CN111556848B

CN111556848B - 分层非接触支撑平台

Info

Publication number: CN111556848B
Application number: CN201880085652.6A
Authority: CN
Inventors: 雅各布·勒格鲍姆; 罗宁·洛特曼; 利奥尼德·诺索夫斯基; 博阿斯·尼什里
Original assignee: Core Flow Ltd
Current assignee: Core Flow Ltd
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2038-10-17
Also published as: KR102553074B1; US10513011B2; JP2021502705A; JP7292273B2; CN111556848A; US20190134785A1; TWI785129B; WO2019092692A1; TW201922605A; KR20200081463A

Abstract

一种非接触支撑系统，包括具有端口层的工作台，该端口层具有散布的压力端口和真空端口的图案。压力管道层包括可连接到压力源的压力管道的网格图案，每个压力端口位于穿过至少两个压力管道的交点并且基本上正交于压力管道的网格图案的轴线上。真空管道层包括可连接到抽吸源的真空管道的网格图案，每个真空端口位于穿过至少两个真空管道的交点并且基本上正交于真空管道的网格图案的轴线上。真空管道的网格图案与压力管道的网格图案横向偏移，使得压力管道的每个交点从真空管道的所有交点横向偏移。

Description

分层非接触支撑平台

技术领域

本发明涉及支撑表面。更具体地，本发明涉及一种具有布置成多个层的压力和真空管道的非接触支撑平台。

背景技术

许多行业需要处理薄且柔性的工件。例如，平板显示器行业需要处理大片的薄玻璃板，例如，具有数十厘米至数米的横向尺寸(长度和宽度)和小于一毫米的厚度。在许多情况下，工件与表面或物体的任何不必要的物理接触，例如工件处理所不需要的接触，都可能存在划伤或以其他方式损坏或损伤工件的风险。

通常的解决方案是在非接触支撑平台上支撑工件。非接触支撑平台通常包括台面，该台面构造为在台面上方形成气垫。例如，台面可包括压力端口的分布，将空气从该压力端口中推出到台面上方。在许多情况下，被施加吸力的真空端口散布在压力端口之间。

当工件是刚性的时，工件的局部弯曲可以忽略不计。在这种情况下，如果由非接触支撑平台形成的气垫足够厚，则可将工件支撑在离台面均匀的距离处，并且可能不存在工件和台面之间接触的风险。

然而，如果工件是柔性的，并且如果由所形成的气垫施加的力在工件下方不均匀，则由气垫支撑的工件可能弯曲或凹陷。例如，在一些情况下，凹坑可在工件上形成“蛋坑(egg crate)”图案。在这种情况下，工件的一部分可能朝向台面弯曲或下垂，从而有工件与台面之间接触的风险。另外，工件的非均匀支撑可能不利地影响在工件上执行的制造或检查过程。

发明内容

因此，根据本发明的一个实施方式，提供了一种具有工作台的非接触支撑系统，包括：端口层，其包括散布的压力端口和真空端口的图案；压力管道层，其包括压力管道的网格图案，该压力管道可连接到压力源，每个压力端口位于轴线上的一位置处，该轴线穿过至少两个压力管道的交点并且基本上正交于在该位置处的压力管道的网格图案；以及真空管道层，其包括真空管道的网格图案，真空管道可连接到抽吸源，每个真空端口位于轴线上的一位置处，该轴线穿过至少两个真空管道的交点并且基本上正交于在该位置处的真空管道的网格图案，真空管道的网格图案从压力管道的网格图案横向偏移，使得压力管道的每个交点从真空管道的所有交点横向偏移。

此外，根据本发明的一个实施方式，压力管道层和真空管道层各自包括检修孔，该检修孔构造为使得当压力管道层的检修孔与真空管道层的检修孔对准时能够插入紧固件或传感器，每个检修孔从所有的压力管道和真空管道横向移位。

此外，根据本发明的一个实施方式，检修孔定位成使得检修孔与最近的管道之间的横向距离大于最小距离。

此外，根据本发明的一个实施方式，网格图案是正方形图案，并且其中，检修孔横向地定位于压力端口与最近的真空端口之间的中间位置。

此外，根据本发明的一个实施方式，压力管道层和真空管道层中的每者的网格图案是正方形图案，其中在由压力管道之间的两个交点和真空管道之间的两个交点界定的正方形区域中移除一段压力管道和正交的真空管道。

