BE1019011A3 - Inrichtingensamenstel en werkwijze voor het zetten van een steen in een werkstuk. - Google Patents

Abstract

Deze uitvinding betreft een inrichtingensamenstel om een steun, zonder verlies van glans, machinaal in een werkstuk (1) te zetten, omvattende: - een werkstukvoorbereidingsinrichting voor het vormen van een gat in het werkstuk (1); - een ontvetinrichting voor het ontvetten van het werkstuk (1); - een zetinrichting voor het zetten van de steen in het gat in een nagenoeg vet- en olievrije omgeving. Deze uitvinding betreft eveneens een werkwijze waarbij een werkstuk (1) met een werkstukvoorbereidingsinriching voorzien wordt van een gat, waarbij dit werkstuk (1) ontvet wordt en waarbij de steen met een zetinrichting in een nagenoeg vet- en olievrije omgeving in dit gat wordt gezet.

Description

INRICHTINGENSAMENSTEL EN WERKWIJZE VOOR HET ZETTEN VAN EEN STEEN IN EEN WERKSTUK

Deze uitvinding betreft een inrichtingensamenstel voor het zetten van minstens één steen, zoals een edelsteen, halfedelsteen of niet-edelsteen in een werkstuk, zoals een sierraad of horloge, omvattende: een werkstukvoorbereidingsinrichting voor het machinaal vormen van een met de steen corresponderend gat in het werkstuk, voorzien van twee of meerdere haken voor het gedeeltelijk omklemmen van de steen; een zetinrichting voor het machinaal zetten van de steen in het gat in het werkstuk, waarbij de twee of meerdere haken de steen gedeeltelijk omklemmen.

Deze uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het zetten van minstens één steen, zoals een edelsteen, halfedelsteen of niet-edelsteen in een werkstuk, zoals een sierraad of horloge, waarbij met behulp van een werkstukvoorbereidingsinrichting machinaal een met dé steen corresponderend gat, voorzien van twee of meerdere haken voor het gedeeltelijk omklemmen van de steen, in het werkstuk wordt gevormd en waarbij met behulp van een zetinrichting machinaal de steen in het gat in het werkstuk wordt gezet, waarbij de twee of meerdere haken de steen gedeeltelijk omklemmen.

Het zetten van een steen, zoals een edelsteen, halfedelsteen of niet-edelsteen in een werkstuk, zoals een sierraad of horloge, wordt meestal handmatig uitgevoerd. De precisie en de behandeling van zowel de steen als het werkstuk is namelijk sterk bepalend voor het uiteindelijke uitzicht van deze steen in dit werkstuk. Het zetten van stenen is dan ook een arbeidsintensief proces, waarbij de kwaliteit van het zetten sterk afhankelijk is van de zetter en ook bij een zelfde zetter sterk kan variëren.

Daarom werd reeds een machine ontwikkeld waarmee een dergelijke steen machinaal in een werkstuk wordt geplaatst, om zo de arbeidsintensiviteit te verminderen en de herhaalbaarheid van de nauwkeurigheid van het zetten te vergroten. Deze machine omvat een werkstukvoorbereidingsinrichting waarmee eerst, analoog als bij het handmatig zetten van stenen, overtollig materiaal wordt weggehaald in het werkstuk. Bij het weghalen van overtollig materiaal wordt een gat in dit werkstuk gevormd, dat voorzien is van twee of meerdere haken aan zijn omtrek, voor het gedeeltelijk omklemmen van de steen. Daarna wordt de steen met behulp van een zetinrichting in dit gat geplaatst en vastgemaakt door het verbuigen van de haken zodat deze de steen gedeeltelijk omklemmen. Het machinaal zetten van de steen in het werkstuk gebeurt analoog als het handmatig zetten van de steen in het werkstuk.

Een groot nadeel van het zetten van glanzende stenen met deze machine is echter dat, vooral wanneer hiermee diamanten geplaatst worden, de glans van de steen grotendeels verloren gaat bij het machinaal zetten ervan.

Het doel van deze uitvinding is te voorzien in een inrichtingensamenstel volgens de kop van de eerste conclusie, voor het zetten van een steen in een werkstuk, waarmee de glans van de steen niet verloren gaat bij het machinaal zetten ervan.

Dit doel van de uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een inrichtingensamenstel voor het zetten van minstens één steen, zoals een edelsteen, halfedelsteen of niet-edelsteen in een werkstuk, zoals een sierraad of horloge, omvattende: - een werkstukvoorbereidingsinrichting voor het machinaal vormen van een met de steen corresponderend gat in het werkstuk, voorzien van twee of meerdere haken (ook wel greinen genoemd) voor het gedeeltelijk omklemmen van de steen; - een zetinrichting voor het machinaal zetten van de steen in het gat in het werkstuk, waarbij de twee of meerdere haken de steen gedeeltelijk omklemmen; waarbij dit inrichtingensamenstel een ontvetinrichting omvat voor het ontvetten van het werkstuk waarin met de werkstukvoorbereidingsinrichting het gat werd aangebracht, voorafgaand aan het zetten van de steen in het gat in dit werkstuk met behulp van de zetinrichting en waarbij de zetinrichting een nagenoeg vet- en olievrije werkomgeving omvat.

De glans van de stenen die met een machine volgens de stand van de techniek werden geplaatst, verdween grotendeels doordat vet of olie tussen het werkstuk en de steen terecht kwam. Door het werkstuk nu te ontvetten tussen het voorbereiden van dit werkstuk en het zetten van de steen in het gemaakte gat in, zorgt men dat aan de steen geen resten van vet of olie blijven hangen na het bewerken van dit werkstuk om het gat te vormen. Door daarna de steen in een nagenoeg vet- en olievrije omgeving te plaatsen, zorgt men ervoor dat ook daarna geen vet of olie tussen het werkstuk en de steen kan komen. Op deze manier wordt het mogelijk om een steen machinaal in een werkstuk te plaatsen zonder verlies aan glans.

