专利名称：平表面的空气支承组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气支承组件，具体来说，涉及用于平基底处理和测量的空气 支承组件。
背景技术：
诸如玻璃基底那样的平基底可能在切割或任何其它处理之后被检査以发现 可能影响空气支承组件上基底质量的应力变形。空气支承组件通常是具有平的 上表面的单块花岗岩。该花岗岩通常很厚以确保获得实心、稳定和平坦的平台。 一般地，希望在基底和空气支承组件的上表面之间施加空气压力(或其它流体) 或形成真空压力。由遍布整个空气支承表面组件设置的空气孔和真空孔的组合 来输送真空压力和空气压力。真空压力和空气压力用来固定基底(例如，为试 验目的)或使基底在空气支承组件上方的规定飞起高度上悬浮，以便可进行操 作和检查。
空气压力和真空压力分别通过空气孔和真空孔施加到基底上。空气孔和真
空孔遍布整个空气支承组件地布置，以确保合适的飞行高度并保持基底的平面 度。没有真空孔的话，空气压力会更加可能形成在基底中心处，因为通过空气 孔提供的空气不容易从基底和空气支承组件之间逃逸。相比之下，空气更容易 越过基底边缘来逃逸。在基底中心形成的空气压力致使基底弯曲和变形。通过 真空孔提供的真空压力有助于防止过度空气压力形成在基底中心。因此，通过 空气孔和真空孔在基底的整个表面上保持均匀的压力，可控制基底的平面度。
一般地，空气孔和真空孔延伸通过也很厚的空气支承组件的全部厚度。遗 憾的是，钻透整个组件的空气孔和真空孔减弱了空气支承组件的整体结构完整 性。此外，穿过诸如花岗岩那样坚硬物质钻出小直径的孔极其困难。在钻这样 的孔所遇到的诸多问题中，特别是有可能孔不是沿合适的轴向方向延伸(诸如 垂直于花岗岩的平的上表面)，孔的横截面形状不合适(例如，不是圆形而呈
5椭圆形)，或用来钻孔的钻头损坏。由于空气支承组件的整体结构完整性对于 维持组件稳定、平的上表面很重要(例如，操作和处理基底)，所以传统的表 面组件不能达到完全的满意。
因此，本技术领域内需要一种空气支承组件，其允许单独的空气管线和真 空管线安装在组件内，而不必钻透组件的整个厚度。
发明内容
本文描述一种平表面的空气支承组件以及组装该空气支承组件的方法。该 空气支承组件包括上部、下部和多个间隔件，上部具有支承基底的基本上平的 顶表面，下部用来提供刚度和对上部的支承，间隔件位于上部和下部之间，使 上部和下部保持间隔开的关系。间隔件允许单独的空气管线和真空管线放置在 上部和下部之间。这些空气和真空管线用来控制空气支承组件上部的顶表面上 的空气床。
该方法描述了如何组装空气床组件。
一旦组装之后，整个空气支承组件提 供与单块式空气支承组件相同的刚度，同时允许空气供应达到上部的上表面。 多块式基部组件允许在花岗岩或类似材料的较薄的上部内有多个小直径孔，并 提供合适的刚度来达到基部组件上表面上的低允差的平面度。
从以下结合附图的描述中，本技术领域内的技术人员将会明白本发明其它 方面、特征和优点。
为了说明的目的，图中示出了目前较佳的各种形式，然而，应该理解到， 本发明不局限于所示的具体结构和手段。
图1是根据本发明一个或多个实施例的具有多个穿过空气支承组件上部的 孔的空气支承组件分解的立体图2是图1空气支承组件的组装图3是图1空气支承组件的上部的底表面的平面图4是图1所示空气支承组件的上部的顶表面的平面图5是图1所示空气支承组件的剖视图；以及图6是组装图l所示空气支承组件的方法的流程图。在该流程图中，附图 标记具有如下含义601:开始；600:提供空气支承组件的下部和上部；602: 穿过上部钻孔，其密度足够高以实现空气支承功能，但密度也足够低以允许无 干扰地布置间隔件；604:将间隔件附连到上部而不与孔干扰并确保间隔件的 布置仍能保持上部的平面度；606:将空气供给导管和真空导管布线成从上部 周缘越过间隔件到达孔；608:倒置上部并将其安置在下部上；610:结束。
具体实施例方式
参照附图，其中，相同的附图标记表示相同的元件，图1-5从不同视点示 出空气支承组件100。
图1是空气支承组件100的分解立体图。空气支承组件100提供基本上平 的表面101，可从该平表面101利用空气垫在基底(未示出)上进行操作。空 气支承组件100包括上部102、多个间隔件106,至106n (总称106)、多个空 气/真空管线108,至108J总称108)、以及下部110。这些元件协配来支承(例 如，悬浮或固定就位)空气支承组件100的上部102上方的空气床上的基底。 空气床可用于诸如干燥和固化基底的各种过程。基底还可被测量、切割成一定 规格以及检查组件上的应力裂纹和其它缺陷。举例来说，基底可以是玻璃基底、 玻璃陶瓷基底等。