此外，根据本发明的一个实施方式，检修孔位于正方形区域中。

此外，根据本发明的一个实施方式，压力管道层包括通向压力歧管的开口，或者真空管道层包括通向真空歧管的开口。

此外，根据本发明的一个实施方式，非接触支撑系统包括至少一个限流器层，该限流器层包括限流器，以限制压力管道层和端口层的压力端口之间的气流。

此外，根据本发明的一个实施方式，非接触支撑系统包括至少一个限流器层，该限流器层包括限流器，以限制真空管道层和端口层上的真空端口之间的气流。

此外，根据本发明的一个实施方式，非接触支撑系统包括用于插入端口层的端口的插入件，该插入件包括限流器。

此外，根据本发明的一个实施方式，限流器包括自适应分段孔口(SASO)限流器。

此外，根据本发明的一个实施方式，限流器包括由较窄的限制段分开的多个孔段的线性布置。

此外，根据本发明的一个实施方式，限流器包括沿着其长度具有恒定直径的限制管。

此外，根据本发明的一个实施方式，限流器包括限制管，该限制管包括一个或多个收缩段。

此外，根据本发明的一个实施方式，限流器包括多孔物质。

此外，根据本发明的一个实施方式，压力管道层或真空管道层中的管道之间的交点处的拐角是圆形的。

根据本发明的一个实施方式，还提供了一种用于组装非接触支撑系统的方法，该方法包括：将压力管道层组装到包括散布的压力端口和真空端口的图案的端口层，使得每个压力端口通向至少两个压力管道的交点，该压力管道层包括可连接到压力源的压力管道的网格图案；以及将真空管道层组装到端口层和压力管道层，使得每个真空端口通向至少两个真空管道的交点，该真空管道层包括可连接到抽吸源的真空管道的网格图案，真空管道的网格图案从压力管道的网格图案横向偏移，使得压力管道的每个交点从真空管道的所有交点横向偏移。

此外，根据本发明的一个实施方式，将真空管道层组装到压力管道层包括将压力管道层上的检修孔与真空管道层上的检修孔对准，检修孔从所有压力端口和所有真空端口横向移位。

此外，根据本发明的一个实施方式，该方法包括将紧固结构插入穿过检修孔并插入到端口层的孔或插口中，该孔或插口与压力管道层和真空管道层上的检修孔对准。

此外，根据本发明的一个实施方式，该方法包括至少在压力管道层与端口层之间插入限流器层。

附图说明

为了更好地理解本发明并理解其实际应用，提供以下附图并在此后参考。应注意，这些附图仅作为实例给出，而不以任何方式限制本发明的范围。相同的部件由相同的附图标记表示。

图1A示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的非接触支撑平台的压力管道和真空管道的分层布置。

图1B示意性地示出了图1A所示的非接触支撑平台的分层布置的压力管道层。

图1C示意性地示出了图1A所示的非接触支撑平台的分层布置的真空管道层。

图2示意性地示出了图1A所示的分层布置上的检修孔。

图3示意性地示出了与介于图2所示的检修孔和最近的管道之间的距离的计算相关的尺寸。

图4A示意性地示出了在图1A所示的分层布置的压力管道和真空管道之间的交叉处的检修孔的位置。

图4B示意性地示出了在去除交叉管道之后的图4A所示的检修孔。

图5A示意性地示出了包含图1A所示的分层布置的非接触支撑平台工作台。

图5B示意性地示出了图5A所示的非接触支撑平台工作台的层。

图6A是图5B所示的非接触支撑平台工作台的台面端口层的示意性顶视图。

图6B示意性地示出了图5B所示的非接触支撑平台工作台的部件孔口层。

图6C示意性地示出了图5B所示的非接触支撑平台工作台的真空管道层。

图6D示意性地示出了图5B所示的非接触支撑平台工作台的真空管道层。

图7示意性地示出了图5B所示的具有多个孔口层的非接触支撑平台工作台的变型。

图8示意性地示出了图5B所示的非接触支撑平台工作台的变型，其中限流器包含在插入件中。

图9A示意性地示出了包含自适应分段孔口(SASO)限流器的限流器插入件。

图9B示意性地示出了包含分段孔口限流器的限流器插入件。

图9C示意性地示出了包含管状限流器的限流器插入件。

图9D示意性地示出了包含多孔限流器的限流器插入件。

图10示意性地示出了具有圆角的管道层的一部分。

具体实施方式

在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的充分理解。然而，本领域普通技术人员将理解，本发明可在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，没有详细描述公知的方法、过程、部件、模块、单元和/或电路，以免使本发明变得模糊。

尽管本发明的实施方式不限于这方面，但是利用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算装置的操作和/或过程，其将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理量(例如，电子量)的数据操纵和/或变换成类似地表示为计算机的寄存器和/或存储器或可存储指令以执行操作和/或过程的其他信息非瞬态存储介质(例如，存储器)内的物理量的其他数据。尽管本发明的实施方式不限于这方面，但是如本文所使用的术语“多个”和“多个”可包括例如“多个”或“两个或更多个”。术语“多个”或“多个”可以在整个说明书中用来描述两个或更多个部件、装置、元件、单元、参数等。除非明确说明，否则本文描述的方法实施方式不限于特定的顺序或次序。另外，一些所描述的方法实施方式或其元素可同时、在相同时间点或并发地发生或执行。除非另有说明，否则如本文所使用的连词“或”应理解为包括性的(所述选项中的任一个或全部)。

根据本发明的一个实施方式，一种用于产生气垫以支撑薄的、平的且柔性的工件的非接触支撑平台系统包括散布的压力端口和真空端口的阵列。非接触支撑平台由多个层构成。尽管非接触支撑平台产生空气气垫，但是该气垫可包括另一种气体或液体。因此，当本文提及空气时，例如当提及气垫、空气压力、气流时，或在其他上下文中，术语“空气”应理解为包括任何其他气态或液态流体。

