用于機械加工平坦基材的通用固定裝置的制造方法
【專利說明】用于機械加工平坦基材的通用固定裝置
[0001]本申請根據(jù)35U.S.C.§120，要求2012年8月8日提交的美國申請序列第13/569341號的優(yōu)先權(quán)，本文以該申請為基礎(chǔ)并將其全文通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般地涉及用于在工具加工過程中對工件進行固定的設備和方法，更具體地，涉及可配置用于固定可變尺寸的平坦工件的固定裝置組件的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]計算機數(shù)字控制(CNC)和其他類型的自動化機械加工實現(xiàn)了對各種類型的玻璃和其他平坦材料進行快速和精確的機械加工。機械加工的質(zhì)量及其可重復性部分地取決于玻璃片或者其他工件的固定，從而在整個機械加工過程中將其牢固地固定在位置上并維持牢固地對準。為此，常規(guī)實踐是設計一種固定裝置，其小心地制造成(crafted to)工件的尺寸并且當工件進行加工時施加足夠的保持力用于固定工件。固定裝置的設計和制造會是一項耗費成本的過程，需要相當量的時間和精密機械加工，目標工件的尺寸是整體設計和性能的一項因素?？梢允┘痈鞣N類型的保持力，包括機械夾持力、磁保持力和真空。必須小心地提供適當量的作用力，而不發(fā)生過度約束，以避免損壞工件。
[0004]出于各種原因，真空安裝方案是有利的，但是通常導致復雜設計。為了獲得表面積上的合適均勻的保持力，對真空通道、分配室以及文丘里管進行小心地設計并且通常需要復雜的選線和確定尺寸。這通常意味著相對于采用機械或其他保持力的固定裝置的增加的成本和復雜度。對于保持平坦工件的任意類型的固定裝置，固定裝置的表面必須非常小心地進行制備，使得其在非常嚴格容差內(nèi)是平坦的。但是，甚至是對于以這種方式機械加工的固定裝置，也難以確保在處理、設定和機械加工過程中維持這些容差。
[0005]固定裝置的成本、復雜度和時間要求不僅對于體積制造還對于原型制造都是相當?shù)奶魬?zhàn)。對于原型制造和取樣要求快速周轉(zhuǎn)。符合該要求并維持加工質(zhì)量的能力會是有效響應消費者要求和符合時間關(guān)鍵目標的一項決定性因素。通常，對于原型制造過程的固定裝置是一項瓶頸。
[0006]因此，可以理解的是，存在對于至少符合以下這些目標的固定裝置方案的需求:
[0007](i)可配置用于各種尺寸的平坦玻璃基材；
[0008](ii)能夠保持和維持嚴格容差，使得在機械加工過程中，玻璃或其他基材維持合適的平坦狀態(tài)；
[0009](iii)能夠為各種尺寸的基材提供均勻真空；
[0010](iv)能夠快速地配置用于特定基材和尺寸，并允許校正措施來校正CNC或者其他機械加工工具的工件表面的不規(guī)則；以及
[0011](V)維持工件表面質(zhì)量，使得對于表面的破壞，例如刮痕和磨損，最小化。
[0012]用于玻璃和其他平坦基材的常規(guī)固定裝置方案符合部分這些要求，但是通常難以以令人滿意的方式符合所有這些要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的一個目的是改進用于加工玻璃和其他平坦基材的固定裝置的技術(shù)。考慮到該目的，本發(fā)明提供了用于對工作平臺安裝平坦工件的固定裝置設備，該設備包含:
[0014]至少第一和第二獨立安置的真空安裝元件，其中每個所述真空安裝元件具有:
[0015](i)具有下接觸表面和夾持表面的基座，所述下接觸表面抵靠工作平臺安裝，所述夾持表面與所述下接觸表面間隔開；
[0016](ii)凸起部分，該凸起部分與下接觸表面呈直角延伸，該凸起部分具有與下接觸表面平行的上接觸表面以抵靠平坦工件安置，其中下接觸表面和上接觸表面之間的高度尺寸是均勾的，在+/-0.02mm之間；以及
[0017](iii)在所述凸起部分中挖空的真空室，所述真空室與真空口流體連通，用于通過真空室提供真空作用力以將工件固定于上接觸表面。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點是能夠適應各種不同的工件尺寸且仍能為所述工件提供均勻的夾持力的能力。工件可以被牢固地固定，沒有傾斜。本發(fā)明的實施方式進一步提供了能夠為CNC或者其他機械加工工具的工作平臺表面的不規(guī)則之處提供校正的方案?？梢钥焖僭O定本發(fā)明的固定裝置以符合特定工件的需求，并且所述固定裝置可用于可變的真空級。
[0019]本發(fā)明可能存在其他所需的目的、特征以及優(yōu)點，或者它們對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。本發(fā)明由所附權(quán)利要求書所限定。
[0020]在以下的詳細描述中給出了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點，其中的部分特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是容易理解的，或通過實施文字描述和其權(quán)利要求書以及附圖中所述實施方式而被認識。
[0021]應理解，上面的一般性描述和下面的詳細描述都僅僅是示例性的，用來提供理解權(quán)利要求書的性質(zhì)和特點的總體評述或框架。所附附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解，附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分?！靖綀D說明】了本發(fā)明的一個或多個實施方式，并與說明書一起用來解釋各種實施方式的原理和操作。
[0022]附圖簡要說明
[0023]圖1A顯示了用于對機械加工的工作平臺安裝玻璃工件的示例性固定裝置設備的側(cè)視圖。
[0024]圖1B是圖1A的側(cè)視圖所對應的俯視圖。
[0025]圖1C顯示了圖1A布置的透視圖。
[0026]圖2是顯示了圖1A-1C的示例性真空連接和安裝布置的路徑選擇的俯視示意圖。
[0027]圖3A是顯示了如何形成真空安裝元件的平面圖。
[0028]圖3B是顯示了配備用于真空連接和安裝的圖3A的真空安裝元件的透視圖。
[0029]圖4是顯示了使用本發(fā)明的固定裝置的示例性夾具布置的俯視圖。
[0030]圖5是顯示了用于固定裝置定位的任選的對準導向裝置的透視圖。
[0031]圖6A、6B和6C顯示了使用兩個真空安裝元件的不同配置的俯視圖，所述真空安裝元件用于固定較小工件。
[0032]圖7A是用于不規(guī)則工作平臺表面上的本發(fā)明固定裝置的側(cè)視圖。
[0033]圖7B顯示了對于圖7A所示的不規(guī)則工作平臺表面的校正。
[0034]圖8A是在用于形成具有多真空安裝元件的裝置的最初制造階段中的經(jīng)機械加工的塊的透視圖。
[0035]圖8B是圖8A的經(jīng)機械加工的塊的俯視圖。
[0036]詳細描述
[0037]在本文中通過圖示和描述來說明根據(jù)各個實施方式的設備的操作以及制造的關(guān)鍵原理，但是這些附圖不一定按照實際尺寸或比例繪制?？赡苄枰恍┛浯髞韽娬{(diào)基本結(jié)構(gòu)關(guān)系或者操作原理。例如，在本文中所給出的多個附圖中，放大了組件之間的間距以改善可見性和描述。以下描述強調(diào)了機械加工應用；然而本發(fā)明的實施方式可以更一般地用于任意類型的平坦工件的加工，其中有利于在加工時將工件牢固地固定在位置中。
[0038]在本文中，諸如“頂”和“底”或者“上”、“下”、“上方”和“下方”的術(shù)語是