的加工，其中有利于在加工时将工件牢固地固定在位置中。
[0038]在本文中，诸如“顶”和“底”或者“上”、“下”、“上方”和“下方”的术语是