Machine à polir les diamants et les pierres précieuses, avec système de commande adaptative
Domaine de l'invention
L'invention concerne des machines utilisées dans le procédé de fabrication de diamants, plus particulièrement des machines pour les opérations de polissage et de finissage de diamants et de pierres précieuses.
Arrière-plan de l'invention
On connaît des machines à polir les diamants et les pierres précieuses, qui ne polissent que les pierres précieuses ayant un grain régulier. L'opérateur détermine le grain avant de mettre la pierre dans la machine et, cela fait, la machine polit la pierre à l'encontre du grain, facette après facette, à la manière d'un robot. Un exemple de ce type de machine est celui connu comme machine à polir les diamants Piermatic � disponible dans le commerce auprès de la société Bonas Machine Co., et décrite
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de machine est connu comme la Mark I ou la Mark IIa-b, qui ont commencé à être utilisées au début des années
1960 et qui ont eu un grand succès, si bien qu'une base de clientèle importante existe aujourd'hui pour ces-machines. Une description de ces machines se trouve aussi dans l'ouvrage de Eric Bruton, intitulé
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(1978), pages 261-263.
Dans une partie de leur fonctionnement, ces machines utilisent un préhenseur de diamant, connu comme étant un pot ou un anneau partant d'un bras polisseur animé d'un mouvement alternatif,qui déplace la pierre au-dessus de la meule, le bras descendant à mesure que le polissage se poursuit. Un point de référence est établi lorsqu'il y a un contact électrique entre le métal du pot ou de l'anneau et la meule tournante.Ceci indique que le polissage de la facette est achevé. La machine utilise cette indication pour avancer automatiquement jusqu'à la facette suivante du diamant, pour répéter l'opération de polissage.
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lise une colonne de mercure qui agit comme un contrepoids sur le bras de polissage, pour augmenter ou diminuer la pression de la pierre contre la meule. Une autre catégorie de machines est la Mark III qui n'utilise pas de colonne de mercure mais qui fait
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Mark IIa-b. Le panneau de commande est plus compliqué, utilisant une technologie développée à la fin des années 1970, et cette machine ne polit pas non plus des pierres à grain irrégulier.
Avec ces machines, l'opérateur n'essayerait même pas de polir une pierre "naat" (analogue à
un noeud dans le bois) parce qu'il sait que le polissage n'aurait pas lieu régulièrement, si bien que l'on n'utilisait que des pierres à grain régulier.
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polies à la main dans divers endroits du monde, suivant le facteur de prix du travail.
Le brevet des E.U.A. No. 3.886.695 décrit une machine à polir les pierres précieuses, capable de rechercher le grain en mesurant ou en contrôlant la température de la pierre pendant le polissage, bien que ceci représentât un procédé prolongé, avec un résultat incertain, et demandât des arrangements mécaniques imprécis pour déplacer la pierre.
Aux environs de 1981, la société Bonas' Machine Co. a développé la machine à polir chercheuse de grain GS 3000, telle que décrite dans le brevet israélien
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''intelligente*' polit des pierres ayant un grain régulier et des pierres ayant un grain irrégulier, puisqu'elle est capable de chercher le grain. Ceci signifie qu'une fois que la pierre est posée sur la meule, la machine cherchera l'endroit où la pierre
se prête au polissage. Elle le fera en considérant différentes régions de chaque facette, en faisant tourner un moteur pour le grain, ayant pour effet de faire tourner continuellement la pierre autour d'ellemême. Lorsqu'un processeur du système de commande re-
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avancement indiquant l'endroit où la résistance opposée au bras de polissage est la plus grande, l'arbre du moteur pour le grain est bloqué sur cet angle.
Le système GS 3000 utilise aussi un transducteur de force de polissage qui fonctionne avec le processeur en s'efforçant de maintenir un niveau de force de polissage désiré en observant le transducteur de résistance à l'avancement. La nature mécanique complexe de ces deux transducteurs et les circuits de commande associés influent sur le coût général de cette machine, augmentant le coût et la complexité de l'entretien aussi bien.
