專利名稱：平表面的空氣支承組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣支承組件，具體來說，涉及用于平基底處理和測(cè)量的空氣 支承組件。
背景技術(shù)：
諸如玻璃基底那樣的平基底可能在切割或任何其它處理之后被檢査以發(fā)現(xiàn) 可能影響空氣支承組件上基底質(zhì)量的應(yīng)力變形?？諝庵С薪M件通常是具有平的 上表面的單塊花崗巖。該花崗巖通常很厚以確保獲得實(shí)心、穩(wěn)定和平坦的平臺(tái)。 一般地，希望在基底和空氣支承組件的上表面之間施加空氣壓力(或其它流體) 或形成真空壓力。由遍布整個(gè)空氣支承表面組件設(shè)置的空氣孔和真空孔的組合 來輸送真空壓力和空氣壓力。真空壓力和空氣壓力用來固定基底(例如，為試 驗(yàn)?zāi)康?或使基底在空氣支承組件上方的規(guī)定飛起高度上懸浮，以便可進(jìn)行操 作和檢查。
空氣壓力和真空壓力分別通過空氣孔和真空孔施加到基底上?？諝饪缀驼?br> 空孔遍布整個(gè)空氣支承組件地布置，以確保合適的飛行高度并保持基底的平面 度。沒有真空孔的話，空氣壓力會(huì)更加可能形成在基底中心處，因?yàn)橥ㄟ^空氣 孔提供的空氣不容易從基底和空氣支承組件之間逃逸。相比之下，空氣更容易 越過基底邊緣來逃逸。在基底中心形成的空氣壓力致使基底彎曲和變形。通過 真空孔提供的真空壓力有助于防止過度空氣壓力形成在基底中心。因此，通過 空氣孔和真空孔在基底的整個(gè)表面上保持均勻的壓力，可控制基底的平面度。
一般地，空氣孔和真空孔延伸通過也很厚的空氣支承組件的全部厚度。遺 憾的是，鉆透整個(gè)組件的空氣孔和真空孔減弱了空氣支承組件的整體結(jié)構(gòu)完整 性。此外，穿過諸如花崗巖那樣堅(jiān)硬物質(zhì)鉆出小直徑的孔極其困難。在鉆這樣 的孔所遇到的諸多問題中，特別是有可能孔不是沿合適的軸向方向延伸(諸如 垂直于花崗巖的平的上表面)，孔的橫截面形狀不合適(例如，不是圓形而呈
5橢圓形)，或用來鉆孔的鉆頭損壞。由于空氣支承組件的整體結(jié)構(gòu)完整性對(duì)于 維持組件穩(wěn)定、平的上表面很重要(例如，操作和處理基底)，所以傳統(tǒng)的表 面組件不能達(dá)到完全的滿意。
因此，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)需要一種空氣支承組件，其允許單獨(dú)的空氣管線和真 空管線安裝在組件內(nèi)，而不必鉆透組件的整個(gè)厚度。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述一種平表面的空氣支承組件以及組裝該空氣支承組件的方法。該 空氣支承組件包括上部、下部和多個(gè)間隔件，上部具有支承基底的基本上平的 頂表面，下部用來提供剛度和對(duì)上部的支承，間隔件位于上部和下部之間，使 上部和下部保持間隔開的關(guān)系。間隔件允許單獨(dú)的空氣管線和真空管線放置在 上部和下部之間。這些空氣和真空管線用來控制空氣支承組件上部的頂表面上 的空氣床。
該方法描述了如何組裝空氣床組件。
一旦組裝之后，整個(gè)空氣支承組件提 供與單塊式空氣支承組件相同的剛度，同時(shí)允許空氣供應(yīng)達(dá)到上部的上表面。 多塊式基部組件允許在花崗巖或類似材料的較薄的上部?jī)?nèi)有多個(gè)小直徑孔，并 提供合適的剛度來達(dá)到基部組件上表面上的低允差的平面度。
從以下結(jié)合附圖的描述中，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)明白本發(fā)明其它 方面、特征和優(yōu)點(diǎn)。


為了說明的目的，圖中示出了目前較佳的各種形式，然而，應(yīng)該理解到， 本發(fā)明不局限于所示的具體結(jié)構(gòu)和手段。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有多個(gè)穿過空氣支承組件上部的 孔的空氣支承組件分解的立體圖2是圖1空氣支承組件的組裝圖3是圖1空氣支承組件的上部的底表面的平面圖4是圖1所示空氣支承組件的上部的頂表面的平面圖5是圖1所示空氣支承組件的剖視圖；以及圖6是組裝圖l所示空氣支承組件的方法的流程圖。在該流程圖中，附圖 標(biāo)記具有如下含義601:開始；600:提供空氣支承組件的下部和上部；602: 穿過上部鉆孔，其密度足夠高以實(shí)現(xiàn)空氣支承功能，但密度也足夠低以允許無 干擾地布置間隔件；604:將間隔件附連到上部而不與孔干擾并確保間隔件的 布置仍能保持上部的平面度；606:將空氣供給導(dǎo)管和真空導(dǎo)管布線成從上部 周緣越過間隔件到達(dá)孔；608:倒置上部并將其安置在下部上；610:結(jié)束。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，圖1-5從不同視點(diǎn)示 出空氣支承組件100。
