專利名稱：邊緣精修設(shè)備的制作方法
邊緣精修設(shè)備
本申請根據(jù)35U. S.C. § 119要求2010年7月9日提交的美國臨時(shí)申請序列號 61/362969的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，并且根據(jù)35U.S.C. § 120要求2011年6月27日提交的美國申請序列號13/169499的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部內(nèi)容構(gòu)成本發(fā)明的依據(jù)且以引用方式并入本文。
背景
領(lǐng)域
各實(shí)施例涉及一種用于精修制品的邊緣的設(shè)備，特別是由脆性材料形成的制品。 更具體而言，各實(shí)施例涉及一種用于使用磁流變拋光流體(MPF)來精修制品的邊緣的設(shè)備。技術(shù)背景
玻璃板已經(jīng)通過機(jī)械或激光分離而切割。機(jī)械分離使切割后的玻璃板留有粗糙和 /或鋒利的邊緣，該粗糙和/或鋒利的邊緣使切割后的玻璃板易于開裂，并且可能不合乎某些應(yīng)用的需要。在實(shí)踐中，必須通常通過一系列機(jī)械磨削和拋光步驟去除粗糙或鋒利。磨料旋轉(zhuǎn)磨削工具用于從邊緣機(jī)械地去除粗糙和/或鋒利。通常，磨料旋轉(zhuǎn)磨削工具為包含例如微米級金剛石顆粒的微米級磨粒的金屬砂輪。機(jī)械拋光可由金屬、陶瓷或聚合物砂輪進(jìn)行，并且可以采用或可以不采用松散磨粒。使用磨料磨削工具的材料去除機(jī)制通常被認(rèn)為涉及斷裂。因此，磨削工具中的磨粒的粒度越大，磨削之后殘留在玻璃板的邊緣上的斷裂部位就越大。這些斷裂部位有效地變成應(yīng)力集中和起裂部位，這導(dǎo)致精修后的玻璃板具有比原始玻璃板低的強(qiáng)度。具有較小磨粒的磨削工具和/或拋光工具可用于減小斷裂部位的尺寸?？梢酝ㄟ^使用激光分離來切割玻璃板以避免邊緣中的粗糙。然而，激光分離的玻璃板仍將具有鋒利邊緣。通常，使用涉及粗磨具和細(xì)磨具的一系列步驟來從邊緣去除鋒利。在實(shí)踐中，通常需要若干拋光步驟來去除鋒利，這會顯著增加精修玻璃板的成本。美國專利第 6，325，704號(Brown等人)公開了一種系統(tǒng)，其中使用多個(gè)砂輪和拋光輪來同時(shí)磨削和拋光玻璃板的邊緣。
概述
—個(gè)實(shí)施例為一種邊緣精修設(shè)備，其包括表面，其具有在其中形成的至少一個(gè)井凹；流體輸送裝置，其構(gòu)造成將磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到至少一個(gè)井凹；至少一個(gè)磁體，其鄰近表面放置以在表面附近選擇性地施加磁場；以及至少一個(gè)保持器，其與表面相對放置，并且構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得該至少一個(gè)制品的邊緣可選擇性地浸入輸送到至少一個(gè)井凹的MPF帶中。
另一個(gè)實(shí)施例為一種邊緣精修設(shè)備，其包括表面，其上限定有第一表面區(qū)域和第二表面區(qū)域；拋光介質(zhì)，其被支承在第一表面區(qū)域上；以及至少第一保持器，其與第一表面區(qū)域相對放置，并且構(gòu)造成支承至少第一制品使得該至少第一制品的邊緣可選擇性地接觸拋光介質(zhì)。該邊緣精修設(shè)備還包括流體輸送裝置，其構(gòu)造成將至少一個(gè)MPF帶輸送到第二表面區(qū)域；至少一個(gè)磁體，其鄰近第二表面區(qū)域放置以在第二表面區(qū)域附近選擇性地施加磁場；以及至少第二保持器，其與第二表面區(qū)域相對放置，并且被構(gòu)造成支承至少第二制品使得該至少第二制品的邊緣可選擇性地浸入至少一個(gè)磁流變流體帶中。
另一個(gè)實(shí)施例為一種邊緣精修設(shè)備，其包括至少一個(gè)平坦表面；流體輸送裝置， 其構(gòu)造成將至少一個(gè)MPF帶輸送到至少一個(gè)平坦表面；至少一個(gè)磁體，其鄰近至少一個(gè)平坦表面設(shè)置以在至少一個(gè)平坦表面附近選擇性地施加磁場；以及至少一個(gè)保持器，其與至少一個(gè)平坦表面相對設(shè)置，并且構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得該至少一個(gè)制品的邊緣選擇性地浸入輸送到至少一個(gè)平坦表面的至少一個(gè)MPF中。在一個(gè)實(shí)施例中，平坦為基本上平坦的。制品的一個(gè)或多個(gè)表面上可能存在一些不規(guī)則部分或非平滑區(qū)域。
