DE68916482T2

DE68916482T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zentrieren eines Edelsteines.

Info

Publication number: DE68916482T2
Application number: DE68916482T
Authority: DE
Inventors: Roni Shafir; Roni Shapira; Hanoh Shtark; Ilan Weisman
Original assignee: Sarin Research & Dev Ltd; HARGEM Ltd
Current assignee: Sarin Research & Dev Ltd; HARGEM Ltd
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-06-17
Also published as: IN172009B; US5015090A; ZA894478B; BR8902886A; IL86762A0; EP0347253B1; AU618367B2; EP0347253A3; DE68916482D1; AU3624689A; IL86762A; EP0347253A2; KR900000164A

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zentrieren und Sortieren von Edelsteinen zur Bearbeitung auf Schleif-, Polier- oder Oberflächenbehandlungsmaschinen des automatischen oder anderer Typen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 6 und 12.
Automatische Schleif- und Poliermaschinen für Edelsteine sind bekannt. Sie schließen in der Regel eine Platte zur Aufnahme einer Vielzahl von Diamantenhaltern in einer waagerechten Reihe, Mittel zum Drehen der Diamantenhalter um die jeweilige Längsachse und Mittel zum Drehen der Platte, so daß die in den Diamantenhaltern befindlichen Edelsteine nach einer festgelegten Folge mit einem Schleif- oder Polierkörper oder -band in Eingriff oder aus dem Eingriff mit diesen bewegt werden können, ein.
Diese Maschinen sind viel schneller als das manuelle Schleifen und Polieren. Andererseits ist eine individuelle Behandlung der Steine nicht möglich. Um daher den Einsatz der Maschinen ökonomisch ausführbar zu machen, müssen Steine von etwa derselben Größe zusammen bearbeitet werden (um so die Abnahme von zu viel Material von einem verhältnismäßig großen Stein oder die unzureichende Bearbeitung eines verhältnismäßig kleinen Steins zu vermeiden). Außerdem müssen die Steine in den Diamantenhaltern genau zentriert werden, um eine effiziente Bearbeitung jedes Steines zu ermöglichen. Schließlich müssen alle Steine so in der Maschine angeordnet werden, daß sich ihre Tafel in einer wahrnehmbar identischen Ebene befindet.
Gegenwärtig wird das Zentrieren und Befestigen der Steine auf den Diamantenhaltern im allgemeinen von Hand vorgenommen und ist ausschließlich von der Geschicklichkeit und dem Auge des Arbeiters abhängig. Das führt zu einem gewissen Maß an Fehlern, was wiederum dazu führt, daß Steine entweder verworfen oder auf eine kleinere Größe umgearbeitet werden müssen. Damit ist der Einsatz solcher Maschinen heutzutage nur wirtschaftlich, wenn die zu bearbeitenden Steine einen verhältnismäßig geringen Wert haben, so daß die Fehler des Menschen verhältnismäßig billig zu stehen kommen.
Bekannt ist eine als Komparator bezeichnete Vorrichtung, die einen Leuchtschirm aufweist, auf dem ein Raster dargestellt ist. Ein Stein kann vor den Komparator gehalten und aus einer Richtung senkrecht zur Zentrierachse betrachtet werden, um das visuelle Zentrieren durch den Arbeiter zu ermöglichen. Um einen Stein im Verhältnis zu einer Vielzahl von Formen oder Größen untersuchen zu können, muß außerdem für jeden Vergleich ein anderes Bezugsbild von Hand am Komparator befestigt werden.
GB-PS 2 080 712 (auf welcher der Oberbegriff der Ansprüche 6 und 12 basiert) zeigt eine weitere bekannte Vorrichtung, bei der das Bild eines von der Seite gesehenen Steines einer Bezugsform überlagert wird, die dem Seitenprofil eines geschnittenen Steins entspricht. Der Stein wird gedreht, um zu überprüfen, daß das Seitenprofil des Steines nicht innerhalb der Bezugsform liegt. GB-PS 2 080 712 behandelt den Stein in drei Dimensionen, wobei das Profil über den gesamten Umfang und die Höhe jedes Profils überprüft werden. Die Verhältnisse der verschiedenen Elemente sowie die absolute Größe konnen abgestimmt werden, um die optimale Form zu bestimmen, in die jeder einzelne Rohstein gebracht werden kann. Das alles wird von einem Computer ausgeführt, aber das Verfahren ist leider langwierig und kompliziert und erfordert die wiederholte, schrittweise Annäherung, um den verschiedenen Profilen des Steins Rechnung zu tragen, wenn dieser rotiert wird.