例如，最上层(最靠近由非接触支撑平台形成的气垫的层)可以是台面或端口层，其包括多个分散的开口，这些开口构造为用作散布的压力端口和真空端口。另外，端口层可包括紧固件插口的布置，其使得能够插入用于将非接触支撑平台的层彼此紧固的结构。每个紧固件插口可使得能够插入螺钉、螺栓、柱、螺母或其他紧固结构，其可插入到紧固件插口中并张紧，以便将非接触支撑平台的层彼此紧固，并将层彼此横向对准。例如，非接触支撑平台的各层可包括相应的检修孔，该检修孔构造为当这些层组装到非接触支撑平台中时彼此对准。每个检修孔可定位成使得在任何层中没有检修孔与该层的管道完全重合或部分重合。在一些情况下，端口层可包括横穿端口层厚度的检修孔(例如，代替紧固件插口)。例如，这种检修孔可使得插入的传感器能够观察或测量所支撑工件的性质或位置。

非接触支撑平台的压力管道层可包括将每个压力端口连接到压力源(例如，鼓风机或产生空气外流的其他装置)的压力管道。压力管道可以以限制在层中的互连管道的网格图案的形式布置。例如，压力管道可通过将压力通道的网格图案机加工到金属、塑料或另一合适材料的平板或片材中而形成。当压力通道组装到非接触支撑平台中时，邻接压力管道层的另一层可关闭并密封每个压力通道的开口侧，从而形成用于在单个方向上传导气流的细长压力管道。压力端口可位于网格图案的节点上方，其中定向在不同方向(例如，正交方向)上的通道彼此接触并相交。替代地或另外地，压力端口可位于压力管道的另一部分上方。在压力管道层和端口层之间的任何中间层中的竖直通道可使得空气能够在每个节点(或压力管道的其他部分)和其对应的压力端口之间通过。

类似地，非接触支撑平台的真空管道层可包括将每个真空端口连接到抽吸源(例如，鼓风机、真空泵或抽吸泵，或者产生抽吸或空气流入的另一装置的入口)的真空管道。真空管道可以以限制到真空管道层的互连管道的网格图案的形式布置。例如，管道可通过将真空通道的网格图案机加工到金属、塑料或另一合适材料的平板或片材中而形成。当真空通道组装到非接触支撑平台中时，邻接真空管道层的另一层可关闭并密封每个真空通道的开口侧，从而形成用于在单个方向上传导气流的细长真空管道。真空端口可位于网格图案的节点上方，其中定向在不同方向(例如，正交方向)上的真空管道彼此接触且相交。替代地或另外地，真空端口可位于真空管道的另一部分上方。在真空管道层和端口层之间的任何中间层中的竖直通道可使得空气能够在每个节点(或真空管道的其他部分)和其对应的真空端口之间通过。

当组装到非接触支撑平台中时，压力管道层和真空管道层可对准，使得压力管道的网格图案相对于真空管道的网格图案横向偏移。该偏移可确保压力管道的网格图案的每个节点从真空管道的网格图案的所有节点横向偏移，反之亦然。在一个实例中，压力管道的网格图案和真空管道的网格图案可以是正方形网格图案。在每个正方形网格图案中，每个正方形的边由管道形成，并且每个正方形的角表示正交管道相交的节点。在此实例中，压力管道和真空管道的网格图案可彼此横向偏移，使得压力管道网格图案的每个节点位于真空管道网格图案的正方形的中心上方或下方，反之亦然。

端口层的检修孔可定位成使得检修孔和在其他下层中延续检修孔的孔不穿过(例如不通向)任何压力管道或真空管道。在上述正方形网格图案的实例中，检修孔可沿着连接压力端口与横向最近的真空端口的对角线放置在中间。利用这种布置，检修孔与四个横向最近的管道(例如，两个压力管道和两个真空管道)中的每个之间的垂直横向距离是相同的。

可将各个层组装起来以形成非接触支撑平台工作台。在一些情况下，压力端口可连接到其压力源，并且可选地，真空端口可经由限流器或限制喷嘴连接到其抽吸源。限流器可导致气流通过压力端口和真空端口以产生射流弹簧(fluidic spring)效应。当气垫起到射流弹簧的作用时，可将工件支撑在离台面的精确距离处。在存在射流弹簧效应的情况下，台面可位于工件上方。如本文所使用的，提及上、顶部、向上和上方指的是从台面到所支撑的工件的方向，无论工件是从上方还是下方支撑(例如，如由直立的观察者所看到的)。类似地，提及下、底部、向下和下方指的是朝向台面且远离所支撑工件的方向。

给定压力端口和真空端口的布置，例如，上述正方形网格布置的实例，可通过减小每对相邻或最近的端口之间的距离来增加由非接触支撑平台产生的气垫的均匀性。例如，具有厚度t的工件的局部变形dε可由关系dε～L⁴/t³描述，其中，L是台面上的真空端口和最近的压力端口之间的横向距离。因此，为了在工件厚度减半时保持气垫的均匀性，距离L必须减小到其先前值的约60％。在这种情况下，开口的密度以及因此压力源和抽吸源的输出可增加接近三倍，以便保持较薄工件的最大变形。