De nagenoeg vet- en olievrije werkomgeving van de zetinrichting is bij voorkeur ook een geklimatiseerde omgeving.

Een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat verder bij voorkeur een kalibreerinrichting voor het sorteren van stenen volgens één of meerdere afmetingen van deze stenen.

Met behulp van een dergelijke inrichting kunnen stenen uit een zelfde partij of lading, die gelijkaardige afmetingen hebben, gesorteerd worden volgens enkele van deze afmetingen, waarbij dan per hiervoor gevormd gat in een werkstuk de geschikte steen kan gevonden worden uit deze partij of lading. Ook kunnen stenen die niet voldoen aan vooraf ingestelde parameters uit de rest van de partij of lading gesorteerd worden.

Voor stenen met een zogenoemde ronde slijpvorm kunnen als afmetingen voor het sorteren bij voorkeur de diameter en meerdere hoogteparameters van deze stenen genomen worden. Voor diamanten dienen deze afmetingen bij voorkeur met een nauwkeurigheid van 0.01 mm bepaald te worden.

Een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat daarnaast bij voorkeur een paletiseerinrichting voor het aanbrengen van de stenen op een palet volgens één of meerdere afmetingen van deze stenen nadat deze volgens deze één of meerdere afmetingen gesorteerd werden met behulp van de kalibreerinrichting.

Zo worden deze stenen afhankelijk van hun afmetingen een specifieke plaats toegewezen op een palet, waarbij een specifieke steen daarna op deze specifieke plaats teruggevonden kan worden om deze in een hiertoe voorzien gat in een werkstuk te plaatsen.

Vooral stenen met een grote verscheidenheid worden bij voorkeur eerst in groep voorgesorteerd met behulp van een genoemde kalibreerinrichting, waarna deze met behulp van een genoemde paletiseerinrichting op een palet worden geplaatst.

Om deze stenen verder eenvoudig te kunnen manipuleren, worden deze bij voorkeur op hun tafel geplaatst. De tafel van een steen is het vlak dat na zetten van de steen in het werkstuk naar boven toe gericht is en nagenoeg evenwijdig is aan het vlak van het werkstuk waarin de steen is aangebracht.

Bij een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat de kalibreerinrichting en/of omvat de paletiseerinrichting bij voorkeur een aanvoereenheid voor het stuksgewijs aanvoeren van de stenen naar een opneemeenheid.

Stenen die in een partij of lading worden aangebracht, zijn moeilijk stuk per stuk op te nemen en hebben geen duidelijke oriëntatie om deze pp te nemen. Deze stenen worden dan bij voorkeur met een dergelijke aanvoereenheid stuksgewijs aangevoerd, waarbij deze ook georiënteerd kunnen worden in een dergelijke aanvoereenheid, om deze eenvoudig op te kunnen nemen in een opneemeenheid.

Een dergelijke aanvoereenheid is bij voorkeur aangepast aan de specifieke grootteorde van de afmetingen van de stenen binnen een lading of partij.

Een aanvoereenheid kan voorkeurdragend een trilvuller omvatten om de stenen stuksgewijs aan te voeren en in de gewenste positie te oriënteren.

De aanvoereenheid omvat bij voorkeur een werkomgeving met een vochtigheid van nagenoeg 55%, om statische elektriciteit tussen de stenen zo goed mogelijk te vermijden. Verder omvat een dergelijke aanvoereenheid bij voorkeur een ionisator voor het neutraliseren van statische elektriciteit. Door het wrijven van de stenen bij aanvoer ontstaat namelijk statische elektriciteit tussen de stenen, zodat deze samenklitten en het stuksgewijs aanvoeren en oriënteren van de stenen bemoeilijkt wordt.

De kalibreerinrichting en/of de paletiseerinrichting en/of de zetinrichting omvatten bij voorkeur een manipulatie-eenheid voor het opnemen en afzetten van de stenen binnen deze kalibreerinrichting en/of deze paletiseerinrichting en/of deze zetinrichting. Deze manipulatie-eenheid kan hierbij meer specifiek een robot omvatten met minimum 4 assen. Om een hogere precisie te bekomen kan ook een XYZ tafel ingezet worden.

Bij een bijzonder voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat de genoemde manipulatie-eenheid een opnamenaald, waarmee een steen opgenomen kan worden wanneer de opnamenaald vacuüm wordt getrokken en waarmee een steen afgezet kan worden wanneer een gas in de opnamenaald onder druk wordt gebracht (perslucht).

Een steen wordt hierbij bij voorkeur opgenomen en terug afgezet door deze via zijn top (of collet) op te nemen en af te zetten. Deze top van de steen is het uiteinde van de steen tegenover de tafel, dat bij het zetten in het gat in het werkstuk wordt aangebracht. Wanneer de stenen tussen de verschillende handelingen bij het machinaal opnemen en afzetten van de stenen telkens op hun tafel worden geplaatst, kunnen deze met een dergelijke opnamenaald eenvoudig via hun top opgenomen worden.

Een dergelijke opnamenaald is bij voorkeur verend aangebracht in de manipulatie-eenheid, om de opnamedruk bij opnemen van de stenen te controleren, zodat de stenen bij het opnemen ervan niet beschadigd raken.

De opening van een dergelijke opnamenaald waardoorheen de stenen aangezogen worden, is bij voorkeur aangepast aan de gemiddelde vorm en de gemiddelde afmetingen van een partij of lading stenen.

De kalibreerinrichting van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat verder bij voorkeur een meeteenheid voor het opmeten van één of meerdere afmetingen van de stenen. De paletiseerinrichting en/of de zetinrichting van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat bij voorkeur een meeteenheid voor het opmeten van de hoekverdraaiing van de steen ten opzichte van zijn gewenste positie.

Een dergelijke meeteenheid van de kalibreerinrichting en/of van de paletiseerinrichting en/of van de zetinrichting kan meer specifiek een camera omvatten met een microscoopkop.