Aufgrund der Länge des Verfahrens und der unvermeidlichen Komplexität der Apparatur sind die Vorrichtung und Apparatur, die in GB-PS 2 080 712 beschrieben werden, nur für relativ wertvolle Steine geeignet, bei denen sich die Kosten für das Verfahren lohnen und die auf der Grundlage der Bestimmung im Zentriervorgang einzeln bearbeitet werden.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterstützung des manuellen Zentrierens von Edelsteinen auf Diamantenhaltern zum Einsatz bei automatischen Schleif- oder Poliermaschinen oder ähnlichen zu schaffen, welches leicht auszuführen ist und trotzdem ein wesentlich verbessertes Zentrieren sowie Sortieren der Steine im Vergleich zu den Varianten ermöglicht, bei denen nur der Arbeiter urteilt oder bekannte mechanische Verfahren angewendet werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Mittel für die Vorbereitung der Steine auf die automatische maschinelle Bearbeitung durch Anordnen der Tafel aller der Steine in einer einzigen Ebene zu schaffen, was das Umkehren der Steine auf den einzelnen Diamantenhaltern einschließen kann.
So wird nach der vorliegenden Erfindung eine Methode zum Sortieren und Zentrieren von unbearbeiteten Edelsteinen geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist: Betrachten des Steines und Erzeugen eines Bildes von diesem; Erzeugen einer Bezugsform; Einstellen der relativen Größe der Bezugsform, bis sie innerhalb des Bildes des Steins eingepaßt werden kann, und Bewegen des Steines, gekennzeichnet durch: Betrachten des Steines in einer zur Zentrierachse parallelen Richtung und Erzeugen eines Bildes von dessen Umfang; Überlagerung des Bildes vom Umfang des Steines auf ein Bild der Bezugsmitte; Erzeugen einer Bezugsumfangsform, die im Verhältnis zum Bild der Bezugsmitte zentriert ist; Einstellen der relativen Größe der Bezugsform, bis diese innerhalb des Bildes des Steines eingepaßt werden kann, und Bewegen des Steines, bis dieser im Verhältnis zum Bild der Bezugsmitte zentriert ist.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließt das Verfahren außerdem die Schritte der Aufzeichnung der abschließenden Größe der Bezugsform, der Schätzung der maximal möglichen Höhe des fertigen Steines und der Aufzeichnung dieser Höhe ein.
In der am meisten bevorzugten Form schließt das Verfahren außerdem den Schritt des Vergleichs der ausgewählten Größe und maximalen Höhe mit einer Vielzahl von festgelegten Sätzen von Parametern und der Auswahl des für den Stein am besten geeigneten Satzes von Parametern in Übereinstimmung mit diesen vor dem Schritt der Aufzeichnung ein.
Außerdem schließt das Verfahren vorzugsweise den Schritt des Aufklebens des zentrierten Steines auf einem Diamantenhalter, entweder in der Ausrichtung, in welcher die Zentrierung erfolgte, oder nach der Umkehrung, ein.
Nach einem Ausführungsbeispiel schließt die Methode die Schritte ein: Einsetzen des Steines in eine Öffnung in einer Grundplatte, die ein Saugmittel hat, um den Stein an seinem Platz zu halten, Betrachten des Edelsteins von oben, parallel zu seiner Längsachse, und Übermitteln eines Bildsignals, das dieser Betrachtung entspricht, über einen Computer zur Betrachtung auf einen Bildschirm, Erzeugen einer Bezugsmitte auf dem Bildschirm, auf die das Bild überlagert wird, wobei die Bezugsmitte der Mitte der Öffnung entspricht, Erzeugen einer Bezugsform auf dem Bildschirm, die im Verhältnis zur Bezugsmitte zentriert ist und dem Bild des Steines überlagert wird, Variieren der Größe der Bezugsform, bis die größte Form, die innerhalb des Steines eingepaßt werden kann, bestimmt ist, und Bewegen des Steines im Verhältnis zu der Öffnung, bis das Bild des Steines im Verhältnis zur Bezugsmitte zentriert ist.
Außerdem wird nach der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Ünterstützung des manuellen Zentrierens und Sortierens eines unbearbeiteten Edelsteines geschaffen, die folgende Elemente aufweist:
Mittel zum Halten eines unbearbeiteten Edelsteins;
Mittel zum Betrachten des unbearbeiteten Steins und zum Bereitstellen eines Bildes an einem zugeordneten Betrachtungsbildschirm;
Mittel zum Erzeugen einer Bezugsform und zur Überlagerung des Bildes des Steines auf die Bezugsform;
Mittel zur automatischen Änderung der Größe der Bezugsform auf Befehl einer Bedienungsperson, bis diese in das Bild des Steines paßt, und
Mittel zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das der abschließenden Größe des Bezugsform entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mittel zum Betrachten des Steins so angeordnet ist, daß der Stein in einer Richtung parallel zu der Achse gesehen wird, im Verhältnis zu der der Stein zentriert werden soll, und ein Bild, das dessen Umfang entspricht, für einen Computer und einen zugeordneten Betrachtungsbildschirm bereitstellt, und