La réalisation de l'opération de polissage sur une facette donne à l'opérateur une occasion de contrOler visiblement les résultats, avec la possibilité qu'un travail supplémentaire de polissage soit néces-saire pour obtenir le fini désiré. Comme mentionné ci-dessus, le point de référence du contact électrique entre le pot ou l'anneau et la meule fait normalement avancer l'opération de manière automatique. Comme 1' opérateur ne peut intervenir dans ce processus automatique, il est limité dans l'obtention d'un polissage fin par commande à la main.
Il serait souhaitable d'utiliser l'information de polissage d'une facette achevée par rapport aux autres facettes de la pierre pour obtenir l'uniformité du polissage, mais on ne dispose pas couramment de machines ayant cette capacité.
Il serait souhaitable aussi d'améliorer la commande des opérations de polissage de diamants en élevant la qualification des machines de polissage largement utilisées, pour exploiter complètement leurs capacités.
Résumé de l'invention
C'est donc un but principal de la présente invention que de procurer une machine à polir les diamants et les pierres précieuses, qui jouisse de la capacité de recherche du grain et qui assure la régularité du polissage sur toutes les facettes de la pierre. L'invention convient particulièrement pour être appliquée à d'anciens modèles de machines, de sorte qu'on puisse les conserver et élever la qualité de leur fonctionnement pour exploiter toutes leurs capacités.
Suivant l'invention, on procure une machine pour polir les diamants et les pierres précieuses, ayant un bras de polissage pour maintenir une pierre contre une meule dans une opération de polissage, avec un système de commande adaptative de recherche du grain, comprenant :
- des moyens associés au bras pour percevoir la vitesse de descente de celui-ci pendant que la pierre se polit sur la meule ;
- des moyens pour surveiller la vitesse de descente et pour en indiquer la valeur ;
- des moyens pour emmagasiner la valeur de la vitesse de descente et pour la comparer à la valeur de la vitesse de descente prédéterminée, prévue par un opérateur, les moyens de comparaison pouvant être mis en oeuvre pour fournir un signal de sortie pour déterminer le fonctionnement de la machine dans de premier et second modes, les premier et second modes correspondant respectivement à la poursuite de l'opération de polissage et à l'ajustement de l'orientation de la pierre ; et
- des moyens disposés sur le bras de polissage et répondant audit signal de sortie pour déterminer le fonctionnement de la machine dans l'un et l'autre des premier et second modes.
Dans une forme de réalisation préférée, le système de commande adaptative de recherche du grain est présenté comme un dispositif à adapter après coup sur une machine de polissage de diamants existante. Le système comprend un panneau de commande et un dispositif percepteur de la vitesse de descente du bras de polissage, qui fonctionnent ensemble pour déterminer le fonctionnement de la machine. Dans les machines
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rière-plan de l'invention, le dispositif sensible comprend la colonne de mercure existante avec, plongé en elle, un fil de grande résistance. De cette façon, la colonne de mercure joue un double rôle, servant à la fois de contrepoids pour le bras de polissage et de point de référence pour déterminer si le polissage se poursuit en indiquant une vitesse de descente. Si la vitesse de descente correspond à celle qui a été éta-blie précédemment par l'opérateur, la machine continue à polir la facette jusqu'à achèvement. Sinon, il faut un ajustement pour établir l'orientation appropriée du grain dans cette facette.
Le panneau de commande est conçu pour offrir une capacité de recherche du grain, basée sur des moyens électroniques qui agissent suivant l'information fournie par le dispositif sensible à la vitesse de descente. Le panneau de commande fonctionne avec un système d'ajustement mécanique de l'orientation,
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ajustement se présente sous la forme d'un moteur à came pour élever et abaisser le bras, ainsi qu'une paire de moteurs, l'un pour choisir la facette à polir et l'autre pour faire tourner le diamant autour de lui-même dans le plan de cette facette, de façon à choisir l'orientation avec laquelle le polissage contre le grain sera obtenu.
L'emploi de la colonne de mercure comme dispositif sensible à la vitesse de descente dans la machine existante lui permet de déterminer s'il y a une certaine vitesse de descente et si le polissage se poursuit. Si c'est le cas, la machine ne cherchera pas davantage l'orientation appropriée du grain et elle continuera à polir. A la fin de l'opération de polissage de la facette, le système existant détectera le contact électrique entre le support et la meule et la facette suivante sera mise en place. A nouveau, la vitesse de descente sera surveillée et le fonctionnement continuera ou non suivant la vitesse de descente.