另一個(gè)實(shí)施例為一種邊緣精修設(shè)備，其包括至少兩個(gè)表面；流體輸送裝置，其構(gòu)造成將磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到這些表面；至少一個(gè)磁體，其鄰近這些表面放置以在這些表面附近選擇性地施加磁場；以及至少一個(gè)保持器，其與這些表面中的每一個(gè)相對放置，并且構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得該至少一個(gè)制品的邊緣選擇性地浸入輸送到這些表面的MPF帶中。
下面詳細(xì)描述這些和其它實(shí)施例。
附圖的簡要描述
以下是對附圖中的圖的描述。附圖未必按比例繪制，并且附圖的某些特征和某些視圖可能為了清楚和簡明起見而按比例放大或以示意性方式顯示。
圖I是邊緣精修設(shè)備的示意圖。
圖2是具有多個(gè)磁體的圖I的邊緣精修設(shè)備的示意圖。
圖3是沿線3-3的圖I的剖面圖。
圖4是沿線4-4的圖I的剖面圖，示出了用于MPF帶的井凹。
圖5是沿線5-5的圖I的剖面圖，示出了用于多個(gè)MPF帶的多個(gè)井凹。
圖6是沿線6-6的圖I的剖面圖，示出了多個(gè)精修區(qū)。
圖7是具有用于傳送MPF帶的相對表面的邊緣精修設(shè)備的不意圖。
圖8是邊緣精修設(shè)備的示意圖。
圖9是圖8的邊緣精修設(shè)備的側(cè)視圖。


圖10是沿線10-10的圖8的剖面圖，并且示出了形成于邊緣精修設(shè)備的圓柱形表面中的多個(gè)井凹。
圖11是沿線11-11的圖8的剖面圖，并且示出了形成于邊緣精修設(shè)備的圓柱形表面中的多個(gè)井凹。
圖12是比較機(jī)械精修邊緣和使用示例性設(shè)備完成的MRF精修邊緣的邊緣強(qiáng)度的圖表。
圖13A和圖13B是邊緣精修設(shè)備的特征的示意圖。
圖14是邊緣精修設(shè)備的特征的剖面示意圖。
詳細(xì)描述
在以下詳細(xì)描述中，可闡述許多具體細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的實(shí)施例的透徹理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，本發(fā)明的實(shí)施例可在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)施。在其它情況下，可能不詳細(xì)描述熟知的特征或過程，以免使本發(fā)明不必要地難理解。此外，類似或相同的附圖標(biāo)記可用于標(biāo)識共同或類似的元件。
用于制造邊緣精修的制品的過程從提供制品開始。通常，制品由脆性材料制成。脆性材料的示例包括玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、硅、半導(dǎo)體材料、以及前面材料的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，制品包括綠色玻璃、熱鋼化玻璃、離子交換玻璃等。制品可為二維制品或三維制品。 該過程可包括將制品切割成例如所需的形狀或尺寸或多個(gè)制品?？墒褂萌魏魏线m的方法進(jìn)行切割，例如，諸如劃線的機(jī)械分離、激光分離或超聲分離。
在提供步驟或切割步驟之后，制品可能具有粗糙和/或鋒利的邊緣一該粗糙和/ 或鋒利需要被去除。在本文中，術(shù)語制品的“邊緣”是指制品的周向邊緣或周邊(該制品可具有任何形狀且未必是圓形)或諸如在孔或狹槽中的內(nèi)緣。該邊緣可具有直輪廓、彎曲輪廓或異型輪廓，或者該邊緣可具有邊緣部分，其中每個(gè)邊緣部分具有直輪廓、彎曲輪廓或異型輪廓。該制品可經(jīng)受修邊過程，其中，邊緣的形狀和/或紋理通過從邊緣去除材料而修改?？稍谛捱呥^程中采用許多方法中的任一種，例如，研磨加工、磨料射流加工、化學(xué)蝕刻、 超聲拋光、超聲磨削和化學(xué)機(jī)械拋光等。修邊過程可在一個(gè)步驟或一系列步驟中完成。
在修邊步驟之后，過程包括精修制品的邊緣。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，精修包括使用磁流變拋光流體(MPF)拋光制品的邊緣。在2011年5月20日提交的美國專利申請 13/112498中描述了一種使用MPF精修制品邊緣的方法，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。MPF的各種配置是可能的。通常，MPF包括磁性顆粒(例如，羰基鐵、鐵、氧化鐵、氮化鐵、碳化鐵、二氧化鉻、低碳鋼、硅鋼、鎳、鈷、和/或前面材料的組合)、非磁性磨粒 (例如，氧化鈰、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯、金剛石、和/或前面材料的組合)、液體載體(例如，水、礦物油、合成油、丙二醇、和/或乙二醇)、表面活性劑、以及用于抑制腐蝕的穩(wěn)定劑。 將磁場施加到MPF造成流體中的磁性顆粒形成增加MPF的表觀粘度的鏈或柱狀結(jié)構(gòu)，從而使MPF從液態(tài)變?yōu)轭惞腆w狀態(tài)。將邊緣浸入磁性硬化的MPF，同時(shí)在制品的邊緣和硬化的流體之間施加相對運(yùn)動，通過這種方式拋光制品的邊緣。磁性硬化的MPF在拋光時(shí)除去斷裂和表面下的損壞，從而增加制品的邊緣強(qiáng)度。在精修制品的邊緣之前或之后，還可通過例如通過離子交換其它方法強(qiáng)化制品。