Stenen, zoals bijvoorbeeld diamanten, worden nu handmatig gemeten door deze doorheen ziften te laten gaan, die gekende afmetingen hebben. Bij rondgeslepen diamanten wordt hiermee enkel de diameter van de steen opgemeten. Een steen wordt een afmeting voor de diameter toegekend van een zift waar hij nog doorheen kan, terwijl hij niet langer door een zift met een hierop volgende afmeting kan. Het opmeten van de stenen kan hiermee theoretisch met een nauwkeurigheid van 0,025 mm uitgevoerd worden. In werkelijkheid wordt met deze ziften slechts zelden een betere nauwkeurigheid dan een nauwkeurigheid van 0,05 mm behaald. Met behulp van een meeteenheid volgens deze uitvinding kunnen verschillende afmetingen van de stenen bepaald worden met een nauwkeurigheid van nagenoeg 0,01 mm. Het zetten van de stenen zelf kan hierdoor met een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding uitgevoerd worden met een nauwkeurigheid van nagenoeg 0,02 mm. Bovendien kan men met een dergelijke meeteenheid niet enkel de diameter opmeten, maar eveneens andere afmetingen van de stenen die voor het zetten van belang kunnen zijn.

Om afmetingen van de stenen te bepalen met een dergelijke camera kunnen één of meerdere opnamen van de steen genomen worden. Tegenover de lens van de camera wordt bij voorkeur een gestabiliseerd tegenlicht geplaatst, om een perfecte contour van de steen te bekomen. De vergroting van de steen bij deze opnamen wordt bij voorkeur afhankelijk genomen van de grootte van de steen. Om de afmetingen van de steen met een grote nauwkeurigheid te bepalen, kunnen deze dan relatief ten opzichte van bijvoorbeeld een referentiepunt als de gekende afmetingen van de opnamenaald bepaald worden.

Een kalibreerinrichting van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat verder bij voorkeur een sorteereenheid voor het sorteren van stenen in een deel stenen die voldoen aan ingestelde waarden en een deel stenen die niet voldoen aan deze ingestelde waarden.

Voor stenen met een zogenaamde ronde slijpvorm kunnen bijvoorbeeld stenen met een te grote of te kleine diameter ten opzichte van ingestelde waarden van de diameter afgezonderd worden van de stenen met een diameter die binnen de gewenste grenswaarden ligt. Verder kunnen deze stenen ook opgedeeld worden door stenen met een te grote of te kleine hoogte af te zónderen van de rest van de stenen.

Ook kan een gewenste rondist (dit is de grens tussen de tafelzijde en de topzijde van de steen) als ingestelde waarde voor het afzonderen van de stenen gebruikt worden. Verder kunnen de hoek van zowel de bovenkant van de steen (kroon) als de onderkant van de steen (Paviljoen) worden bepaald. Uiteraard kan bij voorkeur een combinatie van dergelijke ingestelde waarden gebruikt worden om stenen te sorteren in een deel stenen die voldoen aan de ingestelde waarden en een deel stenen die niet voldoet aan de ingestelde waarden.

De zetinrichting van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat verder bij voorkeur een indexeereenheid voor het verplaatsen van de steen in zijn gewenste positie.

Deze indexeereenheid kan hierbij meer specifiek een draaimodule omvatten voor het verdraaien van de steen naar zijn gewenste positie.

Bij een voorkeurdragend inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat de zetinrichting een taster voor het bepalen van het center van het gat voor het zetten van de steen.

Een zetinrichting van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat verder bij voorkeur een zetstempeleenheid voor het vastzetten van de steen, waarbij de haken de steen gedeeltelijk omsluiten, omvattende een zetstempel overeenkomstig de vorm van de steen en de vorm van de haken.

Daarnaast omvat een zetinrichting bij voorkeur een rondvormeenheid voor het bol zetten van de haken. Met deze rondvormeenheid worden de uiteinden van de haken bol gezet (bouleren van de greinen), zodat men bijvoorbeeld met een sierraad, die stenen omvat die met deze zetinrichting zijn gezet, minder vlug zal blijven haperen aan bijvoorbeeld kledij.

De werkstukvoorbereidingsinrichting van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding omvat bij voorkeur een CNC machine.

Verder omvat een dergelijke werkstukvoorbereidingsinrichting bij voorkeur een booreenheid voor het voorboren van een opening in het werkstuk op de locatie waar het gat gevormd moet worden, waarbij deze opening in diepte en diameter nagenoeg overeenstemt met het gat.

Daarnaast omvat een dergelijke werkstukvoorbereidingsinrichting bij voorkeur een freeseenheid voor het wegfrezen van overtollig materiaal om het gat met de haken minstens gedeeltelijk te vormen.

Verder omvat een dergelijke werstukvoorbereidingsinrichting bij voorkeur een beiteleenheid met roterende beitels voor het wegkappen van overtollig materiaal om het gat met de haken minstens gedeeltelijk te vormen.

Het doel van de uitvinding wordt eveneens bereikt door te voorzien in een werkwijze voor het zetten van minstens één steen, zoals een edelsteen, halfedelsteen of niet-edelsteen in een werkstuk, zoals een sierraad of horloge, of onderdelen daarvan waarbij met behulp van een werkstukvoorbereidingsinrichting machinaal een met de steen corresponderend gat, voorzien van twee of meerdere haken voor het gedeeltelijk omklemmen van de steen, in het werkstuk wordt gevormd en waarbij met behulp van een zetinrichting machinaal de steen in het gat in het werkstuk wordt gezet, waarbij de twee of meerdere haken de steen gedeeltelijk omklemmen, waarbij de steen met behulp van de zetinrichting in het werkstuk wordt gezet in een nagenoeg vet- en olievrije werkomgeving en waarbij het werkstuk waarin met de werkstukvoorbereidingsinrichting het gat werd aangebracht, voorafgaand aan het zetten van de steen in het gat met behulp van de zetinrichting, ontvet wordt.