der Computer Mittel aufweist, um ein Bild der Bezugsmitte zu erzeugen, um eine ausgewählte Form aus der Vielzahl von Bezugsumfangsformen, die im Verhältnis zum Bild der Bezugsmitte zentriert sind, auszuwählen und um das Bild des Steines dem Bild der Bezugsmitte zu überlagern.
Die Vorrichtung schließt außerdem Mittel zum automatischen Bewegen eines neuen Steins in die Untersuchungsposition ein, wenn die vorausgegangene Untersuchung abgeschlossen ist.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließt die Vorrichtung außerdem Mittel zur Bestimmung der maximal möglichen Höhe des bearbeiteten Steins ein, das ein manuelles, mechanisches, optisches oder anderes Mittel sein kann und das ein Ausgangssignal, welches dieser Höhe entspricht, für den Computer bereitstellen kann.
Außerdem schließt die Vorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch eine Vorrichtung zum Aufkleben des zentrierten Steines auf dem Diamantenhalter ein. Diese Vorrichtung kann Mittel zum Umkehren des sortierten Steines vor dem Aufkleben der gegenüberliegenden Seite in dessen zentrierter Ausrichtung auf einem Diamantenhalter einschließen.
Außerdem ist nach der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Zentrieren und Sortieren von unbearbeiteten Edelsteinen vorgesehen, die folgende Elemente aufweist: optisches Form-Identifizierungsmittel zum Betrachten eines Edelsteins und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das diesem entspricht, und Computermittel, die so aufgebaut sind, daß sie das Ausgangssignal empfangen und das Bild, das diesem entspricht, auf einen visuell kontrollierbaren Monitor übertragen; dadurch gekennzeichnet, daß das Computermittel so aufgebaut ist, daß es auch eine Bezugsmitte auf dem Bildschirm erzeugt, die dem Bild überlagert wird; daß Bezugsformen bereitgestellt werden, die den verschiedenen Konfigurationen von bearbeiteten Steinen entsprechen, die im Verhältnis zur Bezugsmitte zentriert sind und mit dem dazugehörigen Mittel auf das Bild überlagert werden, um die Änderung der Form oder der relativen Größe der Bezugsform durch eine Bedienungskraft zu ermöglichen, bis die optimale Größe erreicht ist; das Signal, das dieser Form und optimalen Größe entspricht, in Empfang zu nehmen; und dadurch, daß diese Vorrichtung eine Grundplatte aufweist, die wenigstens eine Öffnung bildet, die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist; das optische Form-Identifizierungsmittel den Edelstein betrachtet, wenn dieser mit der Öffnung in einer Richtung verbunden ist, die parallel zu der Achse verläuft, im Verhaltnis zu welcher der Stein zentriert werden soll, und das Ausgangssignal in entsprechender Weise erzeugt, und die Bezugsformen verschiedenen Konfigurationen des Umfangs der bearbeiteten Steine entsprechen.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließt die Vorrichtung außerdem Mittel zum Betrachten oder anderweitigen Abtasten des Steines senkrecht zur Zentrierachse und zum Bereitstellen von Daten über die maximale Höhe des Steines für den Computer ein.
Außerdem ist nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Computer so aufgebaut, daß er ein Ausgangssignal bereitstellt, das einem einer Vielzahl von festgelegten Sätzen von Form-, Höhen- und Größenparametern eines fertigen Steines entspricht.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Grundplatte ein Lineal auf, das wenigstens eine mit einer Unterdruckquelle verbundene Öffnung, wenigstens eine Steinhalterung, welche der Öffnung zugeordnet ist und durch Unterdruck darauf gehalten wird, definiert und worin die Mitte der Öffnung der Bezugsmitte entspricht, die auf den Bildschirm projiziert wird.
Vorzugsweise definiert das Lineal eine Vielzahl von Öffnungen, die zur aufeinanderfolgenden Betrachtung durch das Betrachtungsmittel angeordnet sind, und es sind Mittel zum Vorrücken des Lineals vorhanden, so daß ein Stein nach dem anderen betrachtet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel könnte die Bewegung des Lineals automatisch durch den Computer gesteuert und durch die Bedienungsperson betätigt werden.
