專利名稱：真空吸盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空吸盤。
在工程領(lǐng)域中，真空吸盤作為一種將工件穩(wěn)固地固緊于其上、并在其上進(jìn)行機(jī)械加工的裝置是眾所周知的。真空吸盤可以采用各種形狀，例如，它們通常可以是一種平的、矩形工作臺，為工件提供一個(gè)基本水平的支承面。此外，它們亦可以采用圓形，提供一個(gè)卡盤形式的垂直向上的支承面，一個(gè)工件就緊固在這種支承面上。
事實(shí)上，象后一種形式的可以叫作真空卡盤，但是為了方便起見，在本說明書中，術(shù)語“真空吸盤”用于指一切形狀的支承裝置，在這種支承裝置上借助真空將工件或其它物品定位固緊，以進(jìn)行機(jī)加工、任何一種加工作業(yè)或僅僅是為了固定和/或傳送。雖然在這里習(xí)慣地使用術(shù)語“真空”，實(shí)際情況是理想的真空從未達(dá)到過。更為常見的情況是真空度平均壓力約為0.1巴(bar)。
在我們的已出版的PCT專利申請NoWo92/10336中，我們公開了多種真空吸盤，每一種吸盤都有一個(gè)覆蓋真空吸盤區(qū)域、用于提供一個(gè)真空源的基板和一個(gè)安置于基板和由真空吸盤系統(tǒng)夾持的工件之間的支承板。
公開的各種支承板的總的目的就是盡可能有效地將真空從基板傳遞到工件上，以便例如在對工件機(jī)械加工時(shí)，盡可能牢固地夾持住工件。這類支承板的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在機(jī)加工時(shí)，它們可以被切割、更換和/或重復(fù)利用。
基板、中間板和/或壓力供應(yīng)裝置的許多特點(diǎn)也被公開了。任何一個(gè)或全部的公開于我們上述提到的說明書Wo92/1036的切合實(shí)際的特點(diǎn)可以與本申請的特點(diǎn)組合，因而讀者的注意力會特別轉(zhuǎn)向上述的我們的說明書Wo92/1036，其內(nèi)容用作本申請的參考文件。
本發(fā)明的推薦的實(shí)施例的目的是提供改進(jìn)了的支承板以及含有這種支承板的真空吸盤系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一個(gè)用以安置在真空系統(tǒng)的一個(gè)基板和一個(gè)由真空吸盤系統(tǒng)卡持的工件之間的支承板，該支承板有一片具有分別與基板和工件接觸的一個(gè)背面和一個(gè)工作面的坯板;
至少有一個(gè)用于在使用中在背面和工作面之間傳遞真空用的、穿過這片坯板的孔;
多個(gè)彈性突起，在使用中，配備在工作面上的每個(gè)彈性突起與一個(gè)被接受的工件的一個(gè)接觸面形成一種密封;
每一個(gè)彈性突起所形成的密封在平面圖上為封閉形而且在大密封之間還安插有多個(gè)較小的密封;
所述的封閉的形狀可以是圓形;
可以在坯板上配置多個(gè)孔;
每一個(gè)孔可以位于每一個(gè)封閉形狀之中;
至少有一個(gè)封密形狀其中沒有孔;
最好，突起與坯板為一個(gè)整體。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種用于安置在一個(gè)真空吸盤系統(tǒng)的一個(gè)基板與用真空吸盤系統(tǒng)卡持的一個(gè)工件之間的支承板，該支承板具有一個(gè)具有各自與一個(gè)基板和工件分別接觸的一個(gè)背面和一個(gè)工作面的一片坯板至少一個(gè)穿個(gè)坯板的，在使用中用以在背面和工作面之間傳遞真空的孔;
一種至少在工作面上形成的、深入工作面內(nèi)的敞開的溝槽網(wǎng)絡(luò);
一種所述敞開的溝槽網(wǎng)絡(luò)可分別形成在背面和工作面上，并深入各自的表面內(nèi);
最好上述的孔至少開在一個(gè)溝槽的網(wǎng)絡(luò)上;
至少上述的一種網(wǎng)絡(luò)其溝槽排成矩形行列。
本發(fā)明既涉及本發(fā)明的第一方面的任何一塊支承板，也涉及到本發(fā)明的第二方面的任何一塊支承板。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種用于安置在一個(gè)真空吸盤系統(tǒng)的一個(gè)基板與由此真空吸盤系統(tǒng)卡持的工件之間的支承板，此支承板有一片具有一個(gè)背面和一個(gè)工作面的坯板，這兩個(gè)面用于分別與基板和工件相接觸;
至少一個(gè)穿透坯板，在使用中將真空在背面和工作面之間傳遞的孔;
一個(gè)與坯板構(gòu)成一個(gè)整體的、或者在鄰接坯板繞周邊處形成的彈性突起，以在使用中形成延伸于坯板周邊的、且與基板或工件兩者的一個(gè)接觸面貼接的一個(gè)密封;
彈性突起可以從工作面或背面延伸出;
最好，從背面和工作面中的每一個(gè)各有各自的彈性突起延伸出來，以便在使用中各形成繞坯板周邊延伸的、且分別與基板和工件的接觸面各自接貼的各個(gè)密封;