Het werkstuk wordt hierbij bij voorkeur ontvet met behulp van een ontvetmiddel dat sulfaatvrij, fosfaatvrij, nitraatvrij, sodavrij en vrij van chloorhoudende solventen is.

Sulfaten, fosfaten, nitraten, soda en chloorhoudende solventen kunnen namelijk aanleiding geven tot het oxideren van edelmetalen of kunnen vlekken veroorzaken.

Bij voorkeur wordt de steen dan volgens deze werkwijze in het werkstuk gezet met behulp van een inrichtingensamenstel zoals hierboven beschreven, waarbij de genoemde werkstukvoorbereidingsinrichting en zetinrichting deel uitmaken van dit inrichtingensamenstel en waarbij het werkstuk ontvet wordt met behulp van de ontvetinrichting van dit inrichtingensamenstel.

Deze uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de hierna volgende gedetailleerde beschrijving van een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding en de bijhorende werkwijze. De bedoeling van deze beschrijving is uitsluitend verduidelijkende voorbeelden te geven en om verdere voordelen en bijzonderheden van deze uitvoeringsvorm en deze werkwijze aan te duiden, en kan dus niet geïnterpreteerd worden als een beperking van het toepassingsgebied van de uitvinding of van de in de conclusies opgeëiste octrooirechten.

In deze gedetailleerde beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen, waarbij in - figuur 1 een ring in perspectief is aangebracht, waarin openingen werden aangebracht als voorbereiding voor het aanbrengen van gaten in deze ring die corresponderen met diamanten, die in deze gaten gezet moeten worden; - figuur 2 de ring uit figuur 1 in aanzicht is weergegeven; - figuur 3 een ring in doorsnede is weergegeven, waarin openingen werden aangebracht als voorbereiding voor het aanbrengen van gaten in deze ring die corresponderen met diamanten, die in deze gaten gezet moeten worden; - figuur 4 in perspectief een eerste uitvoeringsvorm van een palet is afgebeeld voor het paletiseren van werkstukken; - figuur 5 in perspectief een tweede uitvoeringsvorm van een palet is afgebeeld voor het paletiseren van werkstukken; - figuur 6 een sorteerrraster is afgebeeld voor het sorteren van diamanten in een deel diamanten die voldoen aan vooraf ingestelde waarden en een deel diamanten die niet voldoen aan deze vooraf ingestelde waarden; - figuur 7 een palet met deksel voor het paletiseren van diamanten in perspectief is weergegeven; - figuur 8 het palet uit figuur 7 in perspectief is afgebeeld, samen met een mechanische sleutel (15) voor het openen en/of sluiten van het deksel op dit palet; - figuur 9 een trilvuller voor het stuksgewijs aanvoeren en oriënteren van diamanten in perspectief is weergegeven; - figuur 10 een opneemnaald voor het opnemen en afzetten van diamanten is weergegeven; - figuur 11 de opneemnaald uit figuur 10 is afgebeeld, samen met een deel van een robotwerkstuk waarin deze is opgenomen; - figuur 12 een tansporteenheid voor het verplaatsen van paletten met werkstukken in de zetinrichting in perspectief is afgebeeld; - figuur 13 een magazijn voor het beheren van paletten met diamanten in de zetinrichting in perspectief is weergegeven; - figuur 14 een grijper voor het opnemen en afzetten van werkstukken in perspectief is weergegeven; - figuur 15 een zetelement voor het aanbrengen van een diamant in een gat in een werkstuk in perspectief is weergegeven.

De specifieke uitvoeringsvorm van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding, is een inrichtingensamenstel voor het zetten van diamanten met een ronde slijpvorm in een werkstuk (1), zoals bijvoorbeeld een horloge of een ring (1), of een armband, of een hanger voor een ketting, enz.

Uiteraard kan een dergelijk inrichtingensamenstel eenvoudig aangepast worden om eventueel andere stenen en/of stenen met een andere slijpvorm in werkstukken (1) te plaatsen.

Dit inrichtingensamenstel omvat: een werkstukvoorbereidingsinrichting voor het machinaal vormen van een met de te zetten diamant corresponderend gat in het werkstuk (1), voorzien van twee of meerdere haken voor het gedeeltelijk omklemmen van de steen; - een ontvetinrichting voor het ontvetten van het werkstuk (1 ); een kalibreerinrichting voor het sorteren van diamanten volgens de diameter en enkele hoogteparameters van deze diamanten; een paletiseerinrichting voor het aanbrengen van de diamanten op een palet (5) volgens de diameter en enkele hoogteparameters van deze diamanten; een zetinrichting voor het machinaal zetten van de steen in het gat in het werkstuk (1), waarbij de twee of meerdere haken de steen gedeeltelijk omklemmen.

In deze gedetailleerde beschrijving wordt in verschillende stappen beschreven hoe een diamant met behulp van een inrichtingensamenstel volgens deze uitvinding gezet wordt in een ring (1) als werkstuk (1), waarbij telkens ingegaan wordt op de betreffende onderdelen van het inrichtingensamenstel die de specifieke stappen uitvoeren.

Eerst wordt weergegeven hoe de ring (1) voorbereid wordt, daarna hoe diamanten gekalibreerd en gesorteerd worden, verder hoe deze diamanten per soort gepaletiseerd worden en tenslotte hoe een diamant in deze ring (1) wordt gezet.

Om de ring (1) voor te bereiden, wordt eerst met behulp van een booreenheid van een CNC machine, die deel uitmaakt van de werkstukvoorbereidingsinrichting, een opening (2) in de ring (1) geboord op de locatie waar een gat met haken gevormd moet worden om hierin een diamant te zetten. Deze opening (2) heeft een diepte en een diameter die nagenoeg overeenstemt met het gat. Daarna wordt met behulp van een ffeeseenheid van de CNC machine verder overtollig materiaal weg gefreesd. Tenslotte wordt overblijvend overtollig materiaal met behulp van roterende beitels van de CNC machine weggekapt. De afmetingen van de opening (2) die op deze manier met behulp van de CNC machine wordt gevormd, corresponderen met de afmetingen van de diamant die hierin aangebracht zal worden. Het voorbereiden van het werkstuk gebeurt dan ook op het moment dat reeds bepaald is welke diamant met welke specifieke afmetingen hierin aangebracht zal worden.