上部102安置在下部110上，上部通过多个间隔件106在功能上与下部分 离。在本发明的一个或多个实施例中，上部102还包括多个从上部102的顶表 面101延伸到底表面109的孔(或钻孔)104,至104n (总称104)。单独的空 气/真空管线108联接到每个孔104，以向上部102的顶表面提供空气压力和真 空压力。在可替代的实施例中， 一个空气/真空管线可服务一个以上的孔104， 或一个以上的管线108可服务同一个孔104。
孔104的密度足够高以对基底进行空气支承，而不是高得会损害上部102 的结构完整性，尤其是在上部由花岗岩形成的时候。孔104的密度还足够低以 可使用足够数量的间隔件106来使上部102相对于下部IIO保持基本上均匀的 平面度。可替代地或添加地，孔104的密度足够低以使间隔件106可足够靠近 地定位，以使上部相对于下部保持基本上均匀的平面度。在一个或多个实施例
7中，孔104的布置和密度应使多个间隔件106以基本上均匀的阵列设置。孔104 的布置和密度应使每个间隔件106的表面面积足够大，以便共同地支承上部 102并使上部102相对于下部IIO保持基本上均匀的平面度。
组件100的下部IIO可厚于上部102，并对组件IOO提供刚度和支承。在本 发明的一个或多个实施例中，下部110厚度可以约为28英寸，而上部厚度可 以约为10英寸。在本发明的一个或多个实施例中，下部110厚度可高达约36 英寸，而上部102厚度可从约4至18英寸；显著的特征在于，下部110明显 厚于上部102。下部110可由花岗岩或能够支承组件100的上部102的任何其 它材料制成。在某些情形中，可能很难获得大表面面积的花岗岩块来形成下部 110 (或上部102)。因此，如图1虚线所示的可替代实施例，下部110 (或上 部102)可用几块单独的花岗岩块(部分)组装和锁定在一起来形成下部110。 可采用机械的结构来互锁各个部分，如燕尾槽接头或其它的机械替代物。如果 采用胶水来帮助各个部分的互锁，则可采用的花岗岩胶水是可从明尼苏达州韦 特帕克市(WaitePark)的真石公司(TRU-STONE)购得的花岗岩胶。
上部102可明显薄于下部110，并用诸如花岗岩那样坚硬而平的物质来制 造。上部102的顶表面101的基本平整可有助于保持上部102所支承的基底的 平面度。在本发明的一个或多个实施例中，如图3所示，多个间隔件106直接 地或间接地附连到上部102的底部面109，并布置成使间隔件不干扰多个孔 104和联接到每个孔104的空气/真空管线108。
间隔件106以相对于下部110间隔开的关系支承着上部102。因此，当空气 支承组件IOO完全组装好时，上部102不直接接触下部110。如图2-3最清楚 地所示，间隔件106允许空气/真空管线108进入到由间隔件106形成的位于下 部110和上部102之间的体积内，并联接到它们对应的孔104。间隔件106可 由如花岗岩那样的任何坚硬的平的物质形成。间隔件106也可由与下部110的 顶表面和/或上部102的底表面一体的铣成槽来形成。应该指出的是，图2中仅 示出三个空气/真空管线108，但本技术领域内的技术人员将会认识到，可采用 任何数量的管线108，而不脱离本发明的精神和范围。
间隔件106可以是形状、高度和表面面积的任何组合，只要间隔件106可 工作以使空气支承组件100的下部110和上部102保持间隔开的关系即可。如上所述，每个间隔件106的表面面积应该足够大，以便共同地支承上部102并 保持上部102相对于下部110的基本均匀的平面度。在一个或多个实施例中， 每个间隔件106的接触上部或下部102、 110的表面面积可以是约25至125平 方英寸。在本发明的一个或多个实施例中，每个间隔件基本上为圆柱形，高度 约为1.5英寸，直径约为3英寸。在本发明的一个或多个实施例中，每个间隔 件106的直径约为2至6英寸，高度约为1至6英寸。应该指出的是，间隔件 106不必一定是圆柱形，而是，它们可以呈与上述目的和功能相一致的任何合 适的形状。