最好，上述密封或至少其中的一個(gè)密封圍繞于坯板周邊的主要部分延伸;
最好，上述密封或至少其中的一個(gè)密封是圍繞坯板周邊連續(xù)地延伸的;
本發(fā)明涉及到根據(jù)本發(fā)明的第一至三方面所述的、或三個(gè)方面組合出的任一種支承板。
最好，上述的坯板的材料是柔性材料。
最好，所述材料是一種塑性材料。
最好，至少支承板的一個(gè)表面是一個(gè)粗糙的表面以便于負(fù)壓通過這個(gè)表面。
上述的表面粗糙度可以在制造這種支承板時(shí)用拉刮、模塑或壓力方法形成。
上述的支承板可以在其背面上配置定位裝置，定位裝置與相應(yīng)的基板上的裝置配合作用而將支承板安裝定位在基板上。
上述的支承板在平面圖上可以是大致圓形的或部分圓形輪廓形狀。
上述的支承板可以有在其工作面和/或背面上形成的，在平面圖上的形狀為圓形或部分圓形的、且與支承板的圓或部分圓是同心的多個(gè)唇形密封。
上述的支承板可以在其圓形或部分圓形的輪廓形狀的中心設(shè)置一個(gè)孔。
根據(jù)本發(fā)明各相應(yīng)方面的大多數(shù)支承板可以是組成一個(gè)支承區(qū)域的組合的尺寸和形狀即支承板可以是多個(gè)尺寸最小的組件組成的一個(gè)支承區(qū)域。
本發(fā)明涉及具有根據(jù)本發(fā)明的上述任一方面的支承板的真空吸盤系統(tǒng)，而且相應(yīng)的基板有一個(gè)真空連結(jié)口，并至少有一個(gè)深入到該板的支承表面內(nèi)的孔，以及將該孔與連接口連結(jié)的連接裝置。
上述的真空吸盤系統(tǒng)還可有一個(gè)控制至少供應(yīng)到一個(gè)孔中的壓力的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種夾持工件的方法，此方法具有將工件置于上述真空吸盤系統(tǒng)上及將一個(gè)降低的壓力施加到基板的連接口以便將該工件固緊在支承板上的步驟。
本發(fā)明涉及到根據(jù)本發(fā)明的任何一個(gè)上述方面的支承板在如上所述的方法中的用途。
為了更好地理解本發(fā)明和展示實(shí)施本發(fā)明的情況，將結(jié)合附圖，借助實(shí)例進(jìn)行介紹。


如下圖1在一個(gè)平面圖中展示由多個(gè)不同組件組成的一個(gè)支承板;
圖2是通過一個(gè)部件的剖面圖，它可作為圖1所示支承板組件中的一個(gè)。
圖3是使用圖1所示那種支承板的真空吸盤系統(tǒng)部分的剖視圖;
圖4是展示圖3所示系統(tǒng)的一塊真空基板上表面部分的一個(gè)平面圖。
圖5是類似于圖1的一個(gè)平面圖，展示了另一種支承板組件部分;
圖6是取自圖5之A-A線的剖視圖;
圖7是展示另一個(gè)替換支承板組件的底部平面圖;
圖8是圖7所示組件的局部頂視圖;
圖9是圖7所示組件的周邊的局部剖視圖;
圖10是類似圖9的視圖，但展示了使用中在真空基板和工件之間的組件;
圖11是一個(gè)圓墊的底部平面圖;
圖12是圓墊的頂部平面圖的樣例;
圖13是一個(gè)半圓墊的頂部平面圖;
圖14是一個(gè)1/4圓墊的頂部平面圖;
圖15是一個(gè)變更了的圓形墊的頂部平面圖;
圖16是沿圖15之A-A線剖切的剖視圖;
圖1所示的支承板310是由多個(gè)組件320，330，340，350，360，370和380組成的。所述的每一個(gè)組件均是矩形的，它的側(cè)邊尺寸是多個(gè)例如100mm的整倍數(shù)尺寸。組件320，360和370有最小的輪廓尺寸，是100×100[mm]2，組件350的尺寸是300mm×200mm，如此等等。
組件340有一片具有上表面即工作面31和下表面即背面32的塑性坯板。多個(gè)大盤341放置在這片塑料板上。在大盤之間安置有多個(gè)小盤349。
如圖2所示，每一個(gè)大盤341有一個(gè)上工作面331和一個(gè)下背面342。一個(gè)向上的突緣346從一個(gè)外環(huán)槽347且從盤341向外并向上突伸。盤341上形成有一個(gè)中心槽343，在槽343中心有一個(gè)小通孔344。一個(gè)插頭即凸臺348從背面342向下突伸。
在圖2中，盤341表示為一個(gè)獨(dú)立件。盤341可以最好是由塑料制作，通過將其固定于組件340上為之配備的一個(gè)槽中而能使之配入組件340之中。到最后，為了將盤341固定于組件340的本體上，可在盤341的背面342的環(huán)槽312中放些粘結(jié)劑。然而在一個(gè)推薦的安排中，如341那樣的盤可以例如用模塑成型或別的任何方法(如在我們上述的說明書Wo92/10336中公開的那樣)與組件340的本體精確地形成一個(gè)整體。
小盤349有一個(gè)大約類似于圖2所示的形狀，雖然圖2的中心槽343可以有選擇地略去。