Indien meerdere diamanten in de ring (1) dienen gezet te worden, kunnen op een gelijkaardige manier nog verdere openingen (2) in deze ring (1) aangebracht worden met deze CNC machine. Bij voorkeur worden deze openingen (2) tegelijk gevormd, in die zin dat eerst alle openingen (2) voorgeboord worden met behulp van de booreenheid, daarna gefreesd worden met behulp van de freeseenheid en daarna gekapt worden met behulp van de roterende beitels om tot de gewenste gaten te komen waarin de diamanten zullen worden gezet.

In de figuren 1 tot en met 3 is te zien hoe op deze manier verschillende openingen (2) in een ring (1) werden aangebracht met behulp van de booreenheid. De tussenafstand tussen deze openingen (2) kan variëren, maar dient minimaal 0,12 mm tussen elke te zetten diamant in elke richting op het vlak van de ring (1) te bedragen.

Nadat alle gewenste gaten in de ring (1) zijn gevormd met behulp van de CNC machine, wordt de ring (1) daarna naar de ontvetinrichting van het inrichtingensamenstel gebracht.

Uiteraard kan eerst een set ringen (1) of verschillende soorten werkstukken (1) voorbereid worden op de CNC machine, waarna deze set volledig overgebracht wordt naar de ontvetinrichting.

Om een ring (1) van de CNC machine naar de ontvetinrichting te brengen, kan deze ofwel manueel verplaatst worden, ofwel machinaal, ofwel met een combinatie van beide. Het inrichtingensamenstel kan hiertoe bijvoorbeeld voorzien zijn van één of meerdere 4-assige en/of 6-assige robotten om de ring (1) te verplaatsen, een paletiseerinrichting om meerdere ringen (1) op een palet aan te brengen, een transportinrichting met bijvoorbeeld transportbanden om ringen (1) al dan niet op een palet tussen de CNC machine en de ontvetinrichting te verplaatsen, enz.

In de ontvetinrichting wordt de ring (1) in een ontvettend middel ondergedompeld. Dit ontvetmiddel is bij voorkeur sulfaatvrij, fosfaatvrij, nitraatvrij, sodavrij en vrij van chloorhoudende solventen is. Sulfaten, fosfaten, nitraten, soda en chloorhoudende solventen kunnen namelijk aanleiding geven tot het oxideren van edelmetalen of kunnen vlekken veroorzaken. Als dergelijk ontvetmiddel kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van een waterige oplossing bestaande uit specifieke tensieactieve stoffen, geformuleerd om elk type van olie en vet te verwijderen. Deze waterige oplossing kan gebruikt worden met concentraten van micro-organismen in tabletvorm, om het mogelijk te maken oliën en vetten biologisch af te breken. Een constante temperatuur van 37 ° en een permanente toevoer van zuurstof in het bad met ontvettend middel waarin de ring (1) ondergedompeld wordt, zorgen dat het ontvetmiddel in optimale omstandigheden kan gebruikt worden.

Deze ring (1) wordt na het ontvetten bijvoorbeeld samen met andere ringen (1) op een palet (3), zoals bijvoorbeeld afgebeeld in figuur 4 of in figuur 5, die aangepast is aan de vorm en grootte van de werkstukken (1), aangebracht en naar de zetinrichting gebracht. Hiertoe kan de ring (1) opnieuw manueel verplaatst worden, ofwel machinaal, ofwel met een combinatie van beide.

Na ontvetten worden de ringen (1) naar de zetinrichting van het inrichtingensamenstel gebracht. Deze kunnen manueel of machinaal verplaatst worden of via een combinatie van beide. Deze ringen (1) kunnen hiertoe bijvoorbeeld op paletten (3) geladen worden. Dergelijke paletten (3) dienen dan bij voorkeur aangepast te zijn aan het soort werkstuk (1) dat hierop aangebracht wordt, zoals afgebeeld in de figuren 4 en 5. Deze kunnen bijvoorbeeld voorzien zijn tot 60 posities (4), zoals bij het palet (3) uit figuur 4, afhankelijk van de grootte van de werkstukken (1).

Om de diamanten, die een grote verscheidenheid hebben aan stenenafmetingen en stenenparameters, gesorteerd volgens deze afmetingen en parameters in hieraan aangepaste gaten aan te kunnen brengen, worden deze diamanten eerst in groep voorgesorteerd met behulp van de kalibreerinrichting, waarna ze gesorteerd volgens hun afmetingen en parameters op een palet (5), zoals afgebeeld in figuur 8, worden aangebracht.

In de kalibreerinrichting van dit inrichtingensamenstel worden diamanten volgens hun diameter (de diameter van de rondist) en enkele hoogteparameters (vooral de hoogte van de kroon speelt een grote rol bij het machinaal zetten) gesorteerd. De diamanten worden hiertoe per partij of lading aangevoerd door middel van een trilvuller (7), zoals bijvoorbeeld afgebeeld in figuur 9. Dergelijke trilvullers (7) zijn gekend. Met behulp van een ionisator wordt de statische elektriciteit geneutraliseerd, die opgewerkt wordt door de wrijving van de diamanten tijdens de aanvoer. De omgevingvochtigheid wordt op een peil van ongeveer 55% gehouden. Met behulp van deze trilvuller (7) worden de diamanten in een opneemeenheid op hun tafel (bovenvlak) geplaatst.