空气/真空管线108联接到孔104。再者，如图3最清楚地所示，空气/真空 管线108可单独地附连到每个孔104，它们可服务一个以上的孔104，或一个 以上管线108可服务同一孔104。空气/真空管线108用来对空气支承组件100 的上部102的顶表面101提供空气压力、真空压力或两者的组合。至少某些和 可能所有的空气/真空管线108可单独地受控制，以便可调节到相关孔104的压 力或真空量。这样，空气/真空管线108可共同地用来控制上部102的顶表面 101上的空气床。空气床以规定的(和控制的)飞起高度将基底浮起在上部102 上方。通过控制向上浮起基底的空气和向下曳拉基底的真空压力的组合，可保 持沿整个基底的均匀压力。空气压力和真空压力的组合也可用来干燥或固化基 底。空气/真空管线108可用诸如不锈钢或塑料那样的材料制成。
参见图5，图5是空气支承组件100的剖视图，孔104从上部102的顶表面 101延伸到底部面109。在本发明的一个或多个实施例中，孔直径约为0.030 至0.75英寸。如图3所示，孔104布置成使其布置不干扰上部102的底表面 109上的间隔件106的布置。间隔件106的布置和密度和孔104的布置和密度 使多个空气供给和真空管线108布线成从孔104穿过形成在上部102、下部110 和间隔件106之间的通道，并从上部102和下部IIO之间出来。应指出的是， 孔104不延伸到底部110内或穿过底部110。尽管本发明不局限于任何操作理 论，但可以相信将孔104限制在组件100的相对较薄的上部102内可确保系统 在结构上比传统的组件更加结实。
在本发明的一个或多个替代实施例中，上部102可包括透气的至少一部分， 至少在特定区域内不需要孔104。如此的透气材料例如可从宾夕法尼亚州阿斯顿(Aston)的新式空气支承装置公司(NEWWAYAIRBEARIINGS)购得。 组件100以如上所述方式工作，上部102通过间隔件106支承在下部110上。 空气/真空管线108位于上部102和下部110之间，并向空气支承组件100的上 部102的顶表面提供空气压力、真空压力或两者的组合。 一个或多个空气/真空 管线108可对透气部分供给气。在某些实施例中，可穿过透气部分提供分开 的钻孔(与相关管线108连通)以对顶表面101提供真空。
图6是组装空气支承组件100方法的流程图。在步骤600处，提供空气支 承组件100的上部和下部102、 110。在步骤602处，穿过上部102钻出孔104， 其有足够的密度来确保在表面101处形成空气支承作用以使基底飞起来。然而， 孔的密度还要足够低以确保合适数量的间隔件106可放置在上部102的下表面 上而不干扰孔104。间隔件106的数量和布置(步骤604)必须使上部102在 安置在下部110上时保持基本上平整。在步骤606处，空气供给和真空管线108 布线成从上部102的周缘越过间隔件106到达孔104。应注意到，孑L104的密 度对于间隔件106的布置关系对于将足够数量的导管108布线到孔104的能力 有附加的影响。在步骤608处，倒置组件100的上部102并使其安置在组件的 下部IIO上。
下部110通过间隔件106对上部102提供刚度并支承上部102。上部102、 间隔件106和下部110可用诸如以上所述的来自真石公司的胶水胶合或连结在 一起。该构造组件100的方法有利地允许操作者在上部102内形成孔104，将 间隔件106和管线108放置在位等，而不必操纵相当大的且笨重的下部110。 然而， 一旦这些元件连接到较薄的上部102，则可将更加容易移动的上部102 安置在下部110上。
本发明的一个或多个实施例提供了改进的空气支承组件。多块式组件100 允许花岗岩或类似材料的较薄的上部102内有多个小直径孔，且下部110提供 合适的刚度，以在组件100的上表面101上达到低允差的平面度。通过将组件 100分为分开的两块，就不再需要提供穿过组件100整个厚度的孔，例如，空 气孔和真空孔(104)。间隔件106有策略地放在组件100的上部102和下部 110之间，以使空气/真空管线108联接到上部102内的孔104。
尽管本发明已经参照特定实施例进行了描述，但应该理解到这些实施例只
10是为了说明本发明的原理和应用。因此，可以理解到对于所示的实施例可作出 许多种修改，并可设计出其它的结构布置，而不脱离由附后权利要求书定义的 本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种空气支承组件，包括上部，所述上部具有多个穿过其的空气供给和真空孔；下部；以及多个间隔件，所述间隔件设置在所述上部和下部之间，并使所述上部和下部保持间隔开的关系，其中，所述空气供给和真空孔的密度足够高以提供对基底的空气支承，但所述密度还足够低以达到以下情况中的至少一种(i)使用足够数量的所述间隔件，以及(ii)所述间隔件足够靠近地定位，以使所述上部相对于所述下部保持基本上均匀的平面度。