Une particularité de l'invention réside dans la possibilité de se substituer à l'avancement automatique de la facette, basé sur le contact électrique décrit ci-dessus. Ceci donne à l'opérateur l'occasion de contrôler visuellement les résultats entre les facettes, en sorte que si un degré supplémentaire de polissage est nécessaire pour obtenir le fini désiré, un avancement automatique n'aura pas lieu. Comme les informations concernant la vitesse de descente et le mouvement total de descente par rapport à une facette sont emmagasinées, ces informations sont utilisées pour obtenir l'uniformité en achevant l'opération de polissage des autres facettes.
Une autre particularité de l'invention consiste en ce qu'on a prévu une lecture digitale du panneau de commande qui affiche l'information courante concernant la vitesse de descente mesurée et qui permet ainsi à l'opérateur de surveiller, par la vue, le progrès du polissage d'une facette quelconque.
Dans une forme de réalisation en variante, le dispositif sensible à colonne de mercure peut être remplacé par un dispositif sensible à la résistance, monté sur le bras de polissage pour permettre la mesure de la vitesse de descente.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la considération des dessins et à la lecture de la description donnée ci-après. Brève description des dessins
Pour une meilleure compréhension de l'invention, en considérant ses formes de réalisation, on se reportera aux dessins joints au présent mémoire, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'une machine à polir les diamants et les pierres précieuses, ayant un bras de polissage qui fonctionne avec une forme de réalisation préférée de la présente invention ;
- la figure 2 est un schéma de circuit d'un dispositif de surveillance de la vitesse de descente du bras de polissage suivant la figure 1 ; - la figure 3 est un schéma de circuit d'un panneau de commande à utiliser avec la machine de la figure 1 ;
- la figure 4 est un schéma de circuit d'un système de commande de moteur à utiliser avec le bras de polissage de la figure 1 ;
- la figure 5 est un schéma de circuit d'un microprocesseur pouvant fonctionner avec le circuit des figures 2-4 ;
et
- la figure 6 est un organigramme des opérations de commande exécutées par le microprocesseur de la figure 5.
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férée
En se reportant à présent à la figure 1, on
y voit une vue générale en perspective d'une machine
10 à polir les diamants et les pierres précieuses, comprenant le système de commande adaptative de recherche du grain suivant la présente invention. Dans une forme de réalisation préférée, la machine à polir
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comme celle qui est fabriquée et susceptible d'être livrée par la société Bonas Machine Co. La machine de polissage 10 comprend une enveloppe 12 ayant une base
14, avec un bras de polissage 16 partant de l'enveloppe 12 et surplombant une meule 18 (montrée partiellement). Une pierre précieuse ou un diamant 20
(non visible à la figure 1) qui doit être polie, est maintenue à l'extrémité du bras 16 par un préhenseur mécanique ou pot 22 et le bras 16 est agencé pour être porté par l'enveloppe 12 de manière à pouvoir pivoter. Une colonne 24 de mercure liquide (dont la partie supérieure est visible à la figure 1)est incorporée à l'intérieur des parois de l'enveloppe 12 de façon à créer un contrepoids pour le bras 16 lorsque le diamant 20 est abaissé contre la meule 18 sous l'action de la force créée par un moteur à came (non montré) situé dans l'enveloppe 12.
Un panneau de commande 25 est montré de façon générale comme étant monté à la partie supérieure de l'enveloppe 12. On voit.également à la figure 1, à l'extrémité libre du bras 16, une paire de moteurs
26 et 28. Le moteur 26 est connu comme moteur pour
la facette,qui donne son mouvement au pot 22, de façon à placer une facette donnée du diamant 20 dans une position où elle fait face à la meule 18. Un second moteur 28 est connu comme moteur pour le grain et il est propre, mécaniquement, à mettre le diamant 20 dans l'une de diverses orientations d'une facette, de façon à ajuster le grain de la facette par rapport à la meule 18. Les agencements mécaniques pour réaliser le mouvement de montée et de descente du bras 16 et les mouvements des moteurs 26 et 28 pour la facette et pour le grain, sont bien connus des spécialistes, comme cela est mis en évidence par les opérations connues des machines qui ont été énumérées plus haut.