Außerdem schließt die Vorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungs-beispiel weiter eine Vorrichtung zum Aufkleben eines zentrierten Edelsteins auf einem Diamantenhalter ein, welche eine Linealstütze und wenigstens ein Diamantenhalter-Stützkanal einschließt, das so angeordnet ist, daß die Längsachse eines darauf gestützten Diamantenhalters die Mitte der Öffnung im Lineal schneidet, wenn dieses auf der Linealstütze montiert ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel wird der Stein direkt von dem Lineal, auf dem er zentriert wird, auf den Diamantenhalter aufgeklebt. Nach einem anderen Ausführungsbeispiel schließt die Aufklebevorrichtung ein zweites Lineal ein, das wenigstens eine Öffnung definiert, die in Übereinstimmung mit der wenigstens einen Öffnung des ersten Lineals angeordnet ist, und das so aufgebaut ist, daß es vor der Aufbringung auf die Linealstütze umgedreht werden kann, um die Steine in umgekehrter Ausrichtung aufzukleben.
Vorliegende Erfindung wird besser verständlich und veranschaulicht durch die folgende detaillierte Beschreibung, die nur als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in denen
Fig. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung zum Zentrieren von unbearbeiteten Edelsteinen ist, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebaut wurde und arbeitet;
Fig 2 eine Seitenansicht auf der Linie A-A von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Aufklebevorrichtung ist, die in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gebaut wurde und arbeitet;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Aufklebevorrichtung ist, die in Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches die Umkehrung des Steines einschließt, gebaut wurde und arbeitet;
Fig. 5 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der Aufklebevorrichtung nach der Erfindung ist, und
Fig. 6 eine Seitenansicht der Aufklebevorrichtung von Fig. 5 ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zentrieren und Sortieren von unbearbeiteten Edelsteinen zur anschließenden Bearbeitung auf einer automatischen Schleif- oder Poliermaschine oder auf einer anderen Bearbeitungsmaschine. Ihrem Wesen nach ist diese Vorrichtung ein Werkzeug zur Anwendung durch den Arbeiter beim manuellen Zentrieren der Steine und deren Aufkleben auf einen Diamantenhalter oder eine Halterung in einer Art und Weise, durch welche die Tafel jedes Steines in der gleichen Ebene liegt.
Die Methode weist das Betrachten des gesamten Steins aus einer Richtung auf, die parallel zur Zentrierachse verläuft. Am vorteilhaftesten ist es, wenn der Stein aus einer Richtung beleuchtet und so betrachtet wird, daß die Silhouette seines Umfangs in der Projektion auf einem Bildschirm gesehen werden kann, der dem Betrachtungsmittel zugeordnet ist. Eine Bezugsmitte, die der Mitte der Steinhalterung und damit letztendlich des Diamantenhalters entspricht, wird auf dem Bildschirm in Überlagerung auf das Bild des Steines gezeigt.
Die Bedienungskraft kann den Stein manuell bewegen, bis dieser im Verhältnis zur Bezugsmitte grob zentriert ist, obwohl das nicht notwendig ist. Die Bedienungskraft veranlaßt, daß Bezugsformen ihrer Wahl, die der Form und Größe des Umfangs einer Vielzahl von bearbeiteten Steinen entsprechen, auf dem Bildschirm, zentriert im Verhältnis zur Bezugsmitte, erzeugt werden. Die Größe der Bezugsform wird so lange von der Bedienungskraft geändert, bis eine Größe erreicht ist, die vollkommen in das Bild des Steines eingepaßt werden kann. Dann wird der Stein bewegt, bis er im Verhältnis zur Bezugsmitte zentriert ist, wobei die Bezugsform vollkommen eingepaßt ist. Dann werden die ausgewählte Steingröße und -form in einem computergestützten Aufzeichnungsmittel registriert.
Es ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Bezugsformen zum Vergleich durch die Bedienungskraft sofort aus dem Speicher des Prozessors aufgerufen werden können und daß die Größe durch Betätigung eines Knopfes abgestimmt werden kann. Manuelle Zentriervorrichtungen verfügen nicht über ein solches Merkmal.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird nun die maximale Höhe des Steines unterhalb seiner Mitte, senkrecht zur Zentrierachse, gemessen, um festzustellen, ob aufgrund der Form, besonders der Asymmetrie, des jeweiligen Steines Abstimmungen in der Höhe vorgenommen werden müssen. Auf dem Bildschirm kann eine Höhen-Bezugslinie vorgesehen werden, die vom Arbeiter manuell nach unten geführt werden kann, oder auf dem Stein kann ein mechanischer Höhensensor manuell nach unten geführt werden, bis die geschätzte maximale Höhe des fertigen Steines an seiner Mitte bestimmt worden ist. Auch diese Daten werden aufgezeichnet.