实际上，检修孔和将插入检修孔中的紧固结构(例如，螺钉或螺栓)将具有有限的直径。此外，检修孔和最近的管道之间的横向距离必须足以使得紧固结构的插入和紧固(例如，向插入到螺纹孔中的螺钉或螺栓施加扭矩)不会损坏或破坏孔和管道之间的结构(例如，至少几毫米)，并且实现管道和检修孔之间的充分密封。因此，在一些情况下，为了使得能够充分减小相邻端口之间的距离以便实现气垫均匀性和密封的所需水平，可能需要修改管道的布置。

例如，上述偏移的正方形网格布置包括横向位置或交叉点，其中，一个层中的真空管道与另一层中的压力管道交叉。如果交叉管道从交叉点附近的真空层和压力层中去除，则检修孔可放置在交叉点的原始位置处。每个真空管道和压力管道的横截面面积可以是足够的，使得在交叉点附近的管道的去除不会不利地影响通过相邻端口的抽吸或压力。以此方式，对于检修孔和最近的管道之间的给定最小距离以及对于相同宽度的管道，压力端口和其最近的相邻真空端口之间的距离可以减半(而端口的空间密度是四倍)。以此方式，可增加气垫的均匀性，而不会减少检修孔的数量，或者相反不会不利地影响每个真空端口或压力端口与其相应的抽吸源或压力源之间的连接质量。

非接触支撑平台的分层管道结构30包括：压力管道层10，其经由一个或多个压力连接件17连接到压力源16(例如，鼓风机、泵，或者连接到加压空气源或其他加压气态流体源或液态流体源的连接件)；以及真空管道层20，其经由一个或多个抽吸连接件27连接到抽吸源26(例如，泵、鼓风机入口，或者其他抽吸源)。压力管道层10和真空管道层20布置成使得压力管道层10的压力端口14的位置从真空管道层20的真空端口24的位置横向偏移。

在图1A至图4B的上下文中，为了方便起见，参考压力管道层10的压力端口14和真空管道层20的真空端口24。然而，压力端口14和真空端口24应理解为参考在压力管道层10和真空管道层20上方的台面端口层上的端口的横向位置，以及参考将这些位置连接到台面端口层中的实际端口的竖直通道。

在所示实例中，压力管道层10的压力管道12和真空管道层20的真空管道22各自以均匀的正方形网格图案的形式布置。管道的其他布置也是可能的，例如矩形、平行四边形，或者直的或弯曲的管道的其他布置。

在所示实例中，真空管道层20的每个真空端口24位于压力管道层10的压力管道12的每个正方形的中心，因此，每个真空端口24与压力管道层10的四个最近的相邻压力端口14等距离地定位。类似地，压力管道层10的每个压力端口14位于真空管道层20的真空管道22的每个正方形的中心。因此，每个压力端口14与真空管道层20的四个最近的相邻真空端口24等距离地定位。横向移位的真空端口24和压力端口14的其他布置也是可能的。

在所示实例中，压力管道层10的每个压力端口14位于压力管道层10的网格的节点处，该节点位于具有不同取向(例如，如在所示实例中正交或成另一倾斜角度)的两个或更多个压力管道12之间的交点处。替代地或另外地，压力端口可位于压力管道12上的其他位置。压力管道12围绕不存在压力管道12或压力端口14的压力层空间18。

在所示实例中，真空管道层20的每个真空端口24位于真空管道层20的网格图案的节点处，该节点位于具有不同取向(例如，如在所示实例中为正交的或成另一倾斜角度)的两个或更多个真空管道22之间的交点处。替代地或另外地，真空端口可位于真空管道22上的其他位置。真空管道22围绕不存在真空管道22或真空端口24的真空层空间28。

压力管道层10和真空管道层20可组装为形成分层管道结构30。在所示实例中，压力管道层10和真空管道层20横向偏移，使得每个压力端口14位于真空管道层20的真空层空间28内并且使得每个真空端口24位于压力管道层10的压力层空间18内。其他布置是可能的(例如，当压力管道层10在布局上与真空管道层20不相同时)。

在压力管道层10或真空管道层20中，压力管道12和真空管道22可由在固体材料中形成的通道形成。压力管道12和真空管道22的充分密封可取决于每层的通道的开口侧和另一层的表面之间的紧密接触。为了确保这种紧密接触，压力管道层10和真空管道层20可构造为在分散在分层管道结构30上的位置处彼此紧固，例如，紧固结构可包括螺钉、螺栓，或者其他结构，其可延伸分层管道结构30或非接触支撑平台的工作台的整个厚度或高度。紧固结构可插入到布置在分层管道结构30中的压力端口14和真空端口24之间的检修孔中。

图2示意性地示出了图1A所示的分层布置上的检修孔。

在所示布置中，检修孔32位于沿着最近的相邻压力端口14a和真空端口24a之间的对角线距离的大致中间位置。检修孔32定位成使得检修孔32不通向任何压力端口14、真空端口24、压力管道12或真空管道22。