圖1-7示出用于一個(gè)制品的邊緣或多個(gè)制品的多個(gè)邊緣的磁流變精修的邊緣精修設(shè)備I (及其變型la、lb、lc、Id)。邊緣精修設(shè)備I的變型la、IbUc連同邊緣精修設(shè)備I 一起示出在圖I中。這是因?yàn)檫吘壘拊O(shè)備I及其變型la、lb、Ic在圖I所示的視圖中看起來相同。另外的視圖(圖4-6)將用于示出邊緣精修設(shè)備I與其變型la、lb、lc之間的差巳
在圖I中的一個(gè)實(shí)施例中，邊緣精修設(shè)備I包括平傳送帶3，平傳送帶3具有在輥 7上的連續(xù)循環(huán)的平帶5。輥7可由合適的驅(qū)動器(未單獨(dú)示出)旋轉(zhuǎn)。連續(xù)循環(huán)的平帶 5提供了用于傳送MPF帶11的平坦表面9。雖然表面9描述為平坦的，但是應(yīng)該指出，可在表面9中形成諸如井凹的特征以傳送MPF或其它拋光介質(zhì)。另外，平坦表面9可具有復(fù)雜輪廓，該復(fù)雜輪廓允許制品的邊緣被精修以成形至復(fù)雜的程度。為了傳送MPF帶11，平坦表面9可由當(dāng)與MPF帶11接觸時(shí)為不潤濕的材料制成。例如，借助于在輥7上移動的連續(xù)循環(huán)的平帶5或通過將平坦表面9支承在另一個(gè)運(yùn)動裝置上，平坦表面9可為移動的或可移動的表面。
邊緣精修設(shè)備I包括至少一個(gè)磁體27，磁體27用于在平坦表面9附近且沿平坦表面9的長度產(chǎn)生磁場。產(chǎn)生的磁場被施加到平坦表面9上的MPF帶11，以便如上文所解釋的硬化用于拋光過程的MPF帶11。磁體27可以是電磁體或永久磁體。為了避免產(chǎn)生的磁場的畸變，平坦表面9可由非磁性材料制成。通常，可以是電磁體或永久磁體的一個(gè)或多個(gè)磁體可用于產(chǎn)生磁場。(圖2不出具有用于產(chǎn)生施加到MPF帶11的磁場的多個(gè)磁體28的設(shè)備I。)
邊緣精修設(shè)備I包括流體循環(huán)系統(tǒng)13，流體循環(huán)系統(tǒng)13將MPF輸送到平坦表面9 的一端并從平坦表面9的另一端收集MPF。由流體循環(huán)系統(tǒng)13輸送到平坦表面9的MPF沿平坦表面9以帶的形式行進(jìn)，因此稱為MPF帶11。通常，流體循環(huán)系統(tǒng)13包括包含一定量 MPF的流體槽15。流體循環(huán)系統(tǒng)13包括用于將MPF從流體槽15輸送到平坦表面9的一端的輸送噴嘴17。泵19可輔助流體輸送。流體循環(huán)系統(tǒng)13包括用于從平坦表面9的另一端收集MPF的收集裝置21。泵23可輔助流體收集。收集的流體返回到流體槽15，流體槽15 可配備有諸如用于從返回的MPF過濾不需要的顆粒的過濾系統(tǒng)的流體調(diào)節(jié)器。流體循環(huán)系統(tǒng)13包括用于控制MPF的輸送和收集的控制系統(tǒng)25。未獨(dú)立地標(biāo)識但隱含地包括在流體循環(huán)系統(tǒng)13中的是用于輸送和收集流體的流體管線以及用于控制流體管線中的流量和壓力的諸如閥門的控制器。
邊緣精修設(shè)備I包括與平坦表面9相對布置的保持器29。保持器29聯(lián)接到平移裝置(或自動機(jī)械)31。平移裝置(或自動機(jī)械)31為保持器29提供沿平行于平坦表面 9 (即，平行于表面9的長度)的第一方向和沿正交于平坦表面9的第二方向的平移運(yùn)動。 替代地，可以為每個(gè)保持器29提供其自身專用的平移裝置(或自動機(jī)械)。每個(gè)保持器29 保持一個(gè)或多個(gè)制品33。圖3示出具有保持一個(gè)或多個(gè)制品33的保持器29的設(shè)備I的一部分的剖面。每個(gè)保持器29可具有一個(gè)或多個(gè)狹槽，該一個(gè)或多個(gè)狹槽具有用于接納和夾持一個(gè)或多個(gè)制品33的夾持器。
在圖I或圖2中，使用平移裝置31，可豎直地(即，沿正交于表面9的方向)調(diào)整保持器29，使得制品33的邊緣可浸入MPF帶11中，以便允許使用MPF帶11拋光制品33的邊緣。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，保持器29保持一個(gè)或多個(gè)制品33,使得待精修的邊緣(或邊緣部分)平行于MPF帶11的流動方向。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，保持器29保持一個(gè)或多個(gè)制品33，使得待精修的邊緣(或邊緣部分)與磁流變拋光流體帶11的流動方向橫向共線。通過將邊緣浸入MPF帶11中，硬化MPF帶11并且影響制品33的邊緣和MPF帶11之間的相對運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)對制品33的邊緣的精修。可通過相對于平坦表面9移動保持器29、通過相對于保持器29移動平坦表面9或通過相對于彼此移動保持器29和平坦表面9來實(shí)現(xiàn)相對運(yùn)動。磁性硬化的MPF帶11具有在拋光邊緣時(shí)適形于制品33的邊緣的局部形狀的能力。因此，邊緣可具有如此前所提及的任何合適的輪廓。