Diese drei Informationselemente, Form, Größe und Höhe, werden nun mit einer Vielzahl von Sätzen festgelegter Parameter für Steine, die durch die Maschine zu bearbeiten sind, verglichen. (Jede automatische Maschine arbeitet mit einer begrenzten Anzahl von Formen und Größen des Steines, wobei für jeden Größenbereich eigene Arbeitsanweisungen gelten.) Der Stein wird in die Kategorie des Satzes von Parametern eingeordnet, die den größtmöglichen Stein ergibt, oder er wird nach einem anderen Kriterium des Sortierens kategorisiert, wobei die Größen- und Höhendaten berücksichtigt werden.
Nachdem das Zentrieren abgeschlossen ist und der Stein kategorisiert oder sortiert wurde, muß der Stein so auf den Diamantenhalter aufgeklebt werden, daß er darauf auch zentriert ist. Die Richtung der Bearbeitung des Steins, d. h., der Beginn an der Kronen- oder an der Külassenseite, bestimmt das jeweilige Verfahren des Aufklebens, wie es unten ausführlicher beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 wird nun die Vorrichtung zum Zentrieren und Sortieren von unbearbeiteten Edelsteinen gezeigt, die nach der vorliegenden Erfindung gebaut wurde und arbeitet. Die Vorrichtung weist eine Grundplatte 10 auf, auf welcher ein Schiebetisch 12 montiert ist. Auf dem Schiebetisch 12 ist ein Lineal 14 befestigt, das eine Vielzahl von Öffnungen 16 definiert, die im gleichen Abstand angeordnet und mit einer Unterdruckquelle (nicht gezeigt) verbunden sind. Auf dem Lineal 14 ist eine Vielzahl von Steinhalterungen 18 angeordnet. Die Steinhalterungen 18 können umgekehrte Schalen aufweisen, in deren oberer Fläche eine Öffnung gebildet wird, auf welche die Steine aufgesetzt und auf der sie durch die Saugkraft des Unterdrucks gehalten werden können.
Man kann erkennen, daß die Mitte jeder Öffnung 16 die Mittelachse definiert, im Verhältnis zu welcher der darauf aufgesetzte Stein zentriert werden muß.
Über den Steinhalterungen 18 befindet sich ein Betrachtungsmittel 20, dem eine Lichtquelle (nicht gezeigt) zugeordnet ist. Das Betrachtungsmittel 20 kann eine Videokamera oder jedes andere geeignete optische Form-Identifizierungsmittel aufweisen, das geeignet ist, den Umfang eines Steines zu betrachten, der auf der Steinhalterung angeordnet ist, und an einen Computer 22 ein Signal zu übertragen, das dem Bild des Steines entspricht. Der Computer 22 ist wiederum mit einem Bildschirm 24 verbunden, auf dem das Bild des Steines, das durch das Betrachtungsmittel 20 betrachtet wird, dargestellt wird.
Der Computer 22 weist Mittel zur Darstellung einer Bezugsmitte 26, d. h., eines Kreuzes, auf dem Bildschirm 24 auf. Die Mitte 26 entspricht der Mitte der Öffnung 16. Der Computer 22 weist auch Mittel zum Erzeugen einer Vielzahl von Bezugsformen 28, d. h., eines Kreises oder eines Ovals oder jeder anderen Form, welche den Umfang oder die Fassungskante des fertigen Steines darstellen, sowie ein Mittel zur Änderung der Größe der Bezugsform 28 auf, das durch den Arbeiter bedient wird.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, muß der Arbeiter die Halterung 18, auf die ein Stein 15 aufgesetzt wurde, so lange bewegen, bis das Bild des Steines im Verhältnis zur Bezugsmitte 26 zentriert ist, und er muß die Größe der ausgewählten Bezugsform 28 so lange ändern, bis diese vollständig in das Bild des Steines eingepaßt werden kann. Auf diese Weise wird der Stein unter Bezugnahme auf das Lineal 14 und die Öffnung 16 zentriert, und die ausgewählte Form und Größe werden im Computer 22 gespeichert. Es ist offensichtlich, daß die Größe der Bezugsform vor oder nach dem Zentrieren des Steines um die Bezugsmitte bestimmt werden kann.
Wie oben beschrieben wurde, ist das Eingreifen des Arbeiters notwendig, um das Bild des Steines 15 im Verhältnis zur Bezugsmitte zu zentrieren. Dieses Verfahren kann aber auch vollkommen automatisch vom Computer ausgeführt werden, da diesem das Bild des Steines 15 im Verhältnis zu Koordinaten zugeführt werden kann, welche die Verschiebung gegenüber der Bezugsmitte darstellen. Der Computer kann dann die Bezugsformen im Verhältnis zu diesen Koordinaten erzeugen, und sobald die Bezugsformen mit dem Bild des Steines 15 verglichen werden, wird in Verbindung mit der bekannten Verschiebung gegenüber der Bezugsmitte die geeignete Form ausgewählt. Damit werden die für das Zentrieren des Steines benötigten Koordinaten bereitgestellt, und der Stein 15 kann entsprechend bewegt werden.
Das Lineal 14 rückt nun so vor, daß der nächste unzentrierte Stein auf den Platz unter dem Betrachtungsmittel gelangt. Der Schiebetisch 12 ist zur Längsbewegung auf einer Schraubenachse befestigt, die durch einen Schrittmotor betätigt und durch eine Kodiereinrichtung (nicht gezeigt) überwacht wird. Der Computer 22 steuert die Arbeitsweise des Schrittmotors und damit die Bewegung des Tisches 12. Der Zentriervorgang wird in der oben beschriebenen Weise wiederholt, bis alle Steine, die auf dem Lineal angeordnet sind, zentriert wurden.