检修孔32可定位成使得检修孔32与最近的压力管道12或真空管道22(以及最近的压力端口14或真空端口24)之间的材料的厚度足以确保使紧固结构张紧在检修孔32中将不会过度地压迫或破坏中间材料。

图3示意性地示出了与图2所示的检修孔和最近的管道之间的距离的计算相关的尺寸。

在所示的正方形网格图案的实例中，检修孔32沿着连接压力端口14和真空端口24的对角线位于压力端口14和真空端口24之间的中间位置。在所示实例中，L是压力端口14和真空端口24之间的对角线中心到中心的距离。压力端口14的直径是D_P，真空端口24的直径是D_V，检修孔32的直径是D。至少在检修孔32的附近，压力管道12和真空管道22的宽度是B。检修孔32的边缘和最近的压力管道12或真空管道22(假定相等)之间的最短垂直距离是w，在这种情况下由下式给出：

例如，如果B＝2mm且D＝4mm，则距离L必须至少为约8.5mm，以避免在检修孔32与最近的压力管道12或真空管道22中的一个或两个之间产生开口(w＞0)。在一些情况下，例如由于机械要求，可能需要最小距离w。例如，当w的最小值为约2mm时，距离L必须大于约14mm。

如上所述，由于薄工件的局部变形与L⁴成比例，所以在正方形网格布置的管道之间放置检修孔32可限制能够被支撑而不会过度变形的工件的薄度。

将检修孔32放置在压力管道12和非平行的真空管道22之间的交叉点处，同时消除交叉点处的管道，可使得能够减小相邻端口之间的距离L，而不会不利地影响分层管道结构的性能。

图4A示意性地示出了在图1A所示的分层布置的压力管道和真空管道之间的交叉点处的检修孔的位置。

在所示实例中，检修孔32可位于管道交叉点34的横向位置处，其中，具有一个取向的压力管道层10中的压力管道12与具有另一取向(在正方形或矩形网格图案的实例中为正交)的真空管道层20中的真空管道22交叉。可以注意到，没有压力端口14或真空端口24位于管道交叉点34处。

为了确保检修孔32不与压力管道12或真空管道22相交，压力管道12和真空管道22可从管道交叉点34的位置移除。例如，当压力管道12和真空管道22的横截面面积足以确保分别施加到每个压力端口14或真空端口24的足够的压力或吸力时，可移除压力管道12和真空管道22。

在所示实例中，在压力端口14b之间(例如，在对应于压力端口14b的压力管道12的两个交点之间)去除压力管道12a。因此，每个压力端口14b位于三段压力管道12的T形交点处。类似地，在真空端口24b之间(例如，在对应于真空端口24b的真空管道22的两个交点之间)去除真空管道22a。因此，每个真空端口24b位于三段真空管道22的T形交点处。已去除压力管道12a和真空管道22a的区域形成检修孔区域36(其在所示实例中是正方形的)。因此，检修孔32可位于检修孔区域36内而不与任何压力管道12、真空管道22、压力端口14或真空端口24相交。

当每个压力管道12的宽度不小于压力端口14的直径(B≥D_P)，并且每个真空管道22的宽度不小于真空端口24的直径(B≥D_V)时，则检修孔32与最近的压力管道12或真空管道22之间的最短垂直距离w可表示为(在正方形网格图案的情况下)：

如前所述，L表示压力端口14和其最近的相邻真空端口24之间(在所示实例中，在一个压力端口14b和一个真空端口24b之间)的对角线中心至中心距离。当D_P＞B、D_V＞B或两者都有时，w的方程式中的宽度B可用D_P或D_V中较大的一个代替。

在上述实例中，其中B＝2mm且D＝4mm，距离L必须至少为约4.2mm，以避免在检修孔32与最近的压力管道12或真空管道22中的一个或两个之间产生开口(w＞0)。与图3构造的比较表明，图4B的构造的L的最小值是图3的构造的L的最小值的一半。类似地，当w的最小值必须至少为2mm时，则图4B的构造的距离L的最小值必须大于约7mm，同样是图3的构造的最小值的大约一半。

因此，图4B的构造可使得能够支撑厚度比可由(例如，图3的)另一构造均匀支撑的工件薄的工件。如上所述，由于薄工件的局部变形与L⁴/t³成比例，所以将压力端口14和最近的真空端口24之间的距离减半可使得能够支撑这样的工件，即，该工件具有由图3的构造以类似的变形来支撑的工件的厚度的约40％。

从检修孔区域36移除管道，影响管道分布的均匀性和对称性，也可能影响压力管道层10和真空管道层20中的每个内的压降，例如，去除直接连接压力端口14b的压力管道12a可导致压力流出物流过更曲折的路径，从而增加压降。为了补偿此压降，可增加剩余压力管道12的横截面面积(例如，宽度或深度)，从而将压降减小到其原始值。

