用于机械加工平坦基材的通用固定装置的制造方法_3

文档序号:9203616阅读:来源:国知局
夹持到工作平台的单个点位上,并将其他安装元件与夹持的安装元件连接,还可以容易地解决机械过约束的潜在问题。
[0049]因为本发明的真空安装元件可以用正交表面表征,如本文中所给出的例子,所以安装元件与工件12的对准以及安装元件的相互对准是简单易行的。例如,如图3A所示的真空安装元件20c,对L形凸起部分26的侧面进行机械加工以在它们之间提供90度的角度。有利地,本发明的实施方式没有严格的规则控制每个加工元件对于工件的相对位置。可以改变工件边缘的退进距离(setback distance),图1C中显示为悬垂距离D1,且可以大于当使用常规固定尺寸的固定装置时所允许的悬垂距离。例如,对于典型的机械加工的玻璃,常规固定的悬垂距离小于约1-1.75mm ;作为比较,本发明的实施方式允许约1mm范围的最大悬垂距离D1。此能力可以导致磨损的减少以及总体提升的表面质量。
[0050]本发明的实施方式提供的另一个优点涉及安装元件之间的灵活间距。特别感兴趣的是相邻凸起部分26之间的距离,图1C中显示为间距D2。该距离可以非常小,例如对于下文所述的小工件。或者,例如对于一些玻璃材料,取决于诸如所使用的机械加工技术、真空级和真空类型、尺寸体积安装的工件的厚度之类的因素,可以使用高至40-50mm的间距。这些相同的因素还可以影响在特定的应用中使用多少真空安装元件。
[0051]图5的透视图显示了任选的对准导向装置60,根据本发明的一个实施方式,所述对准导向装置60起了帮助调节安装元件相对于工件12的边缘的位置的作用。对准导向装置60靠着一个或多个安装元件的凸起部分26的侧安装,用于置于工件下方且可以对于不同工件尺寸进行调节。或者,对准导向装置60可用于靠着基座22的侧或者边缘。在其他实施方式中,提供了任选的对齐销和其他特征(未示出),结合到基座中用于对准固定装置设备10中的工件。
[0052]本发明的实施方式还允许安装较小的工件用于机械加工,例如小至约1.5英寸x2.36英寸或更大的玻璃。图6A、6B和6C显示了两个真空安装元件20f和20g的不同配置的俯视图,所述真空安装元件20f和20g用于固定较小的工件12板。在这些实施方式中,第一和第二真空安装元件20f和20g的凸起部分26设置在工件12的对角线上。每个真空安装元件20f和20g在接触工件12的平面具有L形接触表面28 (图3A)。如该图所示以及如上前述,真空安装元件20f和20g可以以可变的距离相互间隔开,或者可以相互接触或者相互首尾相连。如所示,所使用的安装元件可以具有直角形状,或者可以呈现对于支撑的平坦工件合适的一些其他表面形状。
[0053]作为机械加工设备的部分所提供的工作平台14理想是平的。但是,在实际中,工作平台14可能具有表面瑕疵或者可能被破坏;本发明的实施方式允许校正工作平台14的问题。图7A显示了具有缺陷区域的工作平台14,诸如“低点”的缺陷区域可能导致工件12不合乎希望的倾斜,为提高清晰度放大了细节。即使轻微量的倾斜或者平坦度瑕疵都可能导致工件12后续机械加工的问题。图7B显示了根据本发明实施方式提供的如何对工件14表面的该缺陷和其他缺陷或者不规则进行校正。选择性地使用一个或多个调节元件58,插入到接触表面24和工件14之间以对一个或多个真空安装元件(例子中所示为20d和20e)的高度进行重新调节。可以使用条带或者其他合适的材料作为调节元件58。
[0054]MM
[0055]本发明实施方式的一个特征是制造多个离散真空安装元件的能力,所述多个离散真空安装元件的高度H基本上是一致的(如图3A所示),所提供的高度H在接触表面24和28之间是+/-0.02mm之间均匀的或更好,更优选地是约+/-0.0lmm之间均匀的或更好。难以使用常规方法模塑或者机械加工单独部件来实现该水平的精度。根据本发明的一个实施方式,通过如下方式形成多个真空安装元件:成形或机械加工单个金属块,形成具有均匀高度的元件,然后从机械加工过的块切割每一个单独安装元件以钻孔和装配用于空气连接和可任选的夹持特征的元件。被机械加工的金属块可以是铝、钢或者其他适合形成真空组件的材料。其中,使用磁力用于夹持,可以机械加工磁化材料以形成真空安装元件。
[0056]图8A的透视图显示了用于形成具有多个真空安装元件的装置的最初制造阶段中的机械加工过的块70。图8B显示了该布置的平面图。一系列正交切割平面72和74显示,在块被机械加工之后,至少立即使用了一些切割以从所述块中分隔单独安装元件。在这些图中标出了少量的真空安装元件20a、20b、20c、20d和20e。对于所示的具体例子,从单个经机械加工的块70制造了一组22个单独的真空安装元件。如所示,可以改变从单个金属块制造的真空安装元件的凸起部分26的形状,例如圆形、具有直角或者L形、或者大致线形或大致矩形,如圆角矩形,以提供对于支撑的工件的相应表面。应注意的是,可以使用对于工具制造领域技术人员所熟知的方法和技术,优化沿着切割平面72和74切割的顺序,用于改进质量和效率。根据本发明的一个实施方式,可以使用线切割或者其他合适的切割方法以从经加工的材料块分隔开单独的真空安装元件。
[0057]用于产生从相同金属块中产生一组真空安装元件的一系列示例性制造步骤如下所示:
[0058](i)机械加工一组真空安装元件的凸起部分26。
[0059](ii)机械加工挖空的真空室40,所述真空室40位于每个凸起部分26中。
[0060](iii)加工真空安装元件的基座,以靠着CNC或者其他工作平台安装。
[0061](iv)钻取用于空气连接器的空气连接孔和螺,其中所述空气连接器在经机械加工的块70中是可达到的(即,对于沿着块外围的真空安装元件是初次的)。
[0062](V)研磨经机械加工的块70的上表面以对于每个真空安装元件得到高度均匀的高度。
[0063](vi)进行连续分隔切割,例如沿着切割平面72和74,使安装元件相互分隔开。
[0064](vii)在块中进一步完成对于安装元件的空气连接钻取。
[0065](viii)对每一元件固定空气连接器,例如快速连接空气连接器,以便于配置。
[0066](ix)进行最终制备和耐腐蚀性处理。
[0067]步骤(iv)、(vii)和(viii)为每个分隔开的真空安装元件分别装配了与相应真空室流体连通的真空口,实现与源30的真空连接(图2)。通过真空室40 (图3A、3B)拉或者抽出以空气施加的真空作用力,牢固地抓牢了工件的表面。
[0068]本发明的实施方式提供了固定装置方案,所述固定装置方案对于各种尺寸的平坦玻璃基材是高度可配置的,并且能够支持并维持严格容差,使得在机械加工过程中玻璃基材或者其他基材维持在一个合适的平坦条件下。应理解的是,优于每份+/-0.02mm或者甚至优于每份+/-0.0lmm之内的严格容差还实现了分隔的真空安装元件的相互高度匹配。单独真空安
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