對圖1所示的支承板組件340的一般作用，在參看了我們的上述PCT的Wo92/10336的說明書后是很容易被理解的。簡單說來，加到組件340底背面的真空被傳送過其背面32，且通過小通孔344傳送到貼合在支承板組件340上的一個(gè)工件上。盤341的突起346起一個(gè)唇形密封的作用，在工件置于其上時(shí)，突起346會產(chǎn)生彈性變形，甚至在工件的被支承表面起了局部變形時(shí)，突起346仍能維持與工件的這個(gè)被支承面的接觸。通孔344的小直徑尺寸限制了通過任何一個(gè)未被覆蓋住的孔(即未與工件接觸的孔)的真空損失。由突起346形成的唇形密封在支承板組件340與工件之間維持著很高的真空程度，甚至整個(gè)機(jī)加工期間，別的盤341，349被切割時(shí)也是如此。
這種唇形密封結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，一旦密封作用由相應(yīng)的唇形密封確立起來，由這唇形密封確立的、在數(shù)值上占優(yōu)勢的真空就起加強(qiáng)密封效果的作用，這是由于由負(fù)壓所施加的力將唇形密封更緊緊地與工件拽在一起的緣故。
圖1和2所示盤341的結(jié)構(gòu)之優(yōu)點(diǎn)在于，在平面圖上為圓形的向上突起346能以比在平面圖中為非圓形的突起更均勻的方式變形。在后一種情況，例如在突起在平面圖中為矩形的情況時(shí)，在矩形的角部區(qū)域，這種突起會有不同的變形特性。借助于改變在拐角區(qū)域上的突起的形狀有可能補(bǔ)償上述不同的變形特性。但是，由于涉及到制造成本和精度，這種變形是一種不切合實(shí)際的建議。如圖1所示的那樣的圓形突起346提供了一種使突起340及其配合作用的唇形密封變形均勻的更為簡單、有效的方法。
但是，在使用如341那樣的圓盤時(shí)，由唇形密封所確定的真空區(qū)域趨向于減小在平面圖上為矩形的這種突起所占據(jù)的支承板上的輪廓面積。為了補(bǔ)償這一點(diǎn)，可以用小盤349安插在大盤341之間，以便能夠盡可能用唇形密封確立的真空區(qū)域覆蓋住支承板更多的面積。
為了清楚起見，(如圖1所示)只是將組件340的上邊部分大盤341和小盤349詳細(xì)地展示出來?？梢岳斫獾?，如圖1所示的大小盤的排列情況是覆蓋了組件340的整個(gè)表面的。組件380與組件340相似，但具有更大的輪廓尺寸。
組件320，330和350在結(jié)構(gòu)上彼此是相似的，但它們的輪廓尺寸不同。以組件330作為實(shí)例，其上也配置有多個(gè)盤341，其情況如組件340。但是，在組件330中，代替安插于大盤341，之間的小盤349的是，只是配置許多具有小通孔334的環(huán)333，環(huán)333與圖所示部件343和344相似，但其上沒有圍繞的唇形密封。
在小組件360內(nèi)，僅僅配置了具有相應(yīng)小通孔334的環(huán)333。
在小組件370上，配置有小圓盤349，且在小圓盤之間安插了帶有中心通孔334的環(huán)333。
這樣，在圖1所示的實(shí)例中有四種不同形狀的組件320-380，每個(gè)組件均可以是任何所期望的大小，(在這個(gè)實(shí)例子)是以100為基數(shù)的。因此組件的大小和形狀可以按要求選擇以適應(yīng)于待加工的工件。因此，例如320-350這類組件可被選來用于較重的和/或較大的工件，而如360和370一類的較小組件可以選來用于較輕的和或較小的工件。由于工件有可能有不同大小和/或不同強(qiáng)度的部分，因此可以按要求挑選和鋪設(shè)組件如320-380等，以支承工件的具有不同特性的部分?？瞻捉M件(即其上無任何通孔的組件)也可以使用，為適應(yīng)特種機(jī)加工將真空基板上不需要真空的地方蓋住。
提供至少一個(gè)圍繞著其內(nèi)沒有任何通孔的區(qū)域的唇形密封。以提供一個(gè)吸管作用。而無真空通過支承板各自區(qū)域也是可能的。
現(xiàn)在參看圖3，這里展示了一個(gè)支承在基板410上的支承板310，其間插入了中間件420。一個(gè)工件430固定于支承板310上。
基板410以公知方法制作，其上有一行定位，固緊用的插孔411，插孔內(nèi)攻有配合壓緊螺栓如450等的螺紋。一個(gè)真空供給口412延伸通過基板410，并通入分配溝槽413的一行矩形突起內(nèi)，一個(gè)真空口溝通布置樣例展示在圖4中。
中間板420上配置有多個(gè)孔421，這些孔與基板410上的插孔411對準(zhǔn)。中間板420上還配置有多個(gè)螺紋孔422，螺紋孔與分配溝槽413溝通，此螺紋孔可以通過擰入或撒去密封螺釘423而有選擇地使之封閉或打開。
壓板451用壓緊螺栓450固緊，并可向下緊固于工件430的頂面上。在圖3所示的安排中，有一個(gè)墊圈421安放于壓板451的一個(gè)側(cè)面與中間板420之間。
將支承板310的組件320-380制成尺寸間隔為100mm，帶有具有依靠側(cè)緣316的部分圓弧槽315，側(cè)緣緊密地與配置在中間板420上的孔421貼合而將組件320-380精確地鎖定在中間板420上。
