CN100569444C

CN100569444C - 从原石或半成品宝石进行计算机辅助制造抛光宝石的设备和方法

Info

Publication number: CN100569444C
Application number: CNB2006800117343A
Authority: CN
Inventors: 兹维·波拉特
Original assignee: DIALIT Ltd
Current assignee: DIALIT Ltd
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2026-02-13
Also published as: CA2598193C; CN101155665A; WO2006087702A1; IL166977A; AP2240A; ZA200707823B; AP2007004155A0; CA2598193A1

Abstract

一种方法，借助于一种宝石加工系统，该系统适于从原石或半成品宝石(原材料)制造有刻面的宝石，其中该加工系统包括：加工工具，该加工工具适于为该有刻面的宝石提供具有预定三维(3D)坐标的平面刻面(坐标刻面)；和支架，该支架既适于固定该原材料又进一步适于按3D坐标的方式将原材料引导至该加工工具从而提供刻面；该方法包括：计算位于该有刻面的宝石的表面内或表面上的至少一个参照标记(原点)(35)的3D坐标；提供有刻面的宝石的3D坐标模型(坐标模型)，其中刻面的3D坐标参照所述原点(35)确定；以及，以当所述加工工具加工的刻面的3D坐标和坐标模型中提供的对应的刻面的3D坐标相同时各加工步骤终止的方式，按照加工步骤的顺序加工所述刻面。

Description

从原石或半成品宝石进行计算机辅助制造抛光宝石的设备和方法

技术领域

本发明主要涉及用于对原石或半成品宝石进行计算机辅助制造及特殊抛光的方法和设备。

背景技术

由不同的多个步骤、耗时费力的技术来加工宝石原石以得到抛光宝石和抛光半宝石及钻石(以下统称为“宝石”)。加工步骤通常涉及利用一种旋转工具对原石或半成品宝石表面进行可测量的打磨，使得所述制造工艺从原石的外表面向内进行至原石内部的预定位置，在此预定位置雕刻出成品宝石的刻面。

各种加工步骤可以手工、半自动或自动地进行。因此可购到自动抛光系统，例如本申请人的WO/03053632中所确定的机械。该机械提供了宝石相对于旋转抛光轮的竖直位移和角位移的精确组合。

当前，所参照的是位于待加工原石的表面内或其周围的明显位置。原石通过罐(压罐、胶罐、包括螺杆螺母的罐等等，以下统称为“罐”)固定到加工工具的支架(固定的、可移动的或旋转支架，以下统称为“支架”)。将宝石固定至校准支架为待加工宝石提供了二维坐标设备，以下用第一参照标记表示。第二参照为待加工宝石提供了三维坐标设备。由使用者在加工宝石的刻面之前肉眼定位该参照。此外，有时还为初始加工步骤(例如，抛光第一刻面等等)提供起始点。所述特定加工步骤的终止点由第三参照标记提供，其通常是外部点，标记在所述支架或罐的顶部。

手工使用所述三个参照标记是是冗长乏味的，其延缓了加工速度，降低了精确度，因此成本效率低。此外，利用现有的肉眼参照标记技术加工宝石需要多年的经验，其中任何差错都会造成不可估量的经济损失。

计算机辅助制造系统(CAM)中使用的机床是计算机数控机床(CNC)。典型地，CNC经依次地执行一组可编程指令替代任何现存制造过程或与其联合工作，获得改进的自动控制、快速、精密和一致的工件，以及由于可利用不同的可加载CNC程序而得到的灵活性。CNC经常耦联到CAM/CAD(计算机辅助设计)系统，使得设计借助于CAD系统完成，然后由CAM系统处理，CAM系统将该设计转换成CNC可执行的程序。不幸的是，这些CAM、CNC或CAD系统当前都未用于宝石抛光。

通常，如果原材料具有相同品质且同质，则CNC依据同一程序所制造的全部产品示例相同。同质的前提以及同一原材料两个不同的示例之间的自相似性，便利了CNC编程并且因此使制造过程更快速且成本效率更高。