Comme connu dans le fonctionnement de la machine à polir 10, une fois que le diamant 20 à polir a été introduit dans le pot 22 et que le bras est placé au-dessus de la meule 18, le bras 16 a un mouvement alternatif au-dessus de la meule et descendra nécessairement tandis que l'opération de polissage se poursuit. Suivant les principes de l'invention, un dispositif 30 sensible à la vitesse est prévu pour percevoir électriquement la vitesse de descente du bras de polissage 16 pendant l'opération de polissage.
Dans la forme de réalisation préférée, le dispositif 30 sensible à la vitesse est conçu pour fonctionner avec la colonne de mercure utilisée comme
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et Mark IIa-b, comme décrit ci-dessus. Ceci peut être obtenu en utilisant un fil de nichrome ou un autre fil de grande résistance, dont une partie est immergée dans la colonne de mercure, en sorte que le mouvement du bras 16 déplace le mercure en sens opposé et ajuste le degré de résistance présenté à un circuit de surveillance de résistance, comme décrit encore à propos de la figure 2. Une solution en variante prévoirait un potentiomètre monté convenablement, à cette fin, sur le bras 16, comme pour une machine Mark III.
En se référant maintenant aux figures 2 à 5, on y voit plusieurs schémas de circuits d'une forme de réalisation préférée de la présente invention, constituant des circuits électroniques pour obtenir les fonctions de commande désirées, suivant l'habileté des pratiques de la technique électronique.
A la figure 2, on montre un schéma de circuit d'un dispositif de surveillance ou moniteur de la vitesse de descente, 29, pour être utilisé avec le bras de polissage 16 de la figure 1. De façon générale, le dispositif de surveillance 29 se compose d'un dispositif 30 sensible à la vitesse de descente, d'un amplificateur 32 qui alimente un convertisseur analogique/numérique 34, de plusieurs opto-isolateurs 36 qui alimentent un registre enregistreur 38 ,avec des données numériques fournies finalement à un microprocesseur 40 qui peut être du type Intel 8031, suivant les adresses choisies par une puce de décodage
3 à 8 ,42, qui peut être du type Texas Instrument
74LS138. Comme décrit encore ci-après, le fonctionnement du dispositif 29 de surveillance de vitesse de descente consiste à alimenter le microprocesseur 40 en informations concernant les mouvements du bras 16, à des fins de contrôle.
En fonctionnement, le dispositif 30 sensible à la vitesse traduit le niveau instantané du bras 16
en un changement de la résistance, qui est présenté
à un circuit de surveillance de la résistance pour donner lieu à un signal de tension qui est fourni à l'amplificateur opérationnel 32, lequel peut être un National Semiconductor du type 741. Sur la base de l'ajustement de gain 44, l'amplificateur opérationnel
32 émet une sortie vers un convertisseur analogique/ numérique à 8 bits, tel qu'un Intersil du type ADC0801 qui fonctionne dans un mode de marche libre par des approximations successives. Le convertisseur A/D 34 fournit une conversion rapide de l'ordre de 100 microsecondes qui met le microprocesseur 40 en état de suivre étroitement des changements dans l'information du dispositif 30 sensible à la vitesse , en donnant ainsi un grand degré de précision.
Chaque bit de la sortie à 8 bits du convertisseur A/D 34 est fourni individuellement en parallèle à un opto-isolateur 36 tel qu'un Motorola du type
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bruit et donner un signal de sortie renforcé. La sortie de chacun des opto-isolateurs 36 est fournie à un registre à trois états 38, tel qu'un Texas Instruments du type 74LS245 et ces sorties sont finalement passées à la barre de données 46 lorsqu'un signal 48 de sélection de puce est engendré par la puce de décodage 3 à 8, 42. Le signal 48 de sélection de puce est engendré en accord avec l'adresse fournie à la puce de décodage 3 à 8, 42, par le microprocesseur 40 au passage P1, lorsqu'il doit lire et emmagasiner l'information du dispositif 30 sensible à la vitesse.