如果希望，可將中間板420去掉。但是中間板可以在具有真空工作臺的基板使用處，為組件320至380的強(qiáng)制性和精確的定位提供一個(gè)簡單而方便的裝置?；?10可以用鋼制作，如果希望，(尤其是，如果不使用中間板410時(shí))，也可以是鋼底部和一個(gè)提供支承面的鋁頂部的覆合件。
壓緊螺栓如450及別的壓緊裝置可以有選擇地配置在基板410裸露出的螺紋孔中。如果想要，可以配備對工件430的附加壓緊。這種作法可能為某些工件所需要，但并不是為所有工件所必不可少的。
在使用期間，將真空供給真空口412，并通過分配溝槽413和孔422傳送到支承板310的底部。接著，就將真空沿支承板的底部分配到相應(yīng)的組件320-380上。組件320-380可以在它們的底面上配置真空分配溝槽網(wǎng)絡(luò)。作為一種更替或附加性措施，這類溝槽網(wǎng)絡(luò)也可以配置在中間板420的頂面上。
如圖4所示，在基板410上形成的真空分配溝槽網(wǎng)絡(luò)413是一行行具有突起尺寸為100mm的矩形。在圖4所示的實(shí)例中，真空基板410上形成有中心距離為500mm的多個(gè)區(qū)域。每個(gè)區(qū)域在其中心都有一個(gè)真空供應(yīng)口412及一個(gè)分配溝槽網(wǎng)絡(luò)413，情況如圖4中區(qū)域1所示。對每一個(gè)區(qū)域均配置一開通或截?cái)嗾婵展?yīng)的合適的閥裝置，其情況如同用圖4的實(shí)例表明的4個(gè)區(qū)域。
如圖3所示的一個(gè)敞開真空孔配備在如圖1所示的每100mm×100毫米的中心。因此，例如，一個(gè)敞開的真空口422可以配置在每一塊組件420，360和370上的中心處，兩個(gè)這種孔422可以配置在組件330上，如此等等。
如果想要，如在如330，340，350或380這類組件蓋住了一個(gè)以上的孔422時(shí)，可只打開在相應(yīng)的組件下面的各個(gè)孔中的一個(gè)。
圖5展示了一對相似于圖1所示的組件340和380的相鄰組件390。圖6是取自圖5之A-A線的剖視圖每塊組件390上形成有多個(gè)大圓盤391，在大盤391之間安插有多個(gè)小圓盤399。
大圓盤391類似于圖2所示的大圓盤341。但是如圖6所示，每個(gè)大圓盤391有一個(gè)從相應(yīng)的槽397向上、向外突伸出的同心環(huán)形突起396。每個(gè)小圓盤399有一個(gè)單獨(dú)的圓形突起393。
圖6展示了在組件390中央和在側(cè)邊構(gòu)成的每個(gè)部分圓弧槽395上相應(yīng)的邊緣394。用以為組件在相應(yīng)的中間板(未示出)上提供強(qiáng)制性定位。從每個(gè)組件390的背392垂下來的一個(gè)彈性唇緣400沿相應(yīng)組件390的周邊延伸，并從相應(yīng)的槽401向下延伸，從而使之以一種密封方式彈性地支承靠貼在下面的中間板上。由此而使這突起400提供一種唇形密封，為每個(gè)組件390提供對在相應(yīng)的中間板內(nèi)提供的真空供給的密封作用。突起400可以配備相對較大的圓弧角度區(qū)域，以減小上面介紹過的這種在平面圖上為非圓形的唇形密封突起間的不同結(jié)合特征的影響。
雖然上述介紹過的各種唇形密封為了提供一種密封作用而均是柔性的(即有彈性的)，但作為一個(gè)整體的支承板可以有足夠的剛性，在真空施加于其背面時(shí)，支承板不會發(fā)生局部變形。支承板可以是剛性的，半剛性的或柔性的。最好，每個(gè)圓盤(例如341)的上工作面作為相應(yīng)組件(如340)的工作面安置處是在同一個(gè)平面上的突起(如346)和槽(例如347)的尺寸的選擇最好能使得該突起(如346)可以向下變形而不使它突出到相鄰的工作面(如311)的上方。
在平面圖中，構(gòu)成唇形密封的彈性突起可以有多種可更替的幾何形狀，如不同于圓形或矩形的形狀以加大由唇形密封抽真空并確保真空的表面區(qū)域。例如在平面圖中，唇形密封的彈性突起的形狀可以是矩形，六邊形或橢圓形。最好由有效半徑或別的手段[如一個(gè)或多個(gè)薄片(split)、縐層(foldp)、褶(ldat)等]構(gòu)成圓弧角，以便在突起彎曲時(shí)減小變化。
在圖1-6表明的實(shí)施例使用中，可以配備一個(gè)即使對有不平的支承表面的工件也能提供良好真空傳遞性能的支承板。良好的真空傳遞即使在圓盤(例341，349等)被切穿時(shí)仍能維持。在大圓盤(如341)之間插入小圓盤(如349)給出了即使在機(jī)械加工中大圓盤被切穿時(shí)，仍然保持小圓盤不受損傷的可能。
圖7-10所示的支承板組件是種柔性的塑料件500。最好，該塑料具有高的摩擦系數(shù)，例如可用材料EVA(EtnylVimvylAcetate)，它具有的摩擦系數(shù)u約為6(也可為別的數(shù)值，如比6小的數(shù)值)。