Das Sortieren der Steine ist auch von der maximalen Höhe des Steines an seiner Mitte abhängig. Jeder Stein wird, entweder unmittelbar nach dem Zentrieren oder nach dem Zentrieren der gesamten Gruppe, danach senkrecht zur Zentrierachse gemessen, um die maximale Höhe zu bestimmen. Diese Daten werden zusammen mit den Daten für Größe und Form im Computer 22 gespeichert, und es wird, wie das oben ausgeführt wurde, dem Stein der entsprechende Satz von festgelegten Parametern zugewiesen. Diese Bestimmung der Parameter, die für den bearbeiteten Stein am besten geeignet sind, dient dazu, die Steine nach einer Vielzahl von unterschiedlichen Gruppen für die Bearbeitung zu sortieren.
In Abhängigkeit von der Arbeitsweise der jeweiligen automatischen Bearbeitungsmaschine wird nun jeder Stein auf einen Diamantenhalter aufgeklebt, entweder in der zentrierten Ausrichtung oder nach dem Umkehren.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird schematisch das Verfahren des Aufklebens ohne Umkehrung gezeigt, also so, wie das bei der Bearbeitung der Tafelseite des Steines der Fall ist. Das Lineal 14 wird, noch unter Unterdruck, bis zur Aufklebevorrichtung bewegt, die eine Diamantenhalter- Stütze 50 aufweist. Die Diamantenhalter-Stütze 50 bildet eine Vielzahl von parallelen, V-förmigen Kanälen 52, die eine Halterung 54 für den Diamantenhalter aufnehmen können, auf deren einem Ende ein Diamantenhalter 56 befestigt ist. Die Diamantenhalter-Stütze 50 ist so angeordnet, daß sich die Mitte jedes Diamantenhalters genau mit der Mitte des Steines, wie sie oben bestimmt wurde, überdeckt. In jeden Kanal wird ein Diamantenhalter eingesetzt, und durch die Schwerkraft wird er an die Stelle bewegt, wo er den Stein aufnimmt und dieser aufgeklebt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4a und 4b wird schematisch das Verfahren des Aufklebens mit Umkehrung veranschaulicht, also so, wie das bei der Bearbeitung der Külassenseite des Steines der Fall ist. In diesem Fall wird ein zweites Lineal 30, das eine Vielzahl von Öffnungen 32 definiert, mit der Oberseite nach unten auf die Reihe der Steine 15 abgesenkt, die durch Unterdruck auf den Steinhalterungen 18 gehalten werden, wie das in Fig. 4a gezeigt wird. Mit mechanischen Mitteln wird das zweite Lineal 30 im Verhältnis zum ersten Lineal 14 ausgerichtet und dadurch gewährleistet, daß jede der Öffnungen 32 sich genau mit einer der Öffnungen 16 im Lineal 14 überdeckt, so daß die Mitte der Öffnung 16 auf einer Linie mit der Mitte der Öffnung 32 liegt, die nun mit der Achse ausgerichtet ist, um die der Stein zentriert wurde.
Ein heißhärtender Kleber wird aufgebracht, um die Steine vorübergehend am Lineal 30 zu befestigen. Wenn der Kleber trocknet, wird der Unterdruck abgeschaltet, und das Lineal 30 wird umgekehrt und zu einer Diamantenhalter-Aufklebevorrichtung weitergeleitet, wie sie oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde.
Ein Beispiel für eine geeignete Diamantenhalter-Aufklebevorrichtung wird in Fig. 5 und 6 gezeigt. Die Diamantenhalter-Aufklebevorrichtung 34 weist eine Grundplatte 36 auf, die eine Linealstütze bildet, beispielsweise die Stifte 38. Die Grundplatte 36 bildet auch eine Diamantenhalter-Stütze 40. Die Diamantenhalter-Stütze 40 schließt ein Vielzahl von parallelen und im gleichen Abstand angeordneten V-förmigen Kanälen 42 ein, die jeweils eine Halterung 44 für einen Diamantenhalter tragen können, an deren einem Ende ein Diamantenhalter 46 befestigt ist. Das Lineal 30 ist so angeordnet, daß es auf der Stütze 38 so aufliegt, daß die Mitte jeder Öffnung 32 mit der Mittelachse eines Kanals 42 ausgerichtet ist. Auf diese Art und Weise fassen eine Diamantenhalter- Halterung und ein Diamantenhalter, die auf dem Kanal 42 aufliegen und in der Richtung der Steinhalterung 18 gleiten, den Stein genau in der Mitte, wie diese oben bestimmt wurde. Es kann jeder geeignete Kleber verwendet werden, um den Stein am Diamantenhalter zu befestigen, und dann wird der Stein vom Lineal 30 abgenommen und kann mit anderen Steinen seiner Kategorie gelagert werden, bis er in der automatischen Maschine bearbeitet werden soll.
Fachleute werden erkennen, daß die Erfindung nicht auf das beschränkt ist, was vorstehend in Form eines Beispiels gezeigt und beschrieben wurde.