Vanuit de opneemeenheid worden de diamanten met behulp van een 4-assige robot van de kalibreerinrichting opgenomen, verplaatst naar een meetkamer om deze op te meten en daarna afgezet in een sorteerraster (10). Om de diamanten via hun punt op te nemen omvat de 4-assige robot een opneemnaald (8), zoals bijvoorbeeld afgebeeld in de figuren 10 en 11, die aangepast is afhankelijk van de diameter van een partij of lading stenen. Wanneer deze opneemnaald (8) een diamant opneemt, wordt deze vacuüm gezogen zodat de steen opgenomen kan worden. Om de diamanten niet te beschadigen, is de opneemnaald (8) met behulp van een veer (9) verend voorzien ten opzichte van de robot, zoals afgebeeld in figuur 11, om zo de opnamedruk bij opnemen van een diamant te controleren. Wanneer deze opneemnaald (8) de diamant terug afzet, wordt deze onder perslucht gebracht. De diameter van de opneemnaald (8) kan bijvoorbeeld als volgt gekozen worden afhankelijk van de diameter van een partij diamanten:

De meetkamer van de kalibreerinrichting is voorzien van een intellectuele camera met een microscoopkop, die één of meerdere opnames maakt per diamant ter berekening van de diameter, enkele hoogteparameters van de diamant en de rondist van de diamant. Tegenover de lens van de camera wordt bij voorkeur een gestabiliseerd tegenlicht geplaatst, om een perfecte contour van de steen te bekomen. De vergroting van de steen bij deze opnamen wordt afhankelijk genomen van de grootte van de steen. Om de afmetingen van de steen te bepalen, worden deze relatief ten opzichte van de gekende afmetingen van de opnamenaald bepaald en terug omgezet in mm.

Nadat de afmetingen van een diamant bepaald zijn met behulp van de camera in de meetkamer, worden deze met behulp van de robot door de opneemnaald (8) afgezet in een sorteerraster (10), zoals afgebeeld in de figuur 6. Dit raster (10) is voorzien van 77 posities (11) voor diamanten die voldoen aan vooraf ingestelde waarden voor hun afmetingen en 4 posities (12) voor diamanten die niet voldoen aan deze waarden. Zowel diamanten die een te grote of te kleine diameter hebben volgens de ingestelde waarden, als diamanten die een te grote of te kleine hoogte hebben volgens de ingestelde waarden, als diamanten die een rondist afwijking hebben, als diamanten die niet opmeetbaar zijn, worden op deze 4 posities (12) in het sorteerraster (10) geplaatst. Uiteraard kan een dergelijk sorteerraster (10) voorzien worden van een ander aantal posities (11) voor diamanten die voldoen aan de vooraf ingestelde waarden en posities (12) voor diamanten die niet voldoen aan deze waarden.

Nadat de diamanten op dit sorteerraster (10) zijn aangebracht, wordt dit sorteerraster (10) naar de paletiseerinrichting van het inrichtingensamenstel gebracht. Het sorteerraster (10) kan hiertoe manueel verplaatst worden, of machinaal, of via een combinatie van beide.

De paletiseerinrichting omvat een gelijkaardige trilvuller (7) als de sorteereenheid van het inrichtingensamenstel, met bijhorende ionisator, waarbij de omgevingsvochtigheid opnieuw op ongeveer 55% wordt gehouden. Verder omvat deze paletiseerinrichting eveneens een 4-assige robot met een aan de diameter van de diamanten aangepaste opneemnaald (8) voor het opnemen en verplaatsen van de diamanten in de paletiseerinrichting. Daarnaast omvat deze paletiseerinrichting opnieuw een meetkamer die analoog is opgebouwd als de meetkamer van de sorteereenheid.

De diamanten worden van het sorteerraster (10) genomen en per gesorteerde afmetingen in de trilvuller (7) geladen. Met behulp van de trilvuller (7) worden de diamanten op hun tafel op een opneemeenheid geplaatst. Uit deze opneemeenheid worden de diamanten met behulp van de opneemnaald (8) opgenomen en gepresenteerd in de meetkamer. In de meetkamer wordt nu met behulp van de intellectuele camera de parallelliteit van de tafel van de diamant ten opzichte van de opneemnaald (8) gecontroleerd. Wanneer een verschuiving van meer dan 4% van de diamant ten opzichte van de opneemnaald (8) wordt waargenomen, wordt de diamant opnieuw in de trilvuller (7) afgeworpen. Wanneer een kleinere verschuiving wordt waargenomen, dan wordt de diamant op een palet (5) geplaatst, zoals afgebeeld in de figuren 7 en 8.

Dit palet (5) is voorzien van een raster met 860 of 1320 posities, afhankelijk van de grootte van de diamanten. Deze posities zijn niet zichtbaar op de figuren 7 en 8.

Enkel de zone (13) waar deze posities zich bevinden is afgebeeld. De diamanten worden positie per positie op hun tafel op het palet (5) geladen. Het palet (5) is aan twee zijden voorzien van een slot (14). Wanneer alle stenen op het palet (5) zijn geladen, wordt dit palet (5) gesloten met een deksel (6), zodat geen diamanten verloren kunnen raken of verplaatst kunnen raken bij het verder manipuleren van dit palet (5). Het deksel (6) kan enkel verwijderd worden gebruik makend van een mechanische sleutel (15). Deze sleutel (15) kan beschikbaar zijn als handwerktuig of als robotgereedschap, zoals afgebeeld in figuur 8. Zo kan een dergelijk palet (5) ofwel manueel ofwel machinaal geopend en/of gesloten worden of met behulp van een combinatie van beide.