然而钻石原石完全不同质；此外，没有两个不同的原石是相似的。因此，利用自动抛光程序--例如通过预编程CNC--来进行批量制造，很可能导致次优化的制造。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种有用的方法，该方法借助于一种宝石加工系统，所述系统适于从原石或半成品宝石(原材料)制造有刻面的宝石；所述加工系统包括：加工工具，所述加工工具适于为所述有刻面的宝石提供具有预定三维(3D)坐标的平面刻面(坐标刻面)；和支架，所述支架既适于固定所述原材料，又进一步适于按3D坐标的方式将所述原材料引导至所述加工工具从而提供刻面。所述方法包括计算位于所述有刻面的宝石的表面内或表面上的至少一个参照标记(原点)的3D坐标；提供所述有刻面的宝石的3D坐标模型(坐标模型)，其中所述刻面的3D坐标参照所述原点确定；以及，以当所述加工工具加工的刻面的3D坐标和坐标模型中提供的对应的刻面的3D坐标相同时各加工步骤终止的方式，按照加工步骤的顺序加工所述刻面。

在本发明的范围内，前述方法附加地包括提供宝石的初始最优化3D结构的步骤；和/或附加地包括由宝石的初始最优化3D结构计算坐标模型的步骤。

同样在本发明的范围内，前述方法包括借助于2D坐标支架(第一参照标记)为原材料提供2D坐标的步骤；并且还至少提供第二参照标记，其为所述原材料提供可测的3D坐标。第二参照标记可以是所述原点。除了有刻面的宝石的表面内或其上的位置外，还提供原材料内或其上的至少一个明显的位置作为第二参照标记。第二参照标记可以定位在所述支架上、或邻近支架处、或邻近与支架连接的构件处。

同样在本发明的范围内，前述每个加工步骤的终止点参照第三参照标记确定。第三参照标记可以就是所述原点，除了所述有刻面的宝石的表面内或其上的位置外，还提供位于所述原材料内或其上的至少一个明显的位置作为第三参照标记，和/或第三参照标记定位在所述支架上、或邻近支架处、或邻近与支架连接的构件处。

同样在本发明的范围内，前述方法还包括借助于从DIV、TILT和MIC选定的参数计算所述有刻面的宝石的各刻面的3D坐标的步骤，其中所述参数与所述原点的3D坐标有关。坐标刻面能够以若干具有统一参数的组的方式提供，使得所有共用相同TILT和MIC参数并且具有对称相似DIV参数的刻面属于所述具有统一参数的组。该方法除其它步骤外，还可包括加工第一刻面；如果在所述具有统一参数的组中存在另一未加工刻面，则以预定的DIV量移动宝石；和加工该另一未加工刻面。此外，该方法除其它步骤外，还可包括加工刻面步骤；如果所述具有统一参数的组不包含未加工刻面，则以预定的DIV量移动宝石；和加工共用统一参数的下一个刻面或下一组刻面的第一刻面。

同样在本发明的范围内，前述方法附加地包括获得所述有刻面宝石的初始宝石3D设计方案的步骤，所述设计方案是可从原材料获得最大化经济利益结构的有刻面宝石的最优化结构；计算所述原点的3D坐标；参照所述原点的3D坐标计算刻面的3D坐标；通过将所述宝石固定在2D坐标可测的支架上，将宝石置于所述加工系统中；获得至少一个参照标记，使得所述原材料朝其开始点移动；移动所述原材料，使得所述第一刻面朝向加工工具；加工所述刻面；如果所述具有统一参数的组中存在另一未加工刻面，则以预定的DIV量移动宝石；并且加工所述另一未加工刻面；如果所述具有统一参数的组不包含未加工刻面，则以预定的DIV量移动所述宝石；和加工共用统一参数的下一个刻面或下一组刻面的第一刻面，然后获得有刻面的宝石。根据以上所限定方法的任一种都能用一种基于CAM、CNC或CAD的方法来从原材料得到刻面宝石。

本发明的另一目的是提供一种对宝石进行刻面的方法，该方法通过一种适于从原材料制造有刻面的宝石的宝石加工系统；所述加工系统包括：加工工具，所述加工工具适于为所述有刻面的宝石提供坐标刻面；和支架，所述支架既适于固定所述原材料，又进一步适于按3D坐标的方式将所述原材料引导至所述加工工具从而提供刻面。该方法包括下列步骤：为加工系统提供所述有刻面宝石的3D坐标模型，其中所述刻面的3D坐标参照所述原点的3D坐标确定，所述模型包括若干组共用统一参数的刻面；可将原材料朝第二参照标记移动；移动原材料，使得第一刻面或统一参数的第一刻面朝向加工工具；加工所述刻面；如果存在具有统一参数的另一刻面，将宝石朝向具有统一参数的下一个刻面移动；如果不存在这种刻面，将宝石朝向共用其它统一参数的下一组刻面移动；如果不存在另一共用所述统一参数的刻面，将宝石朝向具有其它统一参数的下一个刻面、或朝向不与其它刻面共用统一参数的刻面(单一刻面)、或朝向下一层移动，以获得有刻面的宝石。