圖4示出了設(shè)備Ia的剖面。相對于圖1，設(shè)備Ia的剖面將沿線4_4截取。設(shè)備 Ia是具有將在以下描述的具體修改的如上所述的設(shè)備I。尾標(biāo)“a”將用于標(biāo)識設(shè)備Ia的相對于設(shè)備I修改的部件。設(shè)備Ia包括形成于平坦表面9a中的井凹35。平坦表面9a可由平帶輸送機(jī)3a的連續(xù)循環(huán)的平帶5a的提供，如以上針對平坦表面9所述。在一個(gè)實(shí)施例中，井凹35形成為在連續(xù)循環(huán)的平帶5a中的連續(xù)通道。井凹35可具有如圖4所示的寬 U形或可具有能夠保持流體的其它槽狀形狀。
圖5示出設(shè)備Ib的剖面。相對于圖1，該剖面沿線5-5截取。設(shè)備Ib是具有將在以下描述的具體修改的如上所述的設(shè)備I。尾標(biāo)“b”將用于設(shè)備Ib的標(biāo)識相對于設(shè)備I 修改的部件。設(shè)備Ib包括形成于平坦表面9b中的多個(gè)井凹37。在該示例中，井凹37具有V形?？裳b配磁極片使得每個(gè)井凹具有其自身施加的磁場(即對于圖5所示的井凹中的每一個(gè)將存在圖3所示的N和S磁極片)。其中形成井凹37的平坦表面9b由平傳送帶3b 的連續(xù)循環(huán)的平帶5b提供，如以上針對平坦表面9所述。在一個(gè)實(shí)施例中，井凹37形成為在連續(xù)循環(huán)的平帶5b中的連續(xù)通道。井凹47可具有如所示出的三角形形狀或能夠保持流體的其它槽狀形狀。井凹37中的每一個(gè)可接納MPF帶11，從而允許由平坦表面9b同時(shí)傳送多個(gè)MPF帶11，每個(gè)MPF帶限定用于(多個(gè))制品的(多個(gè))邊緣的拋光區(qū)。流體循環(huán)系統(tǒng)(圖I的13)可被構(gòu)造成將多個(gè)MPF流輸送到平坦表面％，以便形成多個(gè)MPF帶11。 例如，流體循環(huán)系統(tǒng)(圖I的13)可具有多個(gè)輸送噴嘴(圖I的17)，其用于將多個(gè)MPF流輸送到平坦表面9b或平坦表面9b中的井凹。
圖6示出設(shè)備Ic的剖面。相對于圖1，該剖面將沿線6-6截取。設(shè)備Ic是具有將在以下描述的具體修改的如上所述的設(shè)備I。尾標(biāo)“c”將用于標(biāo)識設(shè)備Ic的相對于設(shè)備I修改的部件。在設(shè)備Ic中，兩個(gè)區(qū)(或表面區(qū)域)39、41限定在平坦表面9c上。在區(qū) 39中進(jìn)行使用MPF帶11的拋光，并且在區(qū)41中進(jìn)行使用常規(guī)拋光介質(zhì)40的拋光。常規(guī)拋光介質(zhì)的示例包括具有非磁性磨料的聚合物墊和研磨帶或墊。保持器29支承制品33以便用MPF帶11拋光制品33，并且保持器26支承制品30以便用拋光介質(zhì)40拋光制品30?？蛇m當(dāng)?shù)靥峁┢揭蒲b置以便相對于平坦表面9c移動保持器29、26。設(shè)備I c允許使用相同的設(shè)備而同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種不同類型的拋光。區(qū)39、41可如圖6所示地并聯(lián)布置，或者可替代地沿平坦表面9c的長度串聯(lián)布置。平坦表面9c可由平帶輸送機(jī)3c的連續(xù)循環(huán)的平帶5c提供，如以上針對平坦表面9所述。
圖7示出邊緣精修設(shè)備Id。設(shè)備Id是具有將在以下描述的具體修改的如上所述的設(shè)備I。尾標(biāo)“d”將用于標(biāo)識設(shè)備Id的相對于設(shè)備I修改或添加的部件。第二平坦表面 9d與第一平坦表面9相對布置。第二平坦表面9d可由平輸送機(jī)3d的連續(xù)循環(huán)的平帶5d 提供，如以上針對平坦表面9所解釋的。保持器29d支承在平坦表面9、9d之間的制品33。 磁體27、27d分別在平坦表面9、9d附近且沿平坦表面9、9d的長度產(chǎn)生磁場。流體循環(huán)系統(tǒng)13d包括此前描述的流體循環(huán)系統(tǒng)13 (由構(gòu)件17、21、19、25、15、23組成)，其用于將(多個(gè))MPF帶11輸送到平坦表面9和從平坦表面9收集MPF。流體循環(huán)系統(tǒng)13d還包括用于將(多個(gè))MPF帶I Id輸送到平坦表面9b的輸送噴嘴17d和用于從平坦表面9b收集MPF的收集裝置21d，其中輸送噴嘴17d和收集裝置21d與流體循環(huán)系統(tǒng)13連通。井凹可形成于平坦表面9d中，如以上(在圖4和圖5中)針對平坦表面9a、9b所述，以接納一個(gè)或多個(gè) MPF帶。圖7所示布置允許由平坦表面9上的(多個(gè))MPF帶Ild和平坦表面9d上的(多個(gè))MPF帶Ild同時(shí)拋光制品33的相對邊緣部分。合適的平移裝置可聯(lián)接到保持器29d以便相對于平坦表面9、9d在拋光制品33的相對邊緣部分的同時(shí)移動保持器29d。在一個(gè)實(shí)施例中，平坦是基本上平坦的。制品的一個(gè)或多個(gè)表面上可能存在一些不規(guī)則部分或非平滑區(qū)域。