圖1是空氣支承組件100的分解立體圖?？諝庵С薪M件100提供基本上平 的表面101，可從該平表面101利用空氣墊在基底(未示出)上進(jìn)行操作。空 氣支承組件100包括上部102、多個(gè)間隔件106,至106n (總稱106)、多個(gè)空 氣/真空管線108,至108J總稱108)、以及下部110。這些元件協(xié)配來支承(例 如，懸浮或固定就位)空氣支承組件100的上部102上方的空氣床上的基底。 空氣床可用于諸如干燥和固化基底的各種過程?；走€可被測(cè)量、切割成一定 規(guī)格以及檢查組件上的應(yīng)力裂紋和其它缺陷。舉例來說，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，上部通過多個(gè)間隔件106在功能上與下部分 離。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，上部102還包括多個(gè)從上部102的頂表 面101延伸到底表面109的孔(或鉆孔)104,至104n (總稱104)。單獨(dú)的空 氣/真空管線108聯(lián)接到每個(gè)孔104，以向上部102的頂表面提供空氣壓力和真 空壓力。在可替代的實(shí)施例中， 一個(gè)空氣/真空管線可服務(wù)一個(gè)以上的孔104， 或一個(gè)以上的管線108可服務(wù)同一個(gè)孔104。
孔104的密度足夠高以對(duì)基底進(jìn)行空氣支承，而不是高得會(huì)損害上部102 的結(jié)構(gòu)完整性，尤其是在上部由花崗巖形成的時(shí)候?？?04的密度還足夠低以 可使用足夠數(shù)量的間隔件106來使上部102相對(duì)于下部IIO保持基本上均勻的 平面度?？商娲鼗蛱砑拥?，孔104的密度足夠低以使間隔件106可足夠靠近 地定位，以使上部相對(duì)于下部保持基本上均勻的平面度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例
7中，孔104的布置和密度應(yīng)使多個(gè)間隔件106以基本上均勻的陣列設(shè)置?？?04 的布置和密度應(yīng)使每個(gè)間隔件106的表面面積足夠大，以便共同地支承上部 102并使上部102相對(duì)于下部IIO保持基本上均勻的平面度。
組件100的下部IIO可厚于上部102，并對(duì)組件IOO提供剛度和支承。在本 發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，下部110厚度可以約為28英寸，而上部厚度可 以約為10英寸。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，下部110厚度可高達(dá)約36 英寸，而上部102厚度可從約4至18英寸；顯著的特征在于，下部110明顯 厚于上部102。下部110可由花崗巖或能夠支承組件100的上部102的任何其 它材料制成。在某些情形中，可能很難獲得大表面面積的花崗巖塊來形成下部 110 (或上部102)。因此，如圖1虛線所示的可替代實(shí)施例，下部110 (或上 部102)可用幾塊單獨(dú)的花崗巖塊(部分)組裝和鎖定在一起來形成下部110。 可采用機(jī)械的結(jié)構(gòu)來互鎖各個(gè)部分，如燕尾槽接頭或其它的機(jī)械替代物。如果 采用膠水來幫助各個(gè)部分的互鎖，則可采用的花崗巖膠水是可從明尼蘇達(dá)州韋 特帕克市(WaitePark)的真石公司(TRU-STONE)購(gòu)得的花崗巖膠。