在图1B(和图1A)的实例中，最多24个压力端口14(三排，每排八个压力端口14)插入在压力连接件17和离压力连接件17最远的压力端口14之间。类似地，在图1C(和图1A)的实例中，最多24个真空端口24(三排，每排八个真空端口24)插入在抽吸连接件27和离抽吸连接件27最远的真空端口24之间。如果每个压力管道12或真空管道22具有3mm的深度和2.25mm的宽度B，并且如果每个压力端口14和最近的真空端口24之间的距离L是8mm，并且在每个压力端口14或真空端口24处的气流是0.4升每分钟，则压降可以是约3mbar。当以16mm的间隔放置检修孔32时，从检修孔区域36移除压力管道12a和真空管道22a可将压降增加到6mbar。将剩余的压力管道12和真空管道22的宽度B增加到3.25mm可将压降恢复到3mbar。

在上述实例中，在距离L＝8mm、宽度B＝2.25mm的情况下，每个检修孔32(以及插入并紧固在每个检修孔32内的螺钉或螺栓)的直径D为4mm。对于图2的具有压力管道12和真空管道22的均匀且对称分布的构造，这种构造是不可能的(w为负，表示检修孔32与压力管道12和真空管道22中的一个或两个之间存在泄漏)。另一方面，对于图4B的构造，并且包括将宽度B增加到3.25mm，距离w约为2mm，这足以在层之间提供良好的密封。

在另一实例中，当L＝14mm、D＝4mm、w＝2mm时，并且利用图3的构造，宽度B的最大可能值小于2mm，导致3mbar的压降。另一方面，对于图4B的构造，B的宽度可增加到多达6mm，将压降降低到1mbar或更小。

通过使得检修孔32能够相对密集地分布，可获得进一步的优点。图4B的构造可使得检修孔32能够足够紧密地放置在非接触支撑系统的台面上，以使得能够形成平坦表面。例如，在一些情况下，例如，对于平板显示器的生产，台面可能需要在3m×1m的面积上在10μm内是平坦的。这可通过使用大量螺钉或螺栓将相对薄的板(例如，具有10mm的厚度，以及100μm的自然平面度)拧紧或栓接到厚得多的平坦基部来实现。另外，一个或多个检修孔32可适于使得能够在那些检修孔32内放置监测传感器的测量。

图5A示意性地示出了包含图1A所示的分层布置的非接触支撑平台工作台。图5B示意性地示出了图5A所示的非接触支撑平台工作台的层。

非接触支撑平台工作台40包括台面端口层42。例如，台面端口层42可由刚性金属块精确加工而成，具有多个台面端口44。每个台面端口44可经由穿过台面端口层42的整个厚度的端口通道46通向压力管道层10上的压力端口14(实际上是压力端口的横向位置，在图1B中可见)或通向真空管道层20上的真空端口24(实际上是真空端口的横向位置，在图1C中可见)。在所示实例中，台面端口层42的下侧包括多个紧固件插口54，紧固件(例如，紧固件的端部，紧固件例如螺钉、螺栓或其他紧固件)可例如经由其他层中的每个中的检修孔32插入并张紧到该多个紧固件插口中。替代地或另外地，台面端口层42中的紧固件孔可完全穿过台面端口层42的厚度。通过台面端口44的气流可产生用于薄工件的非接触支撑的气垫。

如图所示，台面端口44以规则图案(例如，如在所示实例中的正方形网格图案)分布在台面端口层42的顶部上。

在图5A和图5B所示的实例中，每个台面端口44经由限流器层48中的限流器连接到其压力源或抽吸源。限流器层48可限制通过每个端口通道46的气流，例如以产生射流弹簧效应。如在图5B的实例中看到的，限流器层48可由部件孔口层48a、48b和48c组装而成。

图6B示意性地示出了图5B所示的非接触支撑平台工作台的限流器层的部件孔口层。

部件孔口层48a、48b和48c中的部件孔口62a、62b和62c可分别彼此对准以形成单个孔口。在所示实例中，部件孔口62b的直径可以比部件孔口62a和62c的直径窄。因此，对气流的限制可发生在部件孔口62b处，而部件孔口62a和62c用作通向限制性孔口的入口和出口。在其他情况下，限流器层48可仅包括部件孔口层48b，或者部件孔口层48b与部件孔口层48a或部件孔口层48一起。

非接触支撑平台工作台40包括真空管道层20，其经由抽吸歧管56和抽吸连接器58可连接到抽吸源26。非接触支撑平台工作台40还包括压力管道层10，其经由压力歧管52和压力连接器50可连接到压力源16。

图6C示意性地示出了图5B所示的非接触支撑平台工作台的真空管道层。图6D示意性地示出了图5B所示的非接触支撑平台工作台的真空管道层。

在所示实例中，真空管道层20和压力管道层10布置成4B所示的构造，其中移除真空管道22和压力管道12以形成用于检修孔32的空间。检修孔32不与任何层中的任何管道、端口或开口重合。在一些情况下，一个或多个检修孔32可用于将非接触支撑平台工作台40附接或调平在支撑结构上，或者用于插入传感器(例如，用于检查或用于监测制造过程)。