圖8-11示出用于一個(gè)制品的邊緣或多個(gè)制品的多個(gè)邊緣的磁流變精修的邊緣精修設(shè)備51 (及其變型5la、5Ib)。邊緣精修設(shè)備51的變型5la、5Ib連同邊緣精修設(shè)備51 — 起示出在圖8中。這是因?yàn)檫吘壘拊O(shè)備51及其變型51a、51b在圖8所示的示意圖中看起來相同。另外的視圖(圖10-11)將用于示出邊緣精修設(shè)備51與其變型51a、51b之間的差異。
在圖8中，邊緣精修設(shè)備51包括可旋轉(zhuǎn)的圓柱形輪53。例如，可通過將圓柱形輪 53安裝在附連到合適的驅(qū)動器(圖9中的57)的心軸55上來實(shí)現(xiàn)圓柱形輪53的旋轉(zhuǎn)。圓柱形輪53提供了用于傳送MPF帶56的圓柱形表面54。流體循環(huán)系統(tǒng)13 (此前相對于圖I 所描述的)用于在圓柱形表面54上輸送MPF并且從圓柱形表面54收集MPF。提供了一個(gè)或多個(gè)磁體61以在圓柱形表面54附近且沿圓柱形表面54施加磁場，以便硬化用于拋光目的在MPF帶56。保持器63與圓柱形表面54相對支承。保持器63可聯(lián)接到平移裝置65， 平移裝置65能夠沿圓柱形表面54的切線方向(切線方向是與圓柱形表面54的頂部相切的線，即，圖8中的水平方向)移動保持器63。一個(gè)或多個(gè)制品67由保持器63支承?？稍趫A柱形表面54的正交方向(正交方向是正交于圓柱形表面54的頂部的線，即圖8中的豎直方向)上例如使用平移裝置65而調(diào)整保持器63相對于圓柱形表面54的位置，使得制品67的邊緣被浸入MPF帶56中。在拋光過程期間，保持器63相對于圓柱形表面54的平移允許在與圓柱形表面54相對的制品67的邊緣(或邊緣部分)的整個(gè)長度和圓柱形表面 54上的MPF帶56之間的完全接觸。
圖9顯示，多個(gè)MPF帶56能經(jīng)由輸送噴嘴17輸送到圓柱形表面54，其中每個(gè)MPF 帶56能被分配成拋光多個(gè)板67中的一個(gè)。
圖10示出設(shè)備51a的剖面。相對于圖8，該剖面沿線10_10截取。設(shè)備51a是具有將在以下描述的具體修改的如上所述的設(shè)備51。尾標(biāo)“a”將用于標(biāo)識設(shè)備51a相對于設(shè)備51修改的的部件。井凹(或通道)69形成于圓柱形表面54a中以接納MPF帶56 (在圖 9中)。井凹69環(huán)繞在圓柱形表面54a的周邊周圍。
圖11示出設(shè)備51b的剖面。相對于圖8，該剖面沿線11-10截取。設(shè)備51b是具有將在以下描述的具體修改的如上所述的設(shè)備51。尾標(biāo)“b”將用于標(biāo)識設(shè)備51b的不同于設(shè)備51的部分的部件。井凹(或通道)71形成于圓柱形表面54b中以接納MPF帶56 (在圖9中)。井凹71環(huán)繞在圓柱形表面54b的周邊周圍。圖11僅在井凹69、71的形狀方面與圖10不同。
在上述實(shí)施例中的任一個(gè)中，支承一個(gè)或多個(gè)制品的保持器還可被構(gòu)造成使其支承的制品旋轉(zhuǎn)，使得制品的整個(gè)邊緣(包括任何拐角)在拋光過程期間能與(多個(gè))MPF帶接觸，而無需首先卸下制品、改變制品的取向以及將制品安裝回保持器中。例如，圖8示出了制品67的旋轉(zhuǎn)。保持器可配備有用于使(多個(gè))制品相對于傳送(多個(gè))MPF帶的表面旋轉(zhuǎn)的任何合適的機(jī)構(gòu)。示例包括但不限于單側(cè)真空吸盤、具有安裝在C形框架構(gòu)造上的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的夾緊系統(tǒng)以及能在邊緣處抓取制品并使制品旋轉(zhuǎn)的自動機(jī)械操縱器。
在以上所述的實(shí)施例中的任一個(gè)中，輸送到多個(gè)井凹的MPF可以是不同的，從而導(dǎo)致不同的拋光特性，例如不同的材料去除率。