En se reportant maintenant à la figure 3, on
y voit un schéma de circuit du panneau de commande à utiliser avec la machine de polissage 10 de la figure
1. Des boutons poussoirs pour diverses fonctions, 52-68 (indiqués de façon générale par 51 à la figure
1), sont prévus pour assurer la commande voulue pendant l'opération de polissage. Les boutons poussoirs jouent le rôle d'interfaces avec le microprocesseur
40 en passant par un arrangement d'entrée à matrice
72 qui identifie le bouton poussoir pour le microprocesseur 40, en sorte que la fonction de commande appropriée puisse être mise en oeuvre. Un dispositif de lecture numérique 74 est prévu pour la recherche des troubles lorsqu'une faute se présente, pour indiquer où la faute a lieu dans le circuit. Egalement, le dispositif de lecture 74 fournira un affichage visuel de la vitesse de descente du bras de polissage
16 en décomptant numériquement à partir d'une valeur prédéterminée.
Seize LEDs sont prévues en deux groupes de huit indiqués comme groupes 76 et 78. Chacune de ces LEDs montre quelle facette du diamant 20 est en cours de polissage. Les LEDs et le dispositif de lecture 74 sont commandés par un arrangement de logique programmable (PAL), la puce 80, qui peut être une série du
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PAL 80 reçoit l'information à afficher du microprocesseur 40 en passant par la barre de données 46. L'information à afficher est envoyée par la puce PAL
80 au dispositif de lecture 74 et aux groupes de LEDs
76 et 78 en passant par la barre d'affichage.82. La paire de signaux de mise en état, 84 et 86, correspond au dispositif de lecture 74 et la paire de signaux de mise en état 88 et 90 correspond aux groupes de LEDs respectifs 76 et 78 en déterminant ainsi où l'information à afficher doit apparaître suivant le fonctionnement de la puce PAL 80.
Les opérations de commande obtenues par le panneau de commande 25 sont à présent discutées briè-vement. Le bouton poussoir "test" 52 fournit une suite d'opérations pour voir si le moteur 26 pour la facette et le moteur 28 pour le grain fonctionnent convenablement. Le bouton "maintien" 54 fournit une interruption entre les opérations de polissage de différentes facettes, en sorte que, après achèvement de la première facette, la machine ne passe pas à la suivante, ce qui permet que la facette polie soit contrôlée visuellement par l'opérateur pour voir si le polissage a été fait de manière correcte. Ceci évite la possibilité de répéter la même erreur sur toutes les facettes si le polissage n'a pas été effectué convenablement pour la première. Une LED 55 sur ce bouton avertit l'opérateur de l'interruption.
Le bouton ''ajustement'* 56 est utile dans le cas où l'on a observé qu'une certaine facette, après que la pierre ait été finie, n'avait pas été polie convenablement. Normalement, le retour à une facette finie fera que le pot 22 touche la meule 18, ce qui indique l'achèvement et appelle au mouvement vers une autre facette. Le bouton * ajustement ' 56 permet un dépassement de cette particularité de commande , de façon à poursuivre le polissage de cette facette et de lui donner ainsi un léger poli pour l'achever de manière convenable.
Le bouton ''dégagement'' 58 vide la mémoire du microprocesseur 40 qui contient,.pour cette pierre spécifique, l'indication du fait qu'il faut polir ou non chaque facette. C'est-à-dire que la mémoire emmagasine l'information de position relative aux différents endroits où cette pierre spécifique a été polie sur ses seize facettes, et quand la pierre a été polie sur toutes les seize facettes, la machine de polissage
10 passera sur elle à nouveau pour donner le dernier fini aux facettes. Ceci constitue une mémoire d'in-formation de position quant aux endroits où cette pierre pourrait être polie. Lorsque le bouton ''dégagement" 58 est pressé, une nouvelle pierre est introduite dans le pot 22 et l'information de position dans la mémoire est effacée.
Le bouton "facette" 60 commande le moteur 26 pour la facette, qui est situé sur le bras 16 de la machine à polir 10. Le bouton ''grain'* 62 commande le moteur 28 pour le grain, situé en haut du bras 16 et qui sert à faire tourner la pierre de 360 degrés. Le bouton "montée" 64 fait commencer l'opération de polissage en actionnant le moteur à came pour faire que le bras 16 descende et permet aussi l'interruption du fonctionnement en inversant le mouvement du moteur à came pour faire que le bras 16 soulève le diamant
20 de la meule 18. Le bouton "temps" 66 possède deux LEDs 65 et 67, l'une indiquant une recherche de
4 secondes et l'autre indiquant une recherche de 8 secondes, ce qui est le temps pendant lequel la vitesse de descente doit être détectée pendant l'opération
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machine doit polir huit facettes ou seize facettes pour une pierre quelconque.
