[发明专利]用于旋转式分度系统的旋转式挠曲件及空气轴承支撑件

说明书

技术领域

本发明涉及用于精确地对用于进出处理站(例如激光钻孔站)的工件的夹具进行分度的支撑件(通常称为“刻度盘”)，且更特定来说涉及一种保护刻度盘以免发生平面外偏移而同时放松与刻度盘分度电机相关联的轴承的性能规范的刻度盘支撑系统。

背景技术

已知使用可旋转刻度盘来对进出处理站(例如激光钻孔站)的工件进行分度，在所述处理站中需要对工件的位置的精确控制。刻度盘通常为圆形的且具有中心垂直旋转轴线(称为“Z轴线”)。安装电机以按需求使支撑工件的台进行分度。框架通常包含台下面的尺寸稳定的表面。

发明内容

在常规旋转式分度器中，刻度盘的质量由分度器电机的轴承支撑。需要大的昂贵且高度精确的分度器电机轴承来保护刻度盘以免发生平面外偏移。也就是说，刻度盘经安装以使在推力方向上(即，沿着旋转轴线)的游隙最小化且使由于径向游隙所致的倾翻或倾斜最小化。在大直径刻度盘(例如直径为1米或1米以上的那些刻度盘)的情况下，已采取昂贵的措施来防止在接近刻度盘的外边缘施加垂直力时发生倾翻或倾斜。所述措施包含增加分度器推力轴承的大小及添加在处于分度位置中时啮合刻度盘的外伸叉架结构。较大推力轴承及外伸叉架会增加成本，且外伸叉架消耗处理时间并可导致位置误差。

相比之下，本发明的实施例实现可分度刻度盘的高度稳定性及对平面外偏移的预防，而不会有较大分度器推力轴承的花费且不具有由可选择性啮合的外伸叉架产生的问题。简单地说，本发明除去了支撑来自包括电机及推力轴承的分度器的刻度盘质量的任务。

一般来说，此首先经由使用机械互连分度器与刻度盘的挠曲元件且其次通过支撑刻度盘的空气轴承系统来实现。所述挠曲元件在扭转上为非顺从性，而同时本质上沿着Z轴线将台与分度器解耦。所述空气轴承系统支撑刻度盘质量且允许使用较小、较不昂贵的分度器。

如下文中所描述，空气轴承布置可采取数种形式且可并入有真空预载以及到刻度盘结构中的部分集成。为了全面地理解本发明，应参考以下对本发明说明性实施例的描述。

附图说明

本文中的描述参考附图，其中在数个视图中相似的参考编号指代相似的部件，且图式中：

图1是并入有本发明的实施例的激光钻孔系统的透视图；

图2是用于图1的钻孔系统的第一刻度盘支撑系统的透视图；

图3是图2的第一刻度盘支撑系统的从另一角度看的透视图；

图4是用于图1的刻度盘的替代支撑系统的示意性横截面；

图5是第二替代支撑系统的示意性横截面；

图6是示范性空气轴承安装的部分示意性侧视图；且

图7是倒置刻度盘实施例的部分示意性侧视图。

具体实施方式

参考图1，展示激光钻孔系统10，其包括支撑钢板14的框架12，钢板14的顶表面为经平整的。支撑在板14上面的是由下文中所描述的空气轴承28系统支撑的可分度刻度盘16。刻度盘16经设计以在夹具17上接纳工件，夹具17允许精确地定位所述工件以用于例如由激光系统18在实时计算机20的控制下执行的激光钻孔的处理步骤。刻度盘16一处于接通位置，就给出检验对准并为工件产生激光的命令。提供编程站19。系统10的剩余部分包括用于为激光系统18提供电力、温度控制、空气处理及其它需要的子系统的外壳22。可在本人2009年2月27日提出申请且转让给电子科学工业公司(Electro Scientifi Industries，Inc.)的第12/394,966号共同待决的申请案中找到此些系统组件的细节。

现在参考图2、图3及图6，将描述用于刻度盘16的第一支撑系统。刻度盘16被展示为圆形且经安装以通过紧固到框架12的分度电机24而围绕垂直Z轴线旋转。图2及图3展示由四个等圆周间隔及径向间隔的空气轴承28支撑的刻度盘16，空气轴承28可为可从宾西法尼亚州费城的新方式空气轴承公司(New Way Air Bearings of Philadelphia，PA)购得的类型。根据所述公司的产品文献，其轴承产生通过经由轴承中的多孔碳扩散器在正压力下供应空气流而实现的流体膜。新方式空气轴承易于使用正空气压力端口及提供真空预载的真空端口两者而在组合正空气流/真空模式中使用，所述真空预载为可使用以有利于本发明的特征，因为其增加轴承28的刚度。图6展示如何借助支座30及具有精细间距螺纹的球形接头31将轴承28安装到板14。支座30附接到板14，且接头31附接到轴承28。