墊500有一個(gè)上工作面501和一個(gè)下背面502。501和502面各自于其上有相應(yīng)的一行行溝槽503和504，它們形成于基本是平面的格塊505，506之間。上唇緣510形成于繞圍上面501的周邊，下唇緣571形成于圍繞下面502的周邊。唇緣510和511用作大致如前述實(shí)施例中所介紹的那樣的唇形密封。
墊500上沒有如上述的大多數(shù)實(shí)施例那樣制作有數(shù)量相對大的小直徑通氣孔。作為一種替代，墊500上形成有(作為樣例)6個(gè)相對直徑較大的通孔515，通孔515的直徑與在使用時(shí)，墊500要安置于其上的(例如，可在圖10中看到)真空基板520上形成的真空傳遞孔521的直徑相匹配。
相應(yīng)的一套4個(gè)凸臺518從墊500的背面342懸垂下來，并圍繞著各個(gè)通孔515，凸臺518用作定位于在相應(yīng)的真空基板520上形成的真空(導(dǎo)入)孔，或可以為墊500提供相對真空基板520定位的其它凹槽的插頭。
應(yīng)該注意到，在圖10中沒有表明通孔515與相鄰的真空孔521對準(zhǔn)的。這就說明了這些孔與真空孔521對準(zhǔn)是不必要的。但是，在一個(gè)推薦的安排中，這些孔還是對準(zhǔn)了的，真空孔可以有足夠大的直徑，至少在真空孔的上部應(yīng)是如此，以便接收相應(yīng)的插頭518而使墊500定位。
還應(yīng)該注意到，可使相應(yīng)的插頭518有選擇地與安置于真空基板250上的閥件配合作用，用以有選擇地打開或關(guān)閉如581那樣的真空孔。這種操作安排已公開在我們上述的PCT說明書Wo92/10336中。通常，相應(yīng)的閥件可以安置于真空孔如521中或其鄰近處。
在使用中，墊500被提供在真空基板520上，一工件530安入在件500上，最好插頭518定位在真空孔521內(nèi)。
在將真空通入真空孔521后，真空就遍布于整個(gè)溝槽網(wǎng)絡(luò)503和504內(nèi)，從而使墊500牢牢地吸在真空基板520上，工件530又牢牢地被吸緊在墊500上。
在這個(gè)實(shí)施例中，在對工件530進(jìn)行機(jī)械加工中，對墊500沒有進(jìn)行切割的打算，由于圍繞著墊500周邊的唇緣510和511結(jié)構(gòu)，在墊500的正面及背面內(nèi)，均可有良好的真空維持在真空基板520和530之間。然而，可以理解到，如果墊500可以被改進(jìn)，以使它可以溝通，例如根據(jù)圖1所示實(shí)施例的多個(gè)小通氣孔和/或圓形唇形密封。
在一個(gè)推薦的實(shí)施例中，對如圖7所示的墊500進(jìn)行改進(jìn)，以使得在其上形成整體的工作面，代替一行行溝槽503的是如在圖1的組件340中那樣的在平面圖為弧圓的、由突起形成的唇形密封，然后，是用如344那樣的通孔和(有可選擇的)如圖2的343那樣的凹槽代替圖7-10中的較大直徑的孔。
圖10展示了唇形密封510和511是如何變形以提供緊貼工件530和真空基板520的有效和明顯的密封面的情況。唇形密封510和511的彈性使它們能夠適應(yīng)工件530和真空基板520的表面缺陷。這種適應(yīng)性也可以由一種是塑性的但不必是彈性的唇形密封來提供。如果希望，唇形密封510和511中的一個(gè)可以省略。
最好，可使如上所述的505和506格塊表面變得粗糙一些，以便使負(fù)壓在整個(gè)墊面上分布開來。這可以用刻刮、火陷燒剝，或模塑其它制造方法來實(shí)現(xiàn)。否則，若505和506格塊面十分完整，可能會在這些格塊面周圍的溝槽邊沿出現(xiàn)密封，這樣就會使這些格塊面弧立隔絕而負(fù)壓不能穿越這些格塊面，從而使真空夾持效能降低。
在一種有效的變型中，可將一種粘結(jié)劑540施加于格塊面505上，這種粘結(jié)劑最好是一種對墊500能強(qiáng)固并能良好地粘結(jié)，但對工件530的粘結(jié)力是相對輕微的一種輕型臨時(shí)性粘結(jié)劑(lightte-mporaryadhesive)。
例如，粘結(jié)劑540可以借助一種擋板裝置噴涂在墊500上，以避開溝槽504和唇形凸起510(和如上述實(shí)施例中所述的，可以在此墊表面上提供其它唇形凸起)。在這之后，就可以在墊500上安置工件，如果要求，可以以很高精度。然后，可將與墊500固結(jié)的工件安置在真空基板520上，插頭518能提供在墊500上的精確定位。在對工件530加工之后，就可將之從墊500上取下，安放工件處的粘結(jié)劑仍牢固地固結(jié)在墊件500上，工件的安裝表面上則無任何粘結(jié)劑。
如果希望，也可以選擇一種擋板，以使得只在要求的墊500上的那些區(qū)域噴上粘結(jié)劑。在一種變更實(shí)施例中，可將粘結(jié)劑在選定區(qū)域內(nèi)有選擇地被除去-例如在不要求粘結(jié)劑的區(qū)域上放上滑石粉。