当组装非接触支撑平台工作台40时，压力连接件17通向压力歧管52。压力可经由压力管道12在压力管道12之间的交点处施加到一个或多个压力端口14。在压力管道层10和台面端口层42之间插入的层中的开口可使得气流能够在压力端口14和对准的台面端口44之间流动。

例如，压力端口位置14'可与真空管道层20上的端口通道46'对准，分别与部件孔口层48a、48b和48c中的部件孔口62a'、62b'和62c'对准，并且与台面端口层42中的台面压力端口44'对准。因此，空气可从台面压力端口44'向外流动。

类似地，当组装非接触支撑平台工作台40时，真空连接件27通向抽吸歧管56。可经由真空管道22在真空管道22之间的交点处向一个或多个真空端口24施加抽吸。在真空管道层20和台面端口层42之间插入的层中的开口可使得气流能够在真空端口24和对准的台面端口44之间流动。

例如，真空端口位置24”可分别与部件孔口层48a、48b和48c中的部件孔口62a”、62b”和62c”对准，并且与台面端口层42中的台面真空端口44”对准。因此，可将空气抽吸到台面真空端口44”中。

图7示意性地示出了图5B所示的具有多个限流器层的非接触支撑平台工作台的变型。

在所示的非接触支撑平台工作台60的实例中，部件孔口层49a、49c、49e和49g的限流器可用作通向部件孔口层49b、49d和49f中的限制性孔口的入口和出口。在一些情况下，部件孔口层49b、49d和49f的一些孔口可以是窄的和限制性的，而其他孔口可以是宽的并用作气流的非限制性通道。例如，部件孔口层49b可构造为仅限制真空流，而部件孔口层49d和49f可构造为仅限制压力流。

在所示的非接触支撑平台工作台70的实例中，多个限流器插入件72可插入到台面端口44中。每个限流器插入件72可包括呈收缩部或其他结构的形式的限流器，该限流器用作穿过插入有限流器插入件72的台面端口44的气流的限制性孔口。

限流器插入件72可具有不同的构造。

SASO限流器插入件72a的孔口孔73包括SASO限流器74。

图9B示意性地示出了包含分段限流器的限流器插入件。

分段限流器插入件72b包括由较窄的限制段78分开的多个孔段76的线性布置。

图9C示意性地示出了包含管状限流器的限流器插入件。

管状限流器插入件72c的孔79延伸到限制管80中，该限制管的直径小于孔79的直径。流动阻力可由限制管80的内径和长度确定。限制管80可沿着其长度具有恒定的直径，或者可包括一个或多个可进一步增加流动阻力的收缩段。

图9D示意性地示出了包含多孔限流器的限流器插入件。

多孔限流器插入件72d填充有多孔芯82，该多孔芯限制通过多孔芯82的气流。通过多孔芯82的流动阻力可由多孔芯82的直径和长度以及由填充多孔芯82的多孔材料的密度来确定。

可提供限流器和孔口插入件的其他构造。

在所示实例中，例如如图1A所示，管道之间的交点处的拐角示出为尖锐的。在其他情况下，拐角可以是圆形的。

图10示意性地示出了具有圆角的管道层的一部分。

管道层83可代表例如压力管道层10或真空管道层20的一部分。管道84可代表压力管道12或真空管道22。在所示实例中，在管道84(例如，如在所示实例中的正交管道)之间的交点处的管道拐角86是圆形的。在一些情况下，圆形的管道拐角86可减小对气流的阻力，从而减小管道层83内的压降。

一种用于组装非接触支撑平台工作台40(例如，参考图5B)的方法可包括提供台面端口层42、压力管道层10和真空管道层20，如上所述。下面描述了非接触支撑平台工作台40的组装，其中真空管道层20组装在压力管道层10和台面端口层42之间。在其他情况下，压力管道层可组装在真空管道层和台面端口层42之间，如本领域技术人员将理解的，可进行适当的修改。

真空管道层20可相对于台面端口层42组装在横向位置处，使得将用作真空端口24的每个台面端口44与至少两个真空管道22之间的交点重合。

类似地，压力管道层10可在横向位置处组装到台面端口层42和真空管道层20，使得将用作压力端口14的每个台面端口44与至少两个压力管道12之间的交点重合并且与真空管道层20的端口通道46重合。

在一些情况下，限流器层48(例如，包括一个或多个部件层)可组装在压力管道层10和真空管道层20中的一个或两个与台面端口层42之间。在一些情况下，限流器插入件72可插入到台面端口44中的一些或全部中。

可组装一个或多个压力歧管52或抽吸歧管56，以便分别通向压力管道层10或真空管道层20。

当组装各层时，所有层可相对于彼此横向定位，使得各层上的检修孔32彼此对准，以形成穿过各层的连续开口。每个检修孔32可与紧固件插口54或台面端口层42上的对应的孔或开口对准。例如，紧固结构可插入穿过所对准的检修孔32和紧固件插口54或台面端口层42中的其他孔或开口，以便将这些层彼此牢固地保持。在一些情况下，一个或多个检修孔32可与台面端口层42上的类似的孔、钻孔或开口对准，例如，以使得能够插入传感器或工具。