本发明还有一个目的是提供一种新颖的宝石加工系统，其适于从原材料制造有刻面的宝石。除其它装置外，该加工系统还包括：加工工具，所述工具适于为所述有刻面的宝石提供具有预定的3D坐标的平面刻面(坐标刻面)；和支架，所述支架既适于移动所述原材料，又进一步适于按3D坐标的方式将原材料引导至所述加工工具从而提供刻面；所述加工系统还包括用来计算定位在所述有刻面宝石的表面内或其上的原点的装置；用来提供坐标模型的装置，其中刻面的3D坐标参照所述原点确定；和，以当所述加工工具加工的刻面的3D坐标和坐标模型中提供的对应刻面的3D坐标相同时各加工步骤终止的方式，按照加工步骤的顺序加工所述刻面的装置。

附图说明

为了理解本发明并且了解其在实践中如何实施，现在将参照附图并通过仅为非限制性的例子来描述若干个实施方式，其中：

图1示意性地表示了根据本发明一个实施方式的自动加工方法，所述自动加工方法由用来加工原石或半成品宝石的基于CNC的系统来加工钻石；

图2示意性地表示了根据本发明另一实施方式的自动加工方法，所述自动加工方法由用来加工原石或半成品宝石的基于CNC的系统来加工钻石；

图3a-3d示意性地表示了根据基于CNC的系统和在此确定的方法进行加工的宝石的例图(在此为圆形钻石)；

图4a-4d示意性地表示了根据基于CNC的系统和在此确定的方法进行加工的宝石的例图(在此为祖母绿钻石)；

图5a-5d示意性地表示了根据基于CNC的系统和在此确定的方法进行加工的宝石的例图(在此为心形钻石)；

图6a-6d示意性地表示了根据基于CNC的系统和在此确定的方法进行加工的宝石的例图(在此为卵形钻石)；和

图7a-7d示意性地表示了根据基于CNC的系统和在此确定的方法进行加工的宝石的例图(在此为梨形钻石)。

具体实施方式

所提供的以下描述与本发明的所有其它部分一样，是为了使本领域技术人员能够利用本发明，并且阐述完成本发明的发明人所构思的最佳模式。然而，因为本发明的基本原理已经具体地确定为提供用于将原石或半成品宝石的加工坐标化为至少一个计算出的内部参照点(即，原点)的方法和设备，所述参照点定位在待由所述加工设备得到的宝石周界内；以及提供用于加工原石或半成品宝石的基于CAM、CNC或CAD的有用工具，因此本领域技术人员明白可进行各种修改。

以下提到的术语“宝石”是指：在加工之前或加工过程中，例如宝石加工阶段，例如接下来的劈钻、锯钻、打腰部、粗磨、切割和/或抛光阶段；或在准备程序如评估要制造的产品的品质和价值之后的任何原石或半成品石、钻石等等。该术语具体指原石，其提供钻石、其它宝石或半宝石。

所加工的宝石由多个刻面组成。这些刻面可以以非限制的方式示意性地分为切平面(顶刻面)、冠部刻面、腰部或腰部刻面、亭部刻面等等。这些刻面，并且通常为冠部刻面，通常设置在一个或多个层内：主层、等分层、三角形层等等。

根据本发明的一个实施方式，其中待加工钻石的3D坐标模型包括几组共用统一的TILT和MIC参数的刻面，例如，其中相似层的两个或多个刻面的TILT和MIC参数是一样的，并且这些所述刻面的DIV参数是对称相似的。这几组参数在下文中将用通用术语“统一参数”表示。以下提供了几组共用统一参数的刻面的例子。

下文中术语“CAM”、“CNC”和“CAD”分别指用于计算机辅助制造系统、计算机数控机床和计算机辅助设计系统中的任何机床。因此术语CAM/CNC/CAD表示基于至少一种所述系统的宝石加工装置。