為了易于說明起見，只在圖8內(nèi)的格塊505中的幾件上顯示有粘結(jié)劑540，但是如果要求，可以擴(kuò)大加粘結(jié)劑的區(qū)域。在圖8中還展示了另外一種定量粘結(jié)劑541，這種粘結(jié)劑不是噴上的，而是基本上是加到相應(yīng)格塊505的中央處的定量的粘結(jié)劑，它們安放在預(yù)定的對工件530粘結(jié)區(qū)之外、尚未到達(dá)溝槽503之處。如在平面圖所看到的，墊500在它的周邊上有多個(gè)切口519，這些切口的作用如在圖1-3所示實(shí)施例中的槽315的功用相似。也就是說，例如，它們可以用于暴露出固定輔助緊固件的螺紋孔，和/或它們可以用于提供給輔助緊固件供應(yīng)液壓或壓縮空氣流體介質(zhì)。它們也可以用于為壓縮空氣孔提供空間，通過它們可以將壓縮空氣(或別的氣體)導(dǎo)入，以例如支承一個(gè)工件于真空吸盤系統(tǒng)上方的空氣墊上。
在另一個(gè)改型中，墊500可以以相對大的圓盤(如其直徑范圍從20至500mm)的形式提供。于是，多個(gè)這樣的墊就可以有選擇地放置于一個(gè)真空吸盤系統(tǒng)上，從而將負(fù)壓和真空提供于對貼放在圓墊上的工件需要的地方。這種圓墊可以綜合上述的各種特點(diǎn)或變化。
圖11展示了這種圓墊600的一個(gè)實(shí)例。一行行溝槽604制作在圓墊600的背面602上，由于這個(gè)墊600是圓的，這一列列溝槽是由徑向溝槽連結(jié)的同心圓溝槽。定位插頭618用于將墊600定位在相應(yīng)的基板上，定位方式類似于上述矩形墊500的突起518。墊600上形成有多個(gè)將真空或別的壓力傳遞于墊600的上工作面和背面602之間的小通孔650。作為一種替更，類似于墊500上的孔515的大孔亦可以配備。墊600的上工作面上亦可制作上類似于其背面溝槽行列604的溝槽行列。墊600也可以在其背面602的周邊配置能形成類似于墊500上的唇形密封511的環(huán)周邊的唇形密封。當(dāng)然，也可以在墊600的上工作表面上也配備如同墊500的唇形密封510的環(huán)周邊的唇形密封。
可以給墊600配備中心孔615，在環(huán)孔615的背面602處，可以配備類似于唇形密封611的一個(gè)唇形密封616。也可以有選擇地在墊600的上工作面上也配備一個(gè)類似的唇形密封。中心孔615可以用作輔助墊600的定位和/或?qū)⑤o助緊固件定位緊固于安放墊600的一個(gè)基板上。就這一點(diǎn)而言，中心孔615還可以起類似圖7-8中的切口519的作用。
在圖12所示的實(shí)施例中，墊600在其上工作面601上形成了多個(gè)唇形密封620，625，630，635它們在平面圖中是圓的。最好，這些唇形密封620，625，630，635與墊600構(gòu)成一個(gè)整體，它們的功能類似于圖1所示的那些唇形密封。每個(gè)唇形密封620，630，625，635均在各唇形密封確定的區(qū)域內(nèi)有一個(gè)小通孔650，如在前述實(shí)施例中那樣，作為一種變更形式在某些唇形密封中，在各自唇形密封確定的區(qū)域內(nèi)也可以不配備小直徑通孔650。
如在圖12中可看到的，最靠近墊600中央部位的圓形唇形密封620的直徑相對較小，離中心較遠(yuǎn)的唇形密封625的直徑較大，離得更遠(yuǎn)的唇形密封630的直徑則是更大的。如果希望較小的唇形密封635最好是安插在大唇形密封630，625，及620之間。
可以將沿周邊的唇形密封610和617配備在工作面601上沿墊600的內(nèi)，外周邊附近處，并且亦可在其背面上配備類似的密封。
在一個(gè)上述各實(shí)施例的變更型中，中心孔615可用類似于上工作面601上的唇形密封625、且在確定的區(qū)域內(nèi)配備有一個(gè)小中心通孔650的一個(gè)中央圓唇形密封來更換。
如在圖13-14中可看到的，墊680和690類似于墊600，但在其平面圖中分別只是半圓和1/4圓形狀。
在圖15的實(shí)施例中，圓形的、同心地設(shè)置的唇形密封710是在圓墊700的上工作面701上形成的。如在圖16的細(xì)節(jié)部分圖內(nèi)所示，每個(gè)唇形密封710有相應(yīng)的彈性突伸物708形成，突伸物708從深入工作面701內(nèi)的環(huán)形溝槽705向外向上。或向內(nèi)向上伸延。小孔720可有選擇地允許在其上配備分配溝槽網(wǎng)絡(luò)(如圖11的溝槽604的相似物)的工作面701和背面702間傳遞真空。作為一種變更或一種附加措施，也可以配備一個(gè)在工作面701和背面702間傳遞壓力的較大孔730。
在圖16中，墊700在其背面702上有一個(gè)外周邊唇形密封。一個(gè)類似的密封也可以替代地或附加地配置在工作面701上。一個(gè)內(nèi)唇形密封717在在工作面內(nèi)確定一個(gè)區(qū)域715，區(qū)域715可以有選擇地為或是有一個(gè)相對較大的中心孔或是具有小中心孔的實(shí)心部分。類似的密封也可以更替地或附加地配置在背面702上。
可以體會到，墊600和700通常可以如上述各實(shí)施例所介紹的那樣被使用，也可以和或如已公開的我們的PCT專利申請Wo92/10336中所介紹的那樣被使用。