In de zetinrichting van het inrichtingensamenstel worden zowel één of meerdere ringen (1) aangebracht als één of meerdere diamanten om in de één of meerdere ringen (1) te zetten. De ringen (1) kunnen hierbij op een palet (3) aangebracht worden. De zetinrichting kan dan voorzien zijn van een transporteenheid (16), zoals afgebeeld in figuur 12, met een laadgedeelte (17) en een ontlaadgedeelte (18). In het laadgedeelte (17) worden paletten (5) met werkstukken (1) aangebracht. Telkens wordt hierbij een palet (5) met werkstukken (1) waarin nog één of meerdere diamanten dienen gezet te worden, doorgevoerd van het laadgedeelte (17) naar een opneemzone (19). In deze opneemzone (19) kunnen deze werkstukken (1) opgenomen worden om deze naar een spantang te brengen voor het zetten van één of meerdere diamanten in dit werkstuk (1). Nadat één of meerdere diamanten in het werkstuk (1) zijn gezet, wordt dit terug op het palet (5) in de opneemzone (19) aangebracht. Alle werkstukken (1) op dit palet (5) kunnen zo afgehandeld worden, waarna het palet doorgevoerd wordt van de opneemzone (19) naar het ontlaadgedeelte (18). Via sensoren kan gedetecteerd worden welke werkstukken (1) aangevoerd worden om zo te bepalen welke diamanten in een werkstuk (1) geplaatst moeten worden en welke zetstempel en rondvormstempel hiervoor gebruikt zullen worden. Deze sensoren worden bij voorkeur geplaatst in de opneemzone (19).

De één of meerdere diamanten kunnen zoals beschreven in een gesloten palet (5) aangebracht worden. Verschillende paletten (5) kunnen dan bijvoorbeeld in een magazijn (20), zoals afgebeeld in figuur 13 in de zetinrichting geplaatst worden. Op basis van de detectie van de ringen (1) kan dan het juiste palet (5) uit het magazijn (20) gehaald worden. De configuratie kan zoals afgebeeld in figuur 13 bijvoorbeeld voorzien worden om tot 8 paletten (5) in het magazijn (20) te beheren. Het magazijn (20) is hiertoe voorzien van 8 locaties (21) voor het aanbrengen van paletten (5) met diamanten.

De zetinrichting heeft een geklimatiseerde ruimte met een nagenoeg vet- en olievrije werkomgeving, zodat geen vet of olie op de ringen (1) en/of diamanten terecht kan komen.

De zetinrichting is voorzien van een 6-assige robot met een snel wisselmechanisme, zodat deze zelfde robot voor meerdere functies ingezet kan worden. Zo kan de robot een onthendelsysteem (15) opnemen om het slot (14) van een gesloten palet (5) diamanten te openen. De robot kan het deksel (6) van dit palet (5) opnemen en in een afvoerzone plaatsen. Daarna kan deze robot een opneemnaald (8) opnemen om hiermee de diamanten op te nemen en te verplaatsen binnen de zetinrichting.

De zetinrichting omvat eveneens een intellectuele camera. De robot zal een diamant na opnemen uit een palet (5) eerst aanbieden aan de intellectuele camera die de parallelliteit van de diamant nameet. Indien de diamant een parallelliteit tussen 0 en 3 % heeft, wordt deze afgelegd in een opname-eenheid voor het zetten van deze diamant. Indien de positie meer dan 3% afwijkt van de gewenste positie, dan kan de diamant met behulp van een indexeereenheid van de zetinrichting verdraaid worden. Deze indexeereenheid omvat een PLC gestuurde draaimodule. Afhankelijk van de afwijking en de gewenste positie wordt de diamant de nodige graden verdraaid vooraleer deze in de opname-eenheid aan te brengen om deze in de ring (1) te plaatsen.

De 6- assige robot zal verder met een aangepaste grijper (22), zoals afgebeeld in figuur 14, die aan zijn kop een stuk (22) omvat dat als negatief van het op te nemen werkstuk (1) is uitgevoerd. Deze grijper (22) maakt dan gecombineerd gebruik van vacuümtechnologie en perslucht om een werkstuk (1) op te nemen en af te zetten. Om één of meerdere diamanten in een ring (1) te zetten, kan deze ring (1) met behulp van een dergelijke grijper (22)opgenomen worden en in een aangepaste spantang geplaatst worden.

Daarna zal de 6-assige robot een taster opnemen, waarmee hij het gat in de ring (1) opzoekt waarin de diamant geplaatst moet worden. De taster bepaalt het middelpunt van dit gat, dat doorgegeven wordt aan de besturing van de zetinrichting, om zo de diamant juist in het gat te kunnen positioneren.

Met de 6-assige robot wordt dan een zetstempel genomen die aangepast is aan de vorm van de te plaatsen diamant en de vorm van de haken van het gat waarin deze diamant geplaatst wordt. De diamant wordt vanuit de opname-eenheid via vacuüm opgenomen en met een welbepaalde kracht in het stuk geplaatst. Dit kan uitgevoerd worden met behulp van een zetelement (24) zoals afgebeeld in figuur 15. Dit kan gebeuren onder een hoek van -15 tot 145 graden, waarbij het mogelijk wordt een volledige sfeer te zetten. Eenmaal de diamant geplaatst, wisselt de kop van de robot van positie en zet de diamant vast met behulp van de zetstempel. Zo kunnen opeenvolgend meerdere diamanten in corresponderende gaten gezet worden. Wanneer alle diamanten gezet zijn, neemt de 6-assige robot een rondvormstempel voor het bol zetten van de haken. Alle diamantposities worden overlopen en de robot gaat met de rondvormstempel alle haken mooi bol zetten. Nadat op deze manier de diamanten in de ring (1) voorzien zijn, kan de ring (1) vervangen worden door een nieuwe ring (1) waarin opnieuw diamanten kunnen gezet worden en dit zolang er ringen (1) en diamanten ter beschikking zijn.

Claims (27)

1. Inrichtingensamenstel voor het zetten van minstens één steen, zoals een edelsteen, halfedelsteen of niet-edelsteen in een werkstuk (1), zoals een sierraad of horloge, omvattende: een werkstukvoorbereidingsinrichting voor het machinaal vormen van een met de steen corresponderend gat in het werkstuk (1), voorzien van twee of meerdere haken voor het gedeeltelijk omklemmen van de steen; een zetinrichting voor het machinaal zetten van de steen in het gat in het werkstuk (1), waarbij de twee of meerdere haken de steen gedeeltelijk omklemmen; met het kenmerk dat dit inrichtingensamenstel een ontvetinrichting omvat voor het ontvetten van het werkstuk (2) waarin met de werkstukvoorbereidingsinrichting het gat werd aangebracht, voorafgaand aan het zetten van de steen in het gat in dit werkstuk (2) met behulp van de zetinrichting en dat de zetinrichting een nagenoeg vet- enolievrije werkomgeving omvat.

2. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de nagenoeg vet- en olievrije werkomgeving geklimatiseerd is.

3. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat dit inrichtingensamenstel een kalibreerinrichting omvat voor het sorteren van stenen volgens één of meerdere afmetingen van deze stenen.

4. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 3, met het kenmerk dat dit inrichtingensamenstel een paletiseerinrichting omvat voor het aanbrengen van de stenen op een palet (5) volgens één of meerdere afmetingen van deze stenen nadat deze volgens deze één of meerdere afmetingen gesorteerd werden met behulp van de kalibreerinrichting.

5. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk dat de kalibreerinrichting en/of de paletiseerinrichting een aanvoereenheid (7) omvat voor het stuksgewijs aan voeren van de stenen naar een opneemeenheid.

6. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de aanvoereenheid een trilvuller (7) omvat.

7. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk dat de aanvoereenheid (7) een werkomgeving omvat met een vochtigheid van nagenoeg 55%.

8. Inrichtingensamenstel volgens één van de conclusies 5 tot en met 7, met het kenmerk dat de aanvoereenheid (7) een ionisator omvat voor het neutraliseren van statische elektriciteit.

9. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kalibreerinrichting en/of de paletiseerinrichting en/of de zetinrichting een manipulatie-eenheid omvat voor het opnemen en afzetten van de stenen binnen deze kalibreerinrichting en/of deze paletiseerinrichting en/of deze zetinrichting.

10. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de manipulatie-eenheid een robot omvat met minimum 4 assen.

11. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk dat deze manipulatie-eenheid een opnamenaald (8) omvat, waarmee een steen opgenomen kan worden wanneer de opnamenaald (8) vacuüm wordt getrokken en waarmee een steen afgezet kan worden wanneer een gas in de opnamenaald (8) onder druk wordt gebracht.

12. Inrichtingensamenstel volgens één van de conclusies 3 tot en met 11, met het kenmerk dat de kalibreerinrichting een meeteenheid omvat voor het opmeten van één of meerdere afinetingen van de stenen.

13. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de paletiseerinrichting en/of de zetinrichting een meeteenheid omvat voor het opmeten van de hoekverdraaiing van de steen ten opzichte van zijn gewenste positie.

14. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk dat de meeteenheid een camera omvat met een microscoopkop.

15. Inrichtingensamenstel volgens één van de conclusies 3 tot en met 14, met het kenmerk dat de kalibreerinrichting een sorteereenheid omvat voor het sorteren van stenen in een deel stenen die voldoen aan ingestelde waarden en een deel stenen die niet voldoet aan deze ingestelde waarden.

16. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de zetinrichting een indexeereenheid omvat voor het verplaatsen van de steen in zijn gewenste positie.

17. Inrichtingensamenstel volgens conclusie 16, met het kenmerk dat de indexeereenheid een draaimodule omvat voor het verdraaien van de steen naar zijn gewenste positie.

18. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de zetinrichting een taster omvat voor het bepalen van het center van het gat voor het zetten van de steen.

19. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de zetinrichting een zetstempeleenheid omvat voor het vastzetten van de steen, waarbij de haken de steen gedeeltelijk omsluiten, omvattende een zetstempel overeenkomstig de vorm van de steen en de vorm van de haken.

20. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de zetinrichting een rondvormeenheid omvat voor het bol zetten van de haken.

21. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de werkstukvoorbereidingsinrichting een CNC machine omvat.

22. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de werkstukvoorbereidingsinrichting een booreenheid omvat voor het voorboren van een opening (2) in het werkstuk (1) op de locatie waar het gat gevormd moet worden, waarbij deze opening (2) in diepte en diameter nagenoeg overeenstemt met het gat.

23. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de werkstukvoorbereidingsinrichting een freeseenheid omvat voor het wegfrezen van overtollig materiaal om het gat met de haken minstens gedeeltelijk te vormen.

24. Inrichtingensamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de werstukvoorbereidingsinrichting een beiteleenheid omvat met roterende beitels voor het wegkappen van overtollig materiaal om het gat met de haken minstens gedeeltelijk te vormen.

25. Werkwijze voor het zetten van minstens één steen, zoals een edelsteen, halfedelsteen of niet-edelsteen in een werkstuk (1), zoals een sierraad of horloge, waarbij met behulp van een werkstukvoorbereidingsinrichting machinaal een met de steen corresponderend gat, voorzien van twee of meerdere haken voor het gedeeltelijk omklemmen van de steen, in het werkstuk (1) wordt gevormd en waarbij met behulp van een zetinrichting machinaal de steen in het gat in het werkstuk (1) wordt gezet, waarbij de twee of meerdere haken de steen gedeeltelijk omklemmen, met het kenmerk dat de steen met behulp van de zetinrichting in het werkstuk (1) wordt gezet in een nagenoeg vet- en olievrije werkomgeving en dat het werkstuk (1) waarin met de werkstukvoorbereidingsinrichting het gat werd aangebracht, voorafgaand aan het zetten van de steen in het gat met behulp van de zetinrichting, ontvet wordt.

26. Werkwijze volgens conclusie 25, met het kenmerk dat het werkstuk (1) ontvet wordt met behulp van een ontvetmiddel dat sulfaatvrij, fosfaatvrij, nitraatvrij, sodavrij en vrij van chloorhoudende solventen is.

27. Werkwijze volgens conclusie 25 of 26, met het kenmerk dat de steen in het werkstuk (1) wordt gezet met behulp van een inrichtingensamenstel volgens één van de conclusies 1 tot en met 24, waarbij de genoemde werkstukvoorbereidingsinrichting en zetinrichting deel uitmaken van dit inrichtingensamenstel en waarbij het werkstuk (1) ontvet wordt met behulp van de ontvetinrichting van dit inrichtingensamenstel.