2. 如权利要求1所述的空气支承组件，其特征在于，所述孔的布置和密度 使所述多个间隔件以基本上均匀的阵列设置。
3. 如权利要求1所述的空气支承组件，其特征在于，所述孔的布置和密度 使每个间隔件的表面面积足够大，以共同地支承所述上部并使所述上部相对于 所述下部保持所述基本上均匀的平面度。
4. 如权利要求3所述的空气支承组件，其特征在于，每个间隔件接触所述 上部或下部的表面面积约是25至125平方英寸。
5. 如权利要求3所述的空气支承组件，其特征在于，每个间隔件的形状基 本上为圆柱形，直径约为3至6英寸。
6. 如权利要求3所述的空气支承组件，其特征在于，每个孔直径约为0.030 至0.75英寸。
7. 如权利要求1所述的空气支承组件，其特征在于，还包括 多个联接到所述孔的空气供给和真空管线，其中，所述间隔件的布置和密度以及所述孔的布置和密度使所述多个空 气供给和真空管线布线成从所述孔穿过形成在所述上部、所述下部和所述间隔件之间的通道，并从所述上部和下部之间出来。
8. 如权利要求1所述的空气支承组件，其特征在于，所述上部和下部由花 岗岩形成。
9. 如权利要求8所述的空气支承组件，其特征在于，所述上部明显比所述下部薄。
10. 如权利要求9所述的空气支承组件，其特征在于，所述上部的厚度约为 4至18英寸，所述下部的厚度约为20至36英寸。
11. 如权利要求8所述的空气支承组件，其特征在于，所述组件还包括位于 所述上部和所述下部之间的多个空气管线和多个真空管线。
12. 如权利要求1所述的空气支承组件，其特征在于，所述上部的平面度约 为50微米或更小。
13. 如权利要求1所述的空气支承组件，其特征在于，所述下部包括多个单 独的部分，所述单独的部分联接在一起而形成所述下部。
14. 一种装置，包括上部，所述上部由花岗岩形成，并包括多个穿过其的空气供给和真空孔， 所述孔可工作以形成对基底的空气支承；下部，所述下部由花岗岩形成；以及多个间隔件，所述间隔件位于所述上部和所述下部之间，并使所述上部 和所述下部保持间隔开的关系，以使所述上部基本上平整。
15. 如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述孔延伸穿过所述上部但 不穿过所述下部。
16. 如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述上部明显比所述下部薄。
17. —种组装空气支承装置的方法，包括提供上部和下部，每个部分由花岗岩形成，并包括上表面和下表面； 钻出多个穿过所述上部但不穿过所述下部的孔；将多个间隔件放置在所述下部和所述上部之间而不干扰所述孔，所述多 个间隔件可工作以使所述上部和所述下部保持间隔开的关系。
18. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，放置所述多个间隔件的所述 步骤包括在将所述上部安置在所述下部上之前，将所述间隔件联接到所述上部的下表面。
19. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述上部安置在所述下部上之前，将多个空气管线和多个真空管线连接到所述多个孔，并将所述空气管线和真空管线布线成越过至少一些所述间隔件。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述上部定位在所述下部之上，使所述间隔件朝向所述下部的上表 面；以及执行所述安置步骤。
全文摘要
一种空气支承组件包括具有多个穿过其的空气供给和真空孔的上部；下部；以及多个间隔件，这些间隔件位于上部和下部之间，使上部和下部保持间隔开的关系，其中，空气供给和真空孔的密度足够高以提供对基底的空气支承，但密度足够低以达到以下两种情况中的至少一种(i)可使用足够数量的间隔件，以及(ii)间隔件足够靠近地定位，以使上部相对于下部保持基本上均匀的平面度。
文档编号B65G49/06GK101541653SQ200780042666
公开日2009年9月23日 申请日期2007年11月14日 优先权日2006年11月17日
发明者D·E·布拉克利, D·L·德鲁门, P·J·姆卡蒂 申请人:康宁股份有限公司