墊600的特點(diǎn)可以用之于墊700上，反之亦然。
本申請中介紹的組件和或墊是塑性的，他們可以是各種不同塑性材料合成的(alloy)，能給出所期望的性能如彈性，模塑鑄造性能，柔性或剛性等。
在使用如上所述的支承板中，一種操作工件的方法可以有以下預(yù)備性步驟將工件定位安置在支承板(或一列支承板)上，施加一個(gè)低度真空將工件輕輕地固定在一個(gè)大致的定位位置上將工件擰緊(要不，就先進(jìn)行調(diào)整)在最終的精確的位置上，然后施加一個(gè)更高度的真空將工件更牢固地固緊在其最終位置上。通過一種電子掃描裝置和一種定位裝置，這些定位步驟就可以實(shí)現(xiàn)或至少部分地實(shí)現(xiàn)。電子掃描裝置掃描工件和真空吸盤系統(tǒng)確定它們間的相對位置，定位裝置與工件配合并根據(jù)掃描裝置被有選擇地進(jìn)行侍服控制。最后，真空基板和/或支承板和/或工件可以帶有參考標(biāo)志，以便簡化掃描工作。
本發(fā)明的上述介紹過的任何一個(gè)實(shí)施例的支承板組件的色彩標(biāo)志(或別的方式的標(biāo)志)可以有助于區(qū)別(人工的或自動的)具有不同性能的組件。
只是作為樣例，上述的支承板可以有1-10mm的厚度，真空即壓力分配溝可以有的寬度范圍是1-10mm，深度范圍是0.1-5mm。
讀者的注意力引向了那些先于本發(fā)明或與本發(fā)明同時(shí)申請的那些文件，這些文件已經(jīng)公開，公眾可用之與本發(fā)明相對照，這類文件的內(nèi)容可以用作本發(fā)明的參考文獻(xiàn)。
在本說明書(包括附屬的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開了的所有特征和/或任何方法中的所有步驟可以結(jié)合成任何一種組合，但要將那些至少是某些特征或/和步驟是相互排斥的組合排除在外。
本說明書(包括附屬的權(quán)利要求，摘要及附圖)中公開的每一個(gè)特征可用那些起同樣、等效或類似作用的可供選擇的特征來替代，但另有特別說明的除外。因此，除非另有說明，公開的每一個(gè)特征只不過是一個(gè)通用系列的等效或相似特征的一個(gè)實(shí)例。
本發(fā)明不局限于實(shí)施例的細(xì)節(jié)。本發(fā)明延伸到本說明書(包括權(quán)利要求，摘要及附圖)中公開的特征的任何一種特征或任何一種特征的新組合，或延伸到本說明書(包括權(quán)利要求附圖、摘要)中公開的任何一種方法的步驟中的新步驟的新組合。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于安置在一個(gè)真空吸盤系統(tǒng)的基板和由真空吸盤系統(tǒng)夾持的一個(gè)工件之間的支承板，此支承板有一片具有分別與基板和工件接觸的一個(gè)背面和一個(gè)工作面的坯板；至少一個(gè)穿透坯板的孔，在使用中，孔用于在坯板的背面與工作面之間傳送真空；多個(gè)彈性突起，每一個(gè)均配置在工作面上，在使用中，彈性突起以與相應(yīng)的工件接觸面構(gòu)成的一個(gè)構(gòu)成一個(gè)密封；其中的由每個(gè)彈性突起所形成的密封在其平面圖中有一個(gè)封閉的形狀，而且較小尺寸的密封安插于較大尺寸的密封之間。
2.如權(quán)利要求1所述支承板，其特征在于所述封密形狀是一個(gè)圓形。
3.如權(quán)利要求1或2所述支承板，其特征在于，在該坯板上配置有多個(gè)穿透的孔。
4.如權(quán)利要求3所述支承板，其特征在于，每一個(gè)均位于相應(yīng)的一個(gè)所述封閉形狀之內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述支承板，其特征在于，至少有一個(gè)封密形狀內(nèi)沒有設(shè)一個(gè)相應(yīng)的孔。
6.如上述任一權(quán)利要求所述支承板，其特征在于彈性突起與坯板是整體形成的。
7.一塊用于支承在一個(gè)真空吸盤系統(tǒng)的一塊真空基板和一個(gè)由此真空吸盤系統(tǒng)卡持的工件之間的支承板，此支承板有一片具有分別與基板和工件接觸的一個(gè)背面和一個(gè)工作面的坯板;至少一個(gè)穿透坯板的孔，在使用中，此孔用于在坯板的背面與工作面之間傳送真空;至少在坯板的工作面上制有深入到面內(nèi)的一個(gè)敞口溝槽網(wǎng)絡(luò)。
8.如權(quán)利要求7所述支承板，其特征在于，相應(yīng)敞口溝槽網(wǎng)絡(luò)制作在每一個(gè)工作面和背面上，且深入到相應(yīng)的表面之內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述支承板，其特征在于，穿透孔至少與一個(gè)溝槽網(wǎng)絡(luò)溝通。
10.如權(quán)利要求7-8所述支承板，其特征在于，至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是一種溝槽的矩形排列。