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automatique ou manuel de fonctionnement correspondant au polissage continu sur chaque facette les unes après les autres, ou pour que l'opérateur choisisse la facette et l'orientation du grain par l'emploi des boutons "facette" et "grain" 60 et 62.
En se reportant à présent à la figure 4, on
y voit un circuit de commande de moteur dans lequel le microprocesseur 40 est agencé pour avoir quatre options de commande de moteur, deux options (montée et descente du bras 16) pour le moteur à came et une option pour chacun des deux moteurs 26 et 28. Ces op-tions de commande sont données aux circuits de commande de moteurs 92,par la voie de la barre de données
46, au registre 94 qui peut être un Texas Instruments du type 74LS6073 ,et ensuite à un ensemble d'optoisolateurs 36, un pour chacune des quatre options de commande.
En fonctionnement, chacun des moteurs,26 pour la facette et 28 pour le grain,est actionné comme un moteur pas à pas réalisant une fraction de rotation prédéterminée. Dans le cas du moteur 26 pour la facette, ce mouvement correspond au mouvement du diamant
20 pour venir en place pour le polissage de la facette suivante. Dans le cas du moteur 28 pour le grain, ce mouvement correspond à l'ajustement de l'orientation du grain dans la facette choisie, par rapport à la meule 18.
Lorsque le microprocesseur 40 détermine laquelle des options de commande doit être mise en oeuvre, il envoie l'information d'adresse pour le moteur approprié, en passant par la puce de décodage 3 à 8,
42, au registre d'emmagasinement (verrou) 94, les données étant envoyées par la barre de données 46 de façon que la section correspondante des circuits de commande 92 soit alimentée par des impulsions de signal numérique et que le mouvement du moteur soit obtenu.
Le moteur à came et les moteurs 26 et 28 fournissent chacun des impulsions de réaction au microprocesseur 40 en passant par les circuits de retour 98 qui comprennent les opto-isolateurs 36. Lorsque le moteur approprié a exécuté le mouvement désiré, une impulsion est reçue du moteur et, suivant l'information d'adresse fournie au registre à trois états 96 par
la puce de décodage 42, cette impulsion est retransférée à la barre de données 46 pour signifier la fin du mouvement du moteur, ordonnée par le microprocesseur
40. Un arrangement connu est fourni au moteur à came et aux moteurs 26 et 28 pour déterminer une grandeur voulue de mouvement et pour fournir les impulsions de retour en utilisant des masqués de positionnement de l'arbre du moteur en même temps qu'une paire de phototransistors LED. Une fois que l'impulsion de
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données 46 fournit un signal de désexcitation au registre 94 qui interrompt le mouvement du moteur.
En se reportant à présent à la figure 5, on y montre un schéma de circuit du microprocesseur 40 et des circuits qui y sont relatifs pour obtenir la fonction de commande déjà décrite à propos des figures 2
à 4. On y voit un oscillateur 99 pour déterminer le cycle temporel du microprocesseur 40, une puce de décodage 42 et un registre d'adresse 100 qui peut être un Intel du type 8212 et une mémoire EPROM 102 qui peut être une puce Intel du type 2716. Le moniteur 29 et le registre 38 apparaissent à la figure 2 et les circuits de retour 98 et de commande 92 avec leurs registres respectifs 96 et 94 sont visibles à la figure 4.
Le microprocesseur 40 exécute le programme emmagasiné dans la mémoire 102 qui a une capacité d' emmagasinement de 2K x 8. L'information d'adresse pour le programme est un signal à 10 bits, les données étant fournies comme signal à 8 bits. Les huit premiers bits de l'adresse du programme sont fournis par le microprocesseur 40 sur la base des données 46 dans un arrangement multiplex déterminé par Po qui commande
le registre d'adresse 100 pour retenir cette information. Les deux derniers bits d'adresse du programme sont: fournis par une connexion à partir de P2 à la mémoire 102. Une fois que le registre d'adresse 100 a bloqué l'information d'adresse, il la fournit à la mémoire 102 par la barre d'adresses 104.
