[发明专利]用于保持切割边缘与基准表面之间的恒定距离的设备和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2008年12月18日提交的名为“用于保持激光束焦点与工作表面之间的距离的设备和方法(Apparatus for and method of maintaining the distance between focal point of a laser beam and a work surface)”的美国申请No.61/138,756的权益，该申请通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种设备和方法，该设备和方法用于保持切割边缘(例如切割激光束的焦点)与基准表面(例如板的第一主要表面上的涂层表面)之间的恒定距离，以在涂层中施加均匀宽度的切割线或分离线，并且更具体地施加在距基准表面恒定距离处沿其切割路径具有恒定宽度的切割线或分离线。

背景技术

本领域技术人员理解，层压的飞行器风挡可在层压的风挡的外层(例如外玻璃板)的内表面上具有一个加热装置，以防止在风挡的外表面上形成冰，并且可在结构层(例如玻璃板或丙烯酸板)之间具有第二加热装置，以防止从风挡的内表面形成雾和/或从风挡的内表面除雾。加热装置通常在连接到电源的一对母线之间包括导电涂层，例如一个以上的涂层膜。导电涂层的边界通常与板的边缘隔开，并且对应于板的周边形状。

当前可用的加热装置的一个限制在于，它们在具有非线性或弯曲周边的板上的使用阻止了经过具有非线性或弯曲周边形状的导电涂层的电流的均匀分布。经过涂层的电流的非均匀分布可导致涂层的热点，这会导致风挡过热，从而可导致风挡分层。一种消除热点的技术是将导电涂层分区，以提供经过涂层的更加均匀的电流。在涂层中施加而将涂层分区的切割线或分离线的宽度足够小，例如不限于0.0015英寸(0.048毫米(以下也称为“mm”))的宽度，使得透过风挡观看的飞行器操作员对分离线的视觉观察最小或者没有，并且分离线的宽度足够大，使得分离线在母线之间的区域中将区段彼此电绝缘。

将涂层分区的一种技术是使激光束在涂层上方经过一次以上。更具体地，激光束的焦点定位成与板的基准面相隔预定距离施加在导电涂层上，从而在激光束沿其路径移动时通过蒸发涂层的一部分而在涂层中施加分离线。尽管该技术对于涂覆到板的平整表面的导电涂层是可接受的，但是当该技术在涂覆到板的弯曲表面的涂层上实践时存在缺陷。一个缺陷在于激光束的焦点与板的基准表面之间的距离随着板的表面曲率的变化而变化。结果是当激光束的焦点与基准表面之间的距离减小时，删除线的宽度增加，反之亦然。消除该缺陷的一种方法是研发软件程序以跟随板的弯曲表面轮廓。本领域的技术人员理解，两个玻璃板的弯曲表面的轮廓是不同的，从而每个板需要一个软件程序，这耗时而昂贵。消除该缺陷的另一方法是将一部件与涂层表面表面接触，以在表面曲率改变时移动激光束的焦点。该方法的缺陷在于，当所述部件响应于涂层的表面曲率改变而移动激光束的焦点时，所述部件可能损坏涂层的表面。

现在本领域的技术人员能够理解，有利的是提供一种技术，该技术用于在涂层(例如导电涂层)中施加一个以上的切割线或分离线，并且没有当前可用技术的缺陷，所述切割线或分离线在距基准表面恒定距离处具有大致恒定的宽度。

发明内容

本发明涉及一种设备，该设备用于在成形部件的切割边缘相对于物体的基准表面移动时保持所述切割边缘距所述基准表面恒定距离。其中，所述设备包括：管，该管具有第一端和相反的第二端；恒力施加装置，该恒力施加装置用于将所述管的所述第一端连接到支撑部件；以及安装所述管的所述第二端的表面跟随件。所述表面跟随件具有多个通道和面向背离所述管的所述第二端的方向的主要表面。每个所述通道在所述表面跟随件的所述主要表面处具有一出口。所述表面跟随件的所述主要表面和所述成形部件的所述切割边缘彼此具有预定的关系。设置一入口，该入口用于使气体朝向所述管的所述第二端进入所述管。当气体流出所述管的所述第二端时，在所述表面跟随件的外表面部分与所述管的所述第二端的内表面部分之间提供具有第一厚度的第一气体轴承，当气体经过所述多个通道时，在所述表面跟随件的所述主要表面和所述基准表面彼此相邻并且彼此成面对关系时设置提供第二厚度的第二气体轴承。当表面跟随件在所述基准表面上移动时，所述物体的基准表面的曲率使恒力装置伸展和收缩，从而分别保持第一和第二气体轴承的第一和第二厚度恒定，以将所述成形部件的切割边缘保持在距所述物体的所述基准表面恒定距离处。