在以上所述的實(shí)施例中的任一個(gè)中，產(chǎn)生的磁場不一定是靜止的，而可以是能夠與MPF帶一起移動的。在一個(gè)實(shí)施例中，這可通過將(多個(gè))磁體附連到傳送MPF帶的表面來實(shí)現(xiàn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，這可通過為(多個(gè))磁體提供平移裝置來實(shí)現(xiàn)，該平移裝置的運(yùn)動能與MPF帶的運(yùn)動同步。磁場強(qiáng)度可隨著移動的磁場而增加。可調(diào)制磁場，以實(shí)現(xiàn)制品的邊緣的材料去除行為和/或帶表面的磨損，和/或以逐步形成復(fù)雜的輪廓或形狀。
在常規(guī)MRF構(gòu)造中，磁場中存在梯度。這意味著輪表面附近(MPF帶底部)的磁場強(qiáng)度大于遠(yuǎn)離輪表面(MPF帶頂部)處的磁場強(qiáng)度。干涉測量的數(shù)據(jù)已顯示，沿制品邊緣的中心線的粗糙度大大優(yōu)于沿邊緣的周邊，這符合這樣的事實(shí)，即邊緣的周邊更遠(yuǎn)離磁體，并且這里磁場強(qiáng)度相對低。因此，可預(yù)料去除率在該區(qū)域中將顯著更低。由于該區(qū)域是在水平四點(diǎn)彎曲測試期間測試的主要區(qū)域，其通常是拋光不足的區(qū)域(相對于中心線)的事實(shí)可解釋在強(qiáng)度測試中所見的高度變化性。該現(xiàn)象導(dǎo)致本文所描述的設(shè)備的實(shí)施例，其包括例如，在輪或帶中使用井凹和/或凹槽、放置另外的多個(gè)和/或一個(gè)磁體、使(多個(gè))制品傾斜或成角度、和/或使一個(gè)或多個(gè)輪傾斜。
如果制品的邊緣以一定角度拋光使得部件邊緣的該區(qū)域在流的中心線中，則可以預(yù)料更好的性能。如果是這樣，則可以想象具有如圖13A和圖13B分別示出的特征100和 101的MRF邊緣精修設(shè)備的構(gòu)造。圖13A和圖13B所示的特征是對圖8和以上所述其它實(shí)施例所示的設(shè)備的特征的修改或添加。該邊緣精修設(shè)備包括至少兩個(gè)表面78和80 ;流體輸送裝置，其被構(gòu)造成將磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到各個(gè)表面；至少一個(gè)磁體，其鄰近這些表面放置以在這些表面附近選擇性地施加磁場；以及至少一個(gè)保持器，其與這些表面中的每一個(gè)相對放置，并且被構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得至少一個(gè)制品67的邊緣選擇性地浸入輸送到這些表面的MPF帶中。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)輪或多個(gè)輪以相對于制品表面的一定角度布置以改善沿制品邊緣的周邊的拋光性能。必要時(shí)，可將在垂直取向上串聯(lián)的附加的輪添加到設(shè)備以精修中心線。圖13A示出通過輪輸送的制品，但是輪還可被構(gòu)造成圍繞部件移動。最后，可存在同時(shí)精修一個(gè)或多個(gè)制品的一側(cè)或所有側(cè)的任何數(shù)量的輪。
圖14是邊緣精修設(shè)備的特征102的剖面示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，輪53的表面 54包括一個(gè)或多個(gè)凹槽82。這可允許將諸如磁極片的磁體61更接近工作區(qū)放置，使得制品67的邊緣受到更高、更均勻的磁場強(qiáng)度，或者允許設(shè)計(jì)磁極片使得玻璃邊緣受到均勻的磁場強(qiáng)度以確保邊緣的所有部分被均勻地拋光。如圖14所示的另外的實(shí)施例可包括兩者的組合。如圖14所示，添加第三磁極片可保持由梯度磁場提供的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)使其更適合精修部件的邊緣。最后，可以想象構(gòu)造存在于沿輪的周邊的多個(gè)區(qū)域中的情況。
以上實(shí)施例中的一個(gè)或所有可應(yīng)用于(多個(gè))制品的傾斜或歪斜，例如，一個(gè)制品或多個(gè)制品可相對于一個(gè)輪表面或多個(gè)輪表面成角度布置，以改善沿制品邊緣的周邊的拋光性能。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)制品可布置成相對于一個(gè)或多個(gè)輪或帶表面成相同或不同的角度。
以上實(shí)施例中的一個(gè)或所有可應(yīng)用于圓制品(例如，晶片)?？梢圆捎镁哂斜戎破返闹睆礁蟮闹睆降腗PF輪。另外，可以采用具有比制品的直徑更小的直徑的MPF輪以精修制品邊緣上的特殊特征。這可在單獨(dú)的工位串聯(lián)或并聯(lián)進(jìn)行。