Claims

1. Verfahren zum Sortieren und Zentrieren von unbearbeiteten Edelsteinen, das die folgenden Schritte aufweist:

Betrachten des Edelsteins (15) und Erzeugen eines Bildes davon;

Erzeugen einer Bezugsform (28);

Einstellen der relativen Größe der Bezugsform, bis sie innerhalb des Bildes des Edelsteins eingepaßt werden kann; und

Bewegen des Edelsteins;

gekennzeichnet durch:

Betrachten des Edelsteins (15) in einer zu der Achse der Zentrierung parallelen Richtung, und Erzeugen eines Bildes seines Umfangs:

Anordnen des Bildes des Umfangs des Edelsteins über einem Bezugszentrum-Bild (26);

Erzeugen einer bezüglich des Bezugszentrum-Bildes zentrierten Bezugsumfangsform;

Bewegen des Edelsteins, bis er bezüglich des Bezugszentrum-Bildes zentriert ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist:

Aufzeichnen der endgültigen Größe der Bezugsform;

Abschätzen der maximalen möglichen Höhe des bearbeiteten Edelsteins, die aus dem unbearbeiteten Edelstein gemacht werden kann, und Aufzeichnen dieser Höhe;

Vergleichen der ausgewählten Form, Größe und maximalen Höhe mit einer Vielzahl von vorher festgelegten Parametersätzen; und

Auswählen des geeignetsten Parametersatzes für den unbearbeiteten Edelstein.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das weiterhin den Schritt aufweist, bei dem der zentrierte Edelstein an dem Zentrum eines Edelsteinhalters befestigt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, das die folgenden Schritte aufweist:

Verbinden des Edelsteins mit einer Öffnung in einer Grundplatte (18), die ein Saugmittel aufweist, um den Edelstein festzuhalten;

Betrachten des Edelsteins in der Richtung, die parallel zu der Achse ist, bezüglich der er zentriert werden soll, und Übermitteln eines seinem Umfang entsprechenden Bildsignals über einen Computer auf einen Bildschirm zum Betrachten des Umfangs;

Erzeugen des Bezugszentrums, über dem das Bild angeordnet wird, auf dem Bildschirm, wobei das Bezugszentrum dem Zentrum der Öffnung entspricht;

Erzeugen einer bezüglich des Bezugszentrums zentrierten und über dem Edelsteinbild angeordneten Bezugsumfangsform auf dem Bildschirm;

Variieren der Größe der Bezugsform, bis die größte Form, die innerhalb des Edelsteins eingepaßt werden kann, bestimmt ist; und

Bewegen des Edelsteins relativ zu der Öffnung, bis das Edelsteinbild bezüglich des Bezugszentrums zentriert ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, das die folgenden Schritte aufweist:

Betrachten des Edelsteins parallel zu der Achse der Zentrierung, und Übermitteln des Bildes seines Umfangs bezüglich der Zentrierungsachse nach einer Zentraleinheit;

automatisches Erzeugen von Bezugsumfangsformen, von denen jede bezüglich der Zentrierungsachse zentriert ist;

Einpassen einzelner dieser Bezugsformen innerhalb des Edelsteinbildes, bis eine optimale Bezugsform bestimmt ist;

Empfangen eines mit der bestimmten Bezugsform verknüpften Koordinatensatzes, der sich auf ihre Verschiebung von der Zentrierungsachse bezieht; und

Bewegen des Edelsteins entsprechend dem empfangenen Koordinatensatz zu der Zentrierungsachse hin.

6. Vorrichtung zur Unterstützung des manuellen Zentrierens und Sortierens eines unbearbeiteten Edelsteins, die aufweist:

ein Mittel zum Festhalten eines unbearbeiteten Edelsteins;

ein Mittel zum Betrachten des Edelsteins und zum Übermitteln eines Bildes nach einem zugeordneten Betrachtungs-Bildschirm (24);

ein Mittel (12) zum Erzeugen einer Bezugsform, und zum Anordnen des Edelsteinbildes über der Bezugsform;

ein Mittel zum automatischen Ändern der Größe der Bezugsform auf Befehl einer Bedienungsperson, bis die Bezugsform innerhalb des Bildes des Edelsteins eingepaßt ist; und

ein Mittel zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das der endgültigen Größe der Bezugsform entspricht;

dadurch gekennzeichnet, daß:

das Mittel zum Betrachten des Edelsteins so angeordnet ist, daß der Edelstein in einer Richtung betrachtet wird, die parallel zu der Achse ist, bezüglich der der Edelstein zentriert werden soll, und ein Bild, das dem Umfang des Edelsteins entspricht, nach einem Computer (22) und einem zugeordneten Betrachtungs-Bildschirm (24) übermittelt; und