下文中术语“原点”是指经计算得出的定位在已加工宝石的内部或表面内的参照点，已加工宝石被包封在原石或半成品宝石的容器内。该内部参照点提供了标准点(stand point)，宝石的经计算得出的刻面和表面的所有三维坐标都以该标准点作为参照。与现有技术的情况相反，所述原点可在任何经计算得出的3D空间内得到，并且不一定与其环境不同。所述原点可从宝石的质心、经计算得出的与3D模型的全部或部分刻面垂直的垂线的交点、宝石内的任意位置等中选定。

根据本发明的一个实施方式，其中待加工的刻面由DIV、TILT和MIC参数确定。下文中术语DIV是指一个层内的刻面个数，例如与腰部线相交的平面数量。下文中术语TILT指所述刻面的斜度。每个刻面的定位均参照所述原点确定，因此对于坐标系中所提供的DIV、TILT和MIC来说，所述原点就是参照点。因此术语MIC是指相对宝石的经计算得出的中心--即所述原点--的直线位移。根据该实施方式，MIC参数是将冠部、腰部和亭部宝石部分加工以达到与所述原点相距已知距离的平面内的量度标准(例如，微米量级内)。

根据本发明的一个实施方式，提供一种基于CNC加工原石或半成品宝石的节省成本的方法。除其它步骤外，该方法还包括从下列步骤中选择的步骤：扫描原石或半成品宝石；获得所述扫描过的宝石的多维模型；对所生成的3D模型进行设计，以可从所述宝石获得最大的利益；计算位于定位在所述未加工宝石内部的所述3D模型内部的至少一个原点；提供该未加工宝石的经CAM/CAD确定坐标的3D模型，其中参照所述一个或多个原点计算得出部分或全部刻面(例如切平面刻面、冠部刻面、腰部、亭部刻面等)；以及基于CNC加工所述未加工的宝石，直到获得成品宝石为止。

上述加工设备适用于基于CNC加工宝石，并且所述加工以非限制的方式从劈钻、锯钻、粗磨、打腰部、切割、抛光、刻面或其任意组合中选定。

根据本发明的另一实施方式，其披露了一种新颖的基于CNC/CAM/CAD并用于加工原石或半成品宝石的系统。该系统除其它外还包括选自下述设备的组成部分：用于扫描所述待进行深加工的宝石的设备；用于获得经过扫描的宝石的多维模型的设备；用于设计初始3D模型的设备，其能从所述宝石产生预定结构或可以得到最大经济利益；用于计算位于所述初始3D模型的边界内的至少一个原点参照标记的设备；用于计算3D模型的设备，所述3D模型是相对于至少一个原点确定限定于初始3D模型内的刻面的坐标；计算机辅助制造(CAM)系统；CNC设备，其用于加工所述原石或半成品宝石。

现在参见图1，其示意性地表示了根据本发明一个实施方式加工原石或半成品宝石的计算机辅助方法的流程图。该示例以非限制的方式涉及一种通过自动或半自动抛光机对钻石刻面进行抛光的方法，所述抛光机包括旋转抛光轮、支撑原石的支架和控制器，该控制器被供给相对于定位在所述3D模型内部的经计算得出的原点参照标记而得出的一组其上待抛光刻面的DIV、TILT和MIC参数。根据该示例的加工机器是自动或半自动的。

根据另一实施方式，宝石原石由若干个可购到的宝石测量和数据处理工具之一测量，所述工具提供了宝石的初始最优化3D结构(1)。通过计算设备确定一个或多个点(2)，并且获得经计算得出的3D模型，所述模型包括一组参照所述原点确定所述刻面的坐标(3)。该坐标模型还进一步确定一个刻面相对于其它刻面的相对位置，并且确定共用统一参数的几组刻面。

加工面可包括以超过一个待加工层为特征的参数，所述加工面大致平行于腰部横截面或相对于其倾斜。第一面传统上称作等分面(参见图3的31)，第二层称作主层(32)，并且第三层称作三角形层(33)。也可以有其它层。

在宝石外部也可以定位有其它参照物。参照标记可位于宝石支架的表面上，或在宝石与支架之间。采用两个参照物有多个目的。在加工阶段中这些参照物通常位于扣紧宝石的罐上，和/或位于附接压罐的可移动支架上。此种参照标记可以是：罐边缘或其局部，附接到所述压罐的构件；支座、插孔、下架和/或宝石加工或测量系统的底架；支架的凹槽或振动部分等。这些参照物有时用于表示DIV相关参数和确定经计算得出的宝石的原点的绝对3D位置。