如由圖12中的數(shù)據(jù)72所示，使用磁流變精修(MRF)設(shè)備制造出高強(qiáng)度的玻璃邊緣，該圖示出使用如本文所述的MRF方法對高強(qiáng)度邊緣的過程優(yōu)化。數(shù)據(jù)以兆帕(MPa)為單位示出，例如，BlO等于561MPa。用于根據(jù)示例性MRF方法制備的高強(qiáng)度玻璃邊緣的30 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中的10個(gè)大于I吉帕斯卡(GPa)。該方法包括用于最小化與表面瑕疵有關(guān)的斷裂的表面處理；用于機(jī)械磨削的表面上的保護(hù)涂層；以及用于最小化處理和精修瑕疵的輕柔的MRF吸盤接觸。圖12中的數(shù)據(jù)74表明最好的機(jī)械結(jié)果為與圖12中的數(shù)據(jù)72相關(guān)的輸入，數(shù)據(jù)72表示就邊緣強(qiáng)度而言迄今最好的MRF輸出結(jié)果。示例性MRF方法現(xiàn)在產(chǎn)生了等于玻璃表面強(qiáng)度的邊緣強(qiáng)度的大量總體。
雖然已經(jīng)結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是得益于本公開的本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到可以構(gòu)思出不偏離如本文所公開的本發(fā)明的范圍的其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種邊緣精修設(shè)備，包括 表面，所述表面具有在所述表面中形成的至少一個(gè)井凹； 流體輸送裝置，所述流體輸送裝置構(gòu)造成將磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到所述至少一個(gè)井凹； 至少一個(gè)磁體，所述至少一個(gè)磁體鄰近所述表面放置以在所述表面附近選擇性地施加磁場；以及 至少一個(gè)保持器，所述至少一個(gè)保持器與所述表面相對放置，并且被構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得所述至少一個(gè)制品的邊緣可選擇性地浸入輸送到所述至少一個(gè)井凹的所述MPF帶中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，還包括平移裝置，所述平移裝置聯(lián)接到所述至少一個(gè)保持器，所述平移裝置可操作以便沿正交于所述表面的方向和平行于所述表面的方向中的至少一個(gè)方向相對于所述表面平移所述至少一個(gè)保持器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器構(gòu)造成使所述至少一個(gè)制品相對于所述至少一個(gè)井凹旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述表面是平坦的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述表面為圓柱形的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述表面被可移動地支承。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，還包括流體收集裝置，所述流體收集裝置構(gòu)造成從所述至少一個(gè)井凹收集所述MPF。
8.—種邊緣精修設(shè)備,包括 表面，在所述表面上限定有第一表面區(qū)域和第二表面區(qū)域； 拋光介質(zhì)，所述拋光介質(zhì)支承在所述第一表面區(qū)域上； 至少第一保持器，所述至少第一保持器與所述第一表面區(qū)域相對放置，所述至少第一保持器構(gòu)造成支承至少第一制品使得所述至少第一制品的邊緣可選擇性地接觸所述拋光介質(zhì)； 流體輸送裝置，所述流體輸送裝置構(gòu)造成將至少一個(gè)磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到所述第二表面區(qū)域； 至少一個(gè)磁體，所述至少一個(gè)磁體鄰近所述第二表面區(qū)域放置以選擇性地在所述第二表面區(qū)域附近施加磁場；以及 至少第二保持器，所述至少第二保持器與所述第二表面區(qū)域相對放置，所述至少第二保持器構(gòu)造成支承至少第二制品使得所述至少第二制品的邊緣可選擇性地浸入所述至少一個(gè)MPF帶中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，所述表面被能移動地支承。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，還包括流體收集裝置，所述流體收集裝置構(gòu)造成從所述第二表面區(qū)域收集所述MPF帶。