上部102可明顯薄于下部110，并用諸如花崗巖那樣堅(jiān)硬而平的物質(zhì)來制 造。上部102的頂表面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。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，多個(gè)間隔件106直接 地或間接地附連到上部102的底部面109，并布置成使間隔件不干擾多個(gè)孔 104和聯(lián)接到每個(gè)孔104的空氣/真空管線108。
間隔件106以相對(duì)于下部110間隔開的關(guān)系支承著上部102。因此，當(dāng)空氣 支承組件IOO完全組裝好時(shí)，上部102不直接接觸下部110。如圖2-3最清楚 地所示，間隔件106允許空氣/真空管線108進(jìn)入到由間隔件106形成的位于下 部110和上部102之間的體積內(nèi)，并聯(lián)接到它們對(duì)應(yīng)的孔104。間隔件106可 由如花崗巖那樣的任何堅(jiān)硬的平的物質(zhì)形成。間隔件106也可由與下部110的 頂表面和/或上部102的底表面一體的銑成槽來形成。應(yīng)該指出的是，圖2中僅 示出三個(gè)空氣/真空管線108，但本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可采用 任何數(shù)量的管線108，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
間隔件106可以是形狀、高度和表面面積的任何組合，只要間隔件106可 工作以使空氣支承組件100的下部110和上部102保持間隔開的關(guān)系即可。如上所述，每個(gè)間隔件106的表面面積應(yīng)該足夠大，以便共同地支承上部102并 保持上部102相對(duì)于下部110的基本均勻的平面度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中， 每個(gè)間隔件106的接觸上部或下部102、 110的表面面積可以是約25至125平 方英寸。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)間隔件基本上為圓柱形，高度 約為1.5英寸，直徑約為3英寸。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)間隔 件106的直徑約為2至6英寸，高度約為1至6英寸。應(yīng)該指出的是，間隔件 106不必一定是圓柱形，而是，它們可以呈與上述目的和功能相一致的任何合 適的形狀。
空氣/真空管線108聯(lián)接到孔104。再者，如圖3最清楚地所示，空氣/真空 管線108可單獨(dú)地附連到每個(gè)孔104，它們可服務(wù)一個(gè)以上的孔104，或一個(gè) 以上管線108可服務(wù)同一孔104。空氣/真空管線108用來對(duì)空氣支承組件100 的上部102的頂表面101提供空氣壓力、真空壓力或兩者的組合。至少某些和 可能所有的空氣/真空管線108可單獨(dú)地受控制，以便可調(diào)節(jié)到相關(guān)孔104的壓 力或真空量。這樣，空氣/真空管線108可共同地用來控制上部102的頂表面 101上的空氣床?？諝獯惨砸?guī)定的(和控制的)飛起高度將基底浮起在上部102 上方。通過控制向上浮起基底的空氣和向下曳拉基底的真空壓力的組合，可保 持沿整個(gè)基底的均勻壓力?？諝鈮毫驼婵諌毫Φ慕M合也可用來干燥或固化基 底?？諝?真空管線108可用諸如不銹鋼或塑料那樣的材料制成。
參見圖5，圖5是空氣支承組件100的剖視圖，孔104從上部102的頂表面 101延伸到底部面109。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，孔直徑約為0.030 至0.75英寸。如圖3所示，孔104布置成使其布置不干擾上部102的底表面 109上的間隔件106的布置。間隔件106的布置和密度和孔104的布置和密度 使多個(gè)空氣供給和真空管線108布線成從孔104穿過形成在上部102、下部110 和間隔件106之間的通道，并從上部102和下部IIO之間出來。應(yīng)指出的是， 孔104不延伸到底部110內(nèi)或穿過底部110。盡管本發(fā)明不局限于任何操作理 論，但可以相信將孔104限制在組件100的相對(duì)較薄的上部102內(nèi)可確保系統(tǒng) 在結(jié)構(gòu)上比傳統(tǒng)的組件更加結(jié)實(shí)。