11.一塊既根據(jù)權(quán)利要求1-6之任一所述又根據(jù)權(quán)利要求7-10之任一所述之支承板。
12.一塊用于安置在一個(gè)真空吸盤系統(tǒng)的一塊真空基板和一個(gè)由此真空吸盤系統(tǒng)夾持的工件之間的支承板，此支承板具有一片具有分別與所述基板和工件接觸的一個(gè)背面和一個(gè)工作面的坯板;至少一個(gè)穿透坯板的孔，在使用中，該孔用于在背面和工作面之間傳送真空;一個(gè)在沿坯板周邊上或周邊附處、與物料板整體形成的彈性突起，在使用中，彈性突起形成一個(gè)沿物料板周邊延伸、且與相應(yīng)的基板或工件之一的一個(gè)接觸面貼接的密封。
13.如權(quán)利要求12所述支承板，其特征在于，彈性突起沿坯板之工作面延伸。
14.如權(quán)利要求12所述支承板，其特征在于，彈性突起沿坯板之背面延伸。
15.如權(quán)利要求12所述支承板，其特征在于，相應(yīng)彈性突起沿物料板之每個(gè)背面和工作面延伸在使用中，各彈性突起形成相應(yīng)的圍繞周邊延伸的并與相應(yīng)基板或工件的一個(gè)接觸面貼接的密封。
16.如權(quán)利要求12至15之一所述支承板，其特征在于，所述密封或至少一個(gè)所述密封是圍繞坯板周邊的主要區(qū)域延伸的。
17.如權(quán)利要求16所述支承板，其特征在于，所述密封或至少所述密封之一是連續(xù)地繞周邊延伸的。
18.一塊既如權(quán)利要求11又如權(quán)利要求12-17之任一所述的支承板。
19.如權(quán)利要求之一所述支承板，其特征在于，所述物料是柔性的。
20.如權(quán)利要求之一所述支承板，其特征在于，所述物料是塑性材料。
21.如上述權(quán)利要求之一所述支承板，其特征在于，至少背面和工作面中之一個(gè)是粗糙表面以便促使負(fù)壓傳遞過該表面。
22.如權(quán)利要求21所述支承板，其特征在于，該粗糙表面是通過拉刮該表面而形成的。
23.如權(quán)利要求21所述支承板，其特征在于，該粗糙表面是在支承板制造期間用模塑鑄造或壓力加式方法形成的。
24.如上述權(quán)利要求之一任一所述支承板，其特征在于，在背面上設(shè)置一個(gè)定位件，該定位件與基板上的構(gòu)成配合作用將支承板定位安裝在基板上。
25.如上述權(quán)利要求之任一所述支承板，其特征在于，支承板有在平面圖上基本上是圓形或部分圓形的形狀。
26.如權(quán)利要求25所述支承板，其特征在于，在支承板的工作面和/或背上有多個(gè)在平面圖上是圓或部分圓形的唇形密封，并與支承板的圓形或部分圓形狀同心。
27.如權(quán)利要求25或26所述支承板，其特征在于，在圓形或部分圓形形狀之中心配置有一個(gè)孔。
28.如權(quán)利要求任一所述支承板，其特征在于，多個(gè)小尺寸的組件組成標(biāo)準(zhǔn)形狀和尺寸的支承板區(qū)域。
29.一種真空吸盤系統(tǒng)有根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述支承板的，和一個(gè)相應(yīng)的基板，基板有一個(gè)真空連接口，至少一個(gè)深入基板的一個(gè)支承面的孔，以及將該孔與真空連接串連在結(jié)的連接裝置。
30.如權(quán)利要求29所述真空吸盤系統(tǒng)，其特征在，該系統(tǒng)還具有控制將壓力供應(yīng)到所述孔中的控制裝置。
31.一種夾持工件的方法，具有將工件置于權(quán)利要求29或30所述之真空吸盤系統(tǒng)上和將一個(gè)降低的壓力施加到基板的真空連接口而將工件夾持在支承板上等步驟。
32.在根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法中對權(quán)利要求1-28所述之任一支承板的使用。
全文摘要
一種真空吸盤系統(tǒng)具有由支承在基板上并用于在基板上的真空孔與夾持在支承板310上的一個(gè)工件之間傳送真空的支承板組件320—380組成的一個(gè)支承板310。支承板組件340上形成有多個(gè)在其間安置有多個(gè)較小的唇形密封341的區(qū)域內(nèi)均有一個(gè)貫通相應(yīng)支承板組件、以一個(gè)限定的方式傳遞真空的小孔。其余的支承板組件相似的形狀，但亦有改變。在對夾持在支承板組件320至380上的工件機(jī)加工時(shí)，這些組件可以被切割無失去在工件上的總的真空夾持作用的危險(xiǎn)，本說明書公開了其它各種支承板。
文檔編號B23Q3/08GK1086163SQ93106349
公開日1994年5月4日 申請日期1993年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月6日
發(fā)明者勞倫斯·羅斯·皮特里, 戴維·戴維斯 申請人:詹姆斯·克里斯托弗·卡恩, 查爾斯·尼古拉斯·卡恩, 戴維·戴維斯