Après réception de l'information d'adresse du programme, la mémoire 102 fournit les données d'instructions du programme sur la barre des données 46, pour être utilisées par le microprocesseur 40 qui lit ces données par le signal de lecture 106. Lorsque l'instruction du programme doit être exécutée, par exemple une option de commande de l'un des moteurs 26 ou 28, le microprocesseur 40 établit l'adresse en P1 qui est fournie à la puce de décodage 42 en sorte que le registre 94 soit choisi en permettant ainsi le passage de l'information sur la barre de données 46 aux circuits de commande 92. Les circuits de commande
92 et de retour 98 font alors fonctionner le moteur approprié, comme décrit plus haut à propos de la figure 4. '
De méme, le microprocesseur 40 fonctionne avec la barre des données 46 pour permettre la lecture et l'emmagasinement de l'information du moniteur 29, à la figure 2, et pour envoyer l'information à afficher au PAL 80 à la figure 3.
En se reportant à présent à la figure 6, on y voit un organigramme des opérations de commande exécutées par le microprocesseur 40 dans le mode de fonctionnement automatique du système de commande adaptative de la présente invention. Suivant le programme
de commande emmagasiné dans la mémoire 102, le microprocesseur 40 commence à explorer les entrées du système dans le bloc 110 pour déterminer leur valeur initiale. Lorsque le mode automatique est choisi dans le
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mande 25 (figure 3), le microprocesseur 40 se réfère
à une valeur prédéterminée dans la mémoire 102,qui représente la vitesse de descente du bras de polissage
16, laquelle sera déterminante pour l'opération de polissage , ainsi qu'on le décrira maintenant.
Dans le bloc 114, le microprocesseur 40 commande les moteurs 26 et 28 pour obtenir une 'position initiale du diamant 20 en sorte qu'il puisse être poli sur sa première facette, après quoi le bras 16 est abaissé vers la meule 18 dans le bloc 116 pour commencer l'opération de polissage. Le bloc de décision 118 vérifie si le polissage s'exécute sur la première facette et, s'il en est ainsi, la position du moteur pour le grain est lue dans le bloc 120 dans le but d'établir le point de démarrage dans le mode de recherche du grain.
A nouveau, la capacité de recherche du grain est le processus qui consiste à choisir différentes manières de positionner la pierre par rapport à la meule 18 pour réaliser le polissage de la même facette, la même région de la pierre. C'est là une question d'orientation puisque la pierre doit être orientée dans la position optimale pour obtenir la vitesse maximale de descente ou vitesse de polissage par rapport à la position de la meule 18. Pour le polissage des diamants, il y a plusieurs places par rapport à
la meule dans lesquelles une pierre sera polie.
En d'autres termes, dans le mode automatique, il est établi un seuil du temps dans lequel doit être prise la décision de continuer à polir; par exemple, dans l'intervalle de 4 à 8 secondes, un certain degré de changement ou de descente du bras 16 doit être mesuré par l'organe sensible exprimant les changements de résistance, etc.
Le bloc de décision 122 contrôle si la vitesse de descente répond à la vitesse prédéterminée emmagasinée dans la mémoire 102 pour indiquer que le polissage se produit. Comme dit plus haut, à moins que la vitesse de descente ne soit satisfaite, l'orientation du grain n'est pas l'orientation optimale pour que le polissage ait lieu. Par conséquent, dans le cas où la vitesse de descente n'est pas respectée,
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orientation du grain en remettant en position le moteur 28 pour le grain dans le bloc 124, après quoi
sa position est à nouveau lue dans le bloc 120 pour confirmer le mouvement.
Si, au contraire, la vitesse de descente est celle que l'on a désirée ou est meilleure, les données concernant la vitesse de descente effective sont enregistrées dans le bloc.126 et cette information est utilisée dans la poursuite de l'opération de polissage, comme on le verra. En outre, puisque le dispositif sensible à la vitesse fournit une mesure de résistance, le changement total de résistance entre le commencement et la fin de l'opération de polissage fournit une information précieuse quant au mouvement total du bras de polissage 16 et ceci est également emmagasiné.