der Computer ein Mittel aufweist zum Erzeugen eines Bezugszentrum- Bildes, zum Erzeugen einer ausgewählten Form aus einer Vielzahl von Bezugsumfangsformen, die bezüglich des Bezugszentrum-Bildes zentriert sind, und zum Anordnen des Edelsteinbildes über dem Bezugszentrum-Bild.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, die weiterhin ein Mittel aufweist zum Abschätzen der maximalen möglichen Höhe des bearbeiteten Edelsteins, um zum Übermitteln eines entsprechenden Ausgangssignals nach dem Computer.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, die ein Mittel aufweist, um den Edelstein nach dem Zentrieren zu sortieren.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, die weiterhin ein Mittel (12, 14) aufweist zum Befestigen des Steines an dem Zentrum eines Edelsteinhalters (46, 56) nach dem Zentrieren.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, in der das Befestigungsmittel ein Mittel (30) beinhaltet zur Umkehrung des Steines nach dem Zentrieren und vor der Befestigung.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, die weiterhin ein Mittel (12, 14) aufweist zum automtischen Positionieren eines neuen Steines, damit dieser nach dem vorhergehenden Stein zentriert werden kann.

12. Vorrichtung zum Zentrieren und Sortieren von unbearbeiteten Edelsteinen, die folgende Mittel aufweist:

ein optisches Formidentifizierungsmittel (20) zum Betrachten eines Edelsteines und zur Erzeugung eines Ausgangssignals das diesem entspricht; und

einen Computer (22), der dazu dient:

das Ausgangssignal in Empfang zu nehmen und ein Bild, das diesem entspricht an einen visuell beobachtbaren Monitor weiterzuleiten (24);

dadurch gekennzeichnet, daß der Computer auch dazu dient

ein Bezugszentrum (26), das über dem Bild angeordnet wird, auf dem Monitor zu erzeugen;

Bezugsformen (28) zu erzeugen, die verschiedenen Formen von fertigen Steinen entsprechen, die bezüglich des Bezugszentrums zentriert und über dem Bild angeordnet sind, mit einem zugeordnenten Mittel, das eine Abänderung der Form oder der relativen Größe der Bezugsform durch eine Bedienungsperson ermöglicht, bis die optimale Größe erreicht ist; und

das Signal, das dieser Form und der optimalen Größe entspricht in Empfang zu nehmen;

und dadurch,

daß diese Vorrichtung eine Grundplatte (18) aufweist, die mindestens eine mit einer Vakkuumquelle verbundene Öffnung bestimmt;

daß das optische Formidentifizierungsmittel (20) den mit dieser Öffnung verbundenen Stein in einer Richtung betrachtet, die parallel zur Achse ist, bezüglich der der Stein zentriert werden muß, und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt; und

daß die Bezugsformen (28) verschiedenen Umfangsformen von fertigen Steinen entsprechen.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, die weiterhin ein Mitel aufweist zum Abstasten des Steines, senkrecht zur Zentrierungsachse und zum Übermitteln eines der Maximalhöhe im Zentrum des Steines entsprechenden Signals an den Computer.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, die weiterhin

ein Mittel aufweist zum Einstellen des Signals der maximalen Höhe durch eine Bedienungsperson und zum Übermitteln eines entsprechenden Signals an den Computer; wobei der Computer dazu dient ein Ausgansgssignal zu erzeugen, das einem von einer Vielzahl von vorher festgelegten Parametersätzen eines fertigen Edelsteines entspricht, in Antwort auf die Form-, Abmessungs-und Höhensignale.

15. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, in der die Grundplatte ein Lineal (14) aufweist, das mindestens eine mit einer Vakuumquelle verbundene Öffnung bestimmt; wobei das Zentrum der mindestens

einer Öffnung dem auf dem Bildschirm erzeugten Bezugszentrum entspricht; und die weiterhin

eine mit jeder dieser Öffnungen verbundene Edelsteinstütze (18) aufweist, die auf diesen durch das Vakuum angehalten wird.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die so angeordnet sind, daß sie ein serielles Betrachten durch das Betrachtungsmittel erlauben, und die weiterhin ein Mittel zum Vorrücken des Lineals aufweist, so daß ein Stein nach dem anderen betrachtet wird,

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, worin das Mittel zum Vorrücken des Lineals automatisch durch den Computer kontrolliert und durch die Bedienungsperson betrieben wird.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 15 oder 17, die weiterhin ein Mittel aufweist zum Aufkleben eines zentrierten Edelsteines auf einen Edelsteinhalter, der

eine Linealstütze; und

ein Edelsteinhalterstützmittel (50) aufweist, das so angeordnet ist, daß die Längsachse eines darauf gestützten Edelsteinhalters das Zentrum einer solchen Öffnung im Lineal schneidet, wenn das Lineal auf der Linealstütze aufmontiert ist.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, die weiterhin ein zweites Lineal aufweist (30), das mindestens eine mit mindestens einer Öffnung des ersten Lineals ausgerichteten Öffnung bestimmt, wobei das zweite Lineal so angeordnet ist, daß es vor der Montage auf das Lineal umdegreht werden kann, zum Aufkleben der Steine in einer umgedrehten Orientierung.