本文公开了不同的实施方式。某些实施方式的特征可与其他实施方式的特征组合；因此，某些实施方式可以是多个实施方式的特征的组合。为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的实施方式的上述描述。其并非旨在是穷举的，也不是要将本发明限制为所公开的精确形式。本领域技术人员应理解，根据上述教导，许多修改、变化、替换、改变和等效物是可能的。因此，应理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这种修改和改变。

尽管在此已经说明和描述了本发明的某些特征，但是本领域普通技术人员现在将想到许多修改、替换、改变和等效物。因此，应理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这种修改和改变。

Claims

1.一种具有工作台的非接触支撑系统，包括：

端口层，包括散布的压力端口和真空端口的图案；

压力管道层，包括压力管道的网格图案，所述压力管道的网格图案形成为机加工到平板或片材中的压力通道的网格图案，所述压力管道的网格图案能连接到压力源，每个压力端口位于轴线上的一位置处，该轴线穿过至少两个压力管道的交点并且基本上正交于在该位置处的压力管道的网格图案；

真空管道层，包括真空管道的网格图案，所述真空管道的网格图案形成为机加工到平板或片材中的真空通道的网格图案，所述真空管道的网格图案能连接到抽吸源，每个真空端口位于轴线上的一位置处，该轴线穿过至少两个真空管道的交点并且基本上正交于在该位置处的真空管道的网格图案，所述真空管道的网格图案从所述压力管道的网格图案横向偏移，使得压力管道的每个交点从所述真空管道的所有交点横向偏移；以及

检修孔，位于所述压力管道层和所述真空管道层中的每一者中，所述检修孔构造为使得当所述压力管道层中的检修孔与所述真空管道层中的检修孔对准时能够插入紧固件或传感器，以使得对准的检修孔位于由压力管道之间的两个交点和真空管道之间的两个交点所界定的区域中，移除压力管道之间的该两个交点之间的一段压力管道以及真空管道之间的该两个交点之间的正交的一段真空管道，以使得所述检修孔从所有的最近的压力管道和真空管道横向偏移。

2.根据权利要求1所述的非接触支撑系统，其中，所述检修孔定位成使得所述检修孔与最近的管道之间的横向距离大于最小距离w，其中：

并且其中，L为压力端口和最近的真空端口之间的对角线中心至中心距离，D等于或大于压力端口的直径，并且B等于或大于真空端口的直径。

3.根据权利要求1所述的非接触支撑系统，其中，所述网格图案是正方形图案。

4.根据权利要求1所述的非接触支撑系统，其中，所述压力管道层包括通向压力歧管的开口，或者所述真空管道层包括通向真空歧管的开口。

5.根据权利要求1所述的非接触支撑系统，还包括至少一个限流器层，所述至少一个限流器层包括限流器，以限制所述压力管道层和所述端口层的压力端口之间的气流。

6.根据权利要求5所述的非接触支撑系统，还包括至少一个限流器层，所述至少一个限流器层包括限流器，以限制所述真空管道层和所述端口层上的真空端口之间的气流。

7.根据权利要求1所述的非接触支撑系统，还包括用于插入所述端口层的端口中的插入件，所述插入件包括限流器。

8.根据权利要求7所述的非接触支撑系统，其中，所述限流器选自包括以下各项的限流器组：自适应分段孔口限流器、由较窄的限制段分开的多个孔段的线性布置、沿着其长度具有恒定直径的限制管、包括一个或多个收缩段的限制管以及多孔物质。

9.根据权利要求1所述的非接触支撑系统，其中，所述压力管道层或所述真空管道层中的管道之间的交点处的拐角是圆形的。

10.一种用于组装非接触支撑系统的方法，所述方法包括：

将压力管道层组装到包括散布的压力端口和真空端口的图案的端口层，使得每个压力端口通向至少两个压力管道的交点，所述压力管道层包括能连接到压力源的压力管道的网格图案，所述压力管道的网格图案形成为机加工到平板或片材中的压力通道的网格图案；以及

将真空管道层组装到所述端口层和所述压力管道层，使得每个真空端口通向至少两个真空管道的交点，所述真空管道层包括能连接到抽吸源的真空管道的网格图案，所述真空管道的网格图案形成为机加工到平板或片材中的真空通道的网格图案，所述真空管道的网格图案从所述压力管道的网格图案横向偏移，使得压力管道的每个交点从所述真空管道的所有交点横向偏移，

其中，将所述真空管道层组装到所述压力管道层包括将所述压力管道层上的检修孔与所述真空管道层上的检修孔对准，以使得对准的检修孔位于由压力管道之间的两个交点和真空管道之间的两个交点所界定的区域中，移除压力管道之间的该两个交点之间的一段压力管道以及真空管道之间的该两个交点之间的正交的一段真空管道，以使得所述检修孔从所有的最近的压力管道和真空管道横向偏移。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括将紧固结构插入穿过所述检修孔并插入到所述端口层的孔或插口中，所述孔或插口与所述压力管道层和所述真空管道层上的检修孔对准。