11.一種邊緣拋光設(shè)備，包括 至少一個(gè)平坦表面； 流體輸送裝置，所述流體輸送裝置構(gòu)造成將至少一個(gè)磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到所述至少一個(gè)平坦表面；至少一個(gè)磁體，所述至少一個(gè)磁體鄰近所述至少一個(gè)平坦表面設(shè)置以在所述至少一個(gè)平坦表面附近施加磁場；以及 至少一個(gè)保持器，所述至少一個(gè)保持器與所述至少一個(gè)平坦表面相對設(shè)置，所述至少一個(gè)保持器構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得所述至少一個(gè)制品的邊緣可選擇性地浸入輸送到所述至少一個(gè)平坦表面的所述至少一個(gè)MPF帶中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)平坦表面由連續(xù)循環(huán)的平帶提供。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，還包括平移裝置，所述平移裝置聯(lián)接到所述至少一個(gè)保持器，所述平移裝置可操作以便沿正交于所述至少一個(gè)平坦表面的方向和平行于至少一個(gè)平坦表面的方向中的至少一個(gè)方向相對于所述至少一個(gè)平坦表面平移所述至少一個(gè)保持器。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，還包括至少一個(gè)井凹，所述至少一個(gè)井凹形成于所述至少一個(gè)平坦表面中以用于接納所述至少一個(gè)MPF帶。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，所述流體輸送裝置構(gòu)造成將多個(gè)MPF帶輸送到所述至少一個(gè)平坦表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，還包括多個(gè)井凹，所述多個(gè)井凹形成于所述至少一個(gè)平坦表面中以用于接納所述多個(gè)MPF帶。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，還包括與所述至少一個(gè)平坦表面相對的另一個(gè)平坦表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器構(gòu)造成支承在所述至少一個(gè)平坦表面與所述另一個(gè)平坦表面之間的所述至少一個(gè)制品。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，還包括鄰近所述另一個(gè)平坦表面設(shè)置的另一個(gè)磁體以便在所述另一個(gè)平坦表面附近施加磁場。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，還包括構(gòu)造成將至少一個(gè)MPF帶輸送到所述另一個(gè)平坦表面的另一個(gè)流體輸送裝置。
21.—種邊緣精修設(shè)備,包括 至少兩個(gè)表面； 流體輸送裝置，所述流體輸送裝置構(gòu)造成將磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到所述表面； 至少一個(gè)磁體，所述至少一個(gè)磁體鄰近所述表面放置以在所述表面附近選擇性地施加磁場；以及 至少一個(gè)保持器，所述至少一個(gè)保持器與所述表面中的每一個(gè)相對放置，所述至少一個(gè)保持器構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得所述至少一個(gè)制品的邊緣可選擇性地浸入輸送到所述表面的所述MPF帶中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，所述表面在圓柱形輪上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，所述表面相對于所述制品的所述邊緣成角度。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的邊緣精修設(shè)備，其特征在于，所述圓柱形輪包括凹槽。
全文摘要
一種邊緣精修設(shè)備，其包括表面；流體輸送裝置，其構(gòu)造成將至少一個(gè)磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到至少一個(gè)井凹；至少一個(gè)磁體，其鄰近表面放置以在該表面附近選擇性地施加磁場；以及至少一個(gè)保持器，其與該表面相對放置，并且構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得該至少一個(gè)制品的邊緣可選擇性地浸入輸送到至少一個(gè)井凹的MPF帶中。
文檔編號B24B29/00GK102985219SQ201180033869
公開日2013年3月20日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者C·M·達(dá)坎吉羅, S·E·德馬蒂諾, A·B·肖瑞, D·D·斯特朗, D·A·特瑪羅, B·R·瓦迪 申請人:康寧股份有限公司