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例中，上部102可包括透氣的至少一部分， 至少在特定區(qū)域內(nèi)不需要孔104。如此的透氣材料例如可從賓夕法尼亞州阿斯頓(Aston)的新式空氣支承裝置公司(NEWWAYAIRBEARIINGS)購(gòu)得。 組件100以如上所述方式工作，上部102通過間隔件106支承在下部110上。 空氣/真空管線108位于上部102和下部110之間，并向空氣支承組件100的上 部102的頂表面提供空氣壓力、真空壓力或兩者的組合。 一個(gè)或多個(gè)空氣/真空 管線108可對(duì)透氣部分供給氣。在某些實(shí)施例中，可穿過透氣部分提供分開 的鉆孔(與相關(guān)管線108連通)以對(duì)頂表面101提供真空。
圖6是組裝空氣支承組件100方法的流程圖。在步驟600處，提供空氣支 承組件100的上部和下部102、 110。在步驟602處，穿過上部102鉆出孔104， 其有足夠的密度來確保在表面101處形成空氣支承作用以使基底飛起來。然而， 孔的密度還要足夠低以確保合適數(shù)量的間隔件106可放置在上部102的下表面 上而不干擾孔104。間隔件106的數(shù)量和布置(步驟604)必須使上部102在 安置在下部110上時(shí)保持基本上平整。在步驟606處，空氣供給和真空管線108 布線成從上部102的周緣越過間隔件106到達(dá)孔104。應(yīng)注意到，孑L104的密 度對(duì)于間隔件106的布置關(guān)系對(duì)于將足夠數(shù)量的導(dǎo)管108布線到孔104的能力 有附加的影響。在步驟608處，倒置組件100的上部102并使其安置在組件的 下部IIO上。
下部110通過間隔件106對(duì)上部102提供剛度并支承上部102。上部102、 間隔件106和下部110可用諸如以上所述的來自真石公司的膠水膠合或連結(jié)在 一起。該構(gòu)造組件100的方法有利地允許操作者在上部102內(nèi)形成孔104，將 間隔件106和管線108放置在位等，而不必操縱相當(dāng)大的且笨重的下部110。 然而， 一旦這些元件連接到較薄的上部102，則可將更加容易移動(dòng)的上部102 安置在下部110上。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了改進(jìn)的空氣支承組件。多塊式組件100 允許花崗巖或類似材料的較薄的上部102內(nèi)有多個(gè)小直徑孔，且下部110提供 合適的剛度，以在組件100的上表面101上達(dá)到低允差的平面度。通過將組件 100分為分開的兩塊，就不再需要提供穿過組件100整個(gè)厚度的孔，例如，空 氣孔和真空孔(104)。間隔件106有策略地放在組件100的上部102和下部 110之間，以使空氣/真空管線108聯(lián)接到上部102內(nèi)的孔104。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照特定實(shí)施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)該理解到這些實(shí)施例只
10是為了說明本發(fā)明的原理和應(yīng)用。因此，可以理解到對(duì)于所示的實(shí)施例可作出 許多種修改，并可設(shè)計(jì)出其它的結(jié)構(gòu)布置，而不脫離由附后權(quán)利要求書定義的 本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種空氣支承組件，包括上部，所述上部具有多個(gè)穿過其的空氣供給和真空孔；下部；以及多個(gè)間隔件，所述間隔件設(shè)置在所述上部和下部之間，并使所述上部和下部保持間隔開的關(guān)系，其中，所述空氣供給和真空孔的密度足夠高以提供對(duì)基底的空氣支承，但所述密度還足夠低以達(dá)到以下情況中的至少一種(i)使用足夠數(shù)量的所述間隔件，以及(ii)所述間隔件足夠靠近地定位，以使所述上部相對(duì)于所述下部保持基本上均勻的平面度。
2. 如權(quán)利要求1所述的空氣支承組件，其特征在于，所述孔的布置和密度 使所述多個(gè)間隔件以基本上均勻的陣列設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求1所述的空氣支承組件，其特征在于，所述孔的布置和密度 使每個(gè)間隔件的表面面積足夠大，以共同地支承所述上部并使所述上部相對(duì)于 所述下部保持所述基本上均勻的平面度。