Le bloc de décision 128 vise à voir s'il s'agit de la dernière facette, ce qui mettrait fin à l'opération de polissage. Si ce n'était pas la dernière facette, le moteur 26 pour la facette serait actionné pour déplacer la facette suivante dans le bloc 130, après quoi l'opération de polissage recommence dans le bloc 116. Pour cette dernière facette, le bloc de décision 118 indique que les données emmagasinées dans le bloc 126 doivent être lues dans le bloc 132, en sorte que l'information quant au mouvement total du bras et quant à la vitesse de descente à partir de la première facette peut être utilisée pour commander l'opération de polissage. Ainsi, la comparaison des vitesses de descente dans le bloc 122 est faite en
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tive.
L'information provenant du bloc 126, concernant le mouvement total du bras 16 dans une opération de polissage passée,est utilisée pour déterminer quand la facette est achevée, en assurant ainsi l'uniformité du polissage. Cette information peut être utilisée en même temps que le choix du bouton ajustement' 56
(figure 3) pour dépasser l'avancement automatique du fonctionnement, qui dépendait du contact électrique du pot et de la meule dans les anciennes machines. Les facettes subséquentes à polir peuvent être mises chacune en position dans des passes répétées par le bloc
130 du programme de commande.
Ainsi que les spécialistes le comprendront,
un avantage important du système de commande adaptative de la présente invention est qu'il est applicable aux machines à polir les diamants existantes qui peuvent être un équipement en surplus puisqu'elles
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elles sont très répandues. Basé sur l'emploi d'un unique dispositif sensible à la vitesse de descente, le coût total de ce système est réduit. En outre, l'emploi de la colonne de mercure comme dispositif sensible à la vitesse de descente procure une précision accrue de la mesure et une réaction rapide pour les mouvements du bras 16.
L'avantage général est la commande plus étendue offerte à l'opérateur s'il désire soulever le bras 16 en lui permettant de réaliser un poli plus fin. Il en est ainsi parce que l'opérateur dispose d'un retour continu sur la progression du procédé de polissage. Comme l'opérateur peut effectivement voir la vitesse de descente sur le dispositif de lecture 74, il est au courant de la vitesse de polissage, chose qui est impossible avec les systèmes existants puisqu'il n'y
a pas de retour permettant de connaître la progression de l'opération de polissage.
Egalement, dans la présente invention, le bouton "temps" 66 du panneau de commande 25 (figure 3) permet'une sélection de 4 secondes et de 8 secondes, ce qui détermine le temps pendant lequel la vitesse de descente doit être détectée. Comme l'invention permet à l'opérateur de spécifier cela, la longueur du processus de recherche du grain est plus souple.
Après cette description de l'invention sur certaines de ses formes de réalisation spécifiques, on doit comprendre que ladite description n'est pas limitative puisque d'autres modifications peuvent maintenant se présenter d'elles-mêmes aux spécialistes , et l'on veut couvrir ces modifications pour autant qu'elles tombent dans la portée des revendications qui suivent.
LEGENDE DES FIGURES
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ME signifie mise en état
D signifie données (là et ailleurs) AN signifie affichage numérique
A la figure 4:
MS signifie moteurs
MC signifie moteur à came
A la figure 5:
AD signifie adresse
A la figure 6:
DM signifie démarrage
AR signifie arrêt
N signifie non
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REVENDICATIONS
1. Dans une machine à polir les diamants et les pierres précieuses, ayant un bras de polissage pour maintenir une pierre contre une meule dans une opération de polissage, un système de commande adaptative de recherche du grain, comprenant :
- des moyens associés au bras pour en percevoir la vitesse de descente tandis que la pierre est en cours de polissage contre la meule ;
- des moyens pour surveiller la vitesse de descente perçue et pour en représenter la valeur ;
- des moyens pour emmagasiner la valeur de la vitesse de descente et pour la comparer avec une valeur de vitesse de descente prédéterminée, fixée par un opérateur, ces moyens de comparaison fournissant un signal de sortie pour déterminer le fonctionnement de la machine dans l'un de deux modes, les premier et second modes correspondant respectivement à la poursuite de l'opération de polissage et à l'ajustement de l'orientation de la pierre ; et
- des moyens disposas sur le bras de polissage et répondant audit signal de sortie pour déterminer le fonctionnement de la machine dans le premier mode ou dans le second mode.
2. Système de commande adaptative pour la re-