4. 如權(quán)利要求3所述的空氣支承組件，其特征在于，每個(gè)間隔件接觸所述 上部或下部的表面面積約是25至125平方英寸。
5. 如權(quán)利要求3所述的空氣支承組件，其特征在于，每個(gè)間隔件的形狀基 本上為圓柱形，直徑約為3至6英寸。
6. 如權(quán)利要求3所述的空氣支承組件，其特征在于，每個(gè)孔直徑約為0.030 至0.75英寸。
7. 如權(quán)利要求1所述的空氣支承組件，其特征在于，還包括 多個(gè)聯(lián)接到所述孔的空氣供給和真空管線，其中，所述間隔件的布置和密度以及所述孔的布置和密度使所述多個(gè)空 氣供給和真空管線布線成從所述孔穿過形成在所述上部、所述下部和所述間隔件之間的通道，并從所述上部和下部之間出來。
8. 如權(quán)利要求1所述的空氣支承組件，其特征在于，所述上部和下部由花 崗巖形成。
9. 如權(quán)利要求8所述的空氣支承組件，其特征在于，所述上部明顯比所述下部薄。
10. 如權(quán)利要求9所述的空氣支承組件，其特征在于，所述上部的厚度約為 4至18英寸，所述下部的厚度約為20至36英寸。
11. 如權(quán)利要求8所述的空氣支承組件，其特征在于，所述組件還包括位于 所述上部和所述下部之間的多個(gè)空氣管線和多個(gè)真空管線。
12. 如權(quán)利要求1所述的空氣支承組件，其特征在于，所述上部的平面度約 為50微米或更小。
13. 如權(quán)利要求1所述的空氣支承組件，其特征在于，所述下部包括多個(gè)單 獨(dú)的部分，所述單獨(dú)的部分聯(lián)接在一起而形成所述下部。
14. 一種裝置，包括上部，所述上部由花崗巖形成，并包括多個(gè)穿過其的空氣供給和真空孔， 所述孔可工作以形成對(duì)基底的空氣支承；下部，所述下部由花崗巖形成；以及多個(gè)間隔件，所述間隔件位于所述上部和所述下部之間，并使所述上部 和所述下部保持間隔開的關(guān)系，以使所述上部基本上平整。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述孔延伸穿過所述上部但 不穿過所述下部。
16. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述上部明顯比所述下部薄。
17. —種組裝空氣支承裝置的方法，包括提供上部和下部，每個(gè)部分由花崗巖形成，并包括上表面和下表面； 鉆出多個(gè)穿過所述上部但不穿過所述下部的孔；將多個(gè)間隔件放置在所述下部和所述上部之間而不干擾所述孔，所述多 個(gè)間隔件可工作以使所述上部和所述下部保持間隔開的關(guān)系。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，放置所述多個(gè)間隔件的所述 步驟包括在將所述上部安置在所述下部上之前，將所述間隔件聯(lián)接到所述上部的下表面。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在將所述上部安置在所述下部上之前，將多個(gè)空氣管線和多個(gè)真空管線連接到所述多個(gè)孔，并將所述空氣管線和真空管線布線成越過至少一些所述間隔件。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述上部定位在所述下部之上，使所述間隔件朝向所述下部的上表 面；以及執(zhí)行所述安置步驟。
全文摘要
一種空氣支承組件包括具有多個(gè)穿過其的空氣供給和真空孔的上部；下部；以及多個(gè)間隔件，這些間隔件位于上部和下部之間，使上部和下部保持間隔開的關(guān)系，其中，空氣供給和真空孔的密度足夠高以提供對(duì)基底的空氣支承，但密度足夠低以達(dá)到以下兩種情況中的至少一種(i)可使用足夠數(shù)量的間隔件，以及(ii)間隔件足夠靠近地定位，以使上部相對(duì)于下部保持基本上均勻的平面度。
文檔編號(hào)B65G49/06GK101541653SQ200780042666
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者D·E·布拉克利, D·L·德魯門, P·J·姆卡蒂 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司