这些参照物所提供的指示，可以以非限制的方式从经计算得出的或确定的设备中选定，比如电(例如导电的)、磁、光学、物理设备或它们的任意组合。

提供这些参照标记是为了坐标化的连续加工步骤，例如加工一个或多个刻面或其一部分的任何尝试，其中刻面相对于其它刻面的3D位置和其方位以对所述原点的参照表示出。

仍参照图1。在得到或计算出宝石包括冠部、腰部和亭部所有刻面的最优化三维设计方案后(1)，计算出原点的3D位置(2)。然后，参照所述原点重新计算出刻面的3D坐标(3)。将待加工的宝石定位至其位置(4)，例如通过将其安装在与有效地扣住宝石的罐相连接的支架上。

支架和/或罐可能以确定固定的宝石的2D坐标的方式，调至零点或进行校准。一个附加参照标记提供了3D坐标。第二参照标记选自：根据本发明如上所述的原点；和/或从本领域公知的外部参照物，所述外部参照物取自固定宝石的支架/罐的未加工宝石内或其上。

因此，根据本发明的一个特定实施方式，将加工系统设计成，使得通过按下Wass按钮一次，罐和/或其支架朝向预定的第二参照标记移动(6a)。通过按下所述Wass按钮两次，宝石移动(6b)，从而其第一刻面(或腰部面)被加工(6c)。

接下来，所述系统确定是否以相同的加工协议，例如共用所述统一的TILT和MIC参数，对至少一个刻面进行深加工。如果存在以统一的加工协议进行加工的另一刻面，将宝石移动(8)至预定的DIV量，使得所述刻面被加工(9)。继续所述循环，直到加工出所有共用统一加工参数的刻面。

前述加工协议的加工可从等分刻面组开始，经主刻面组到三角形刻面组等最后到上层面。但这种次序并不是一成不变的。在一层的刻面加工出来后，对其它层进行类似加工(10)，直到得到成品宝石为止(11)。

以上所示的加工，为加工宝石的基于CAM/CNC/CAD的方法提供了一种新颖设备，其中第二参照标记和第三参照标记位于加工出的宝石内部的经计算得出的原点，并且目前在本领域实践中在未加工的宝石的外部包络面上并没有标示出明显的位置。

根据本发明的另一实施方式，其中由半自动或自动CAM/CNC/CAD加工机床获得成品宝石的方法适于加工宝石，其中所述第二参照标记和第三参照标记的至少一部分位于宝石的支架或压罐上。

图2示意性地说明了此种方法的一个示例。在确定初始3D模型并且计算出其刻面坐标后，将宝石固定在支架上以提供第一2D参照标记。将刻面坐标和统一参数被供给到所述系统(21)。宝石朝向第二参照标记移动(22)。在该示例中，第二参照物由支架或标示出，所述罐扣住宝石或附接宝石的构件。然后移动宝石(23)并且加工第一刻面(24)。所述系统确定是否有其它共用统一参数的未加工刻面(25)。如果存在至少一个这样的刻面，移动宝石(26)至合适的DIV量，以在此加工该刻面(24)。加工出共用统一参数的刻面后，将宝石移至第二层(27a)、第三层(27b)等等，直到所有刻面均被依次加工(28)。该方案用于宝石的亭部、腰部和冠部。

在本发明的范围中，可利用各种和/或多个参照标记。因此，例如，包括四个共用统一TILT参数的刻面的第一等分组以下述方式进行加工：将所述组的TILT参数供给到加工系统，并在此加工第一刻面，直到第二参照标记停止该加工步骤。该第二参照标记可以是固定宝石的成形罐的金属边缘，所述罐在特定点等等关闭电气回路。系统储存所述加工步骤中提供的MIC参数。然后，在以预定的DIV量移动宝石后，使得第二刻面朝向加工工具，TILT参数保持恒定，并且重复MIC参数或直到再次接触成形圆环为止，依此类推，直到加工出所有共用所述统一参数的刻面为止。另一示例是对共用统一参数的刻面的主层(或三角形层)组所进行的加工。这里TILT参数也是已知的。对前述组的第一刻面进行加工，直到系统的操作人员肉眼确定终止点。加工系统储存用过的MIC参数，并且在所有其它的共用所述统一参数的刻面内重复此种加工参数。

根据本发明的另一实施方式，其中通过手动或其它手段--例如自动地通过有线通信或无线方式--将DIV、TILT、MIC和原点供给到加工系统。附加地或替代地，加工系统是作为CNC机床提供的，所述加工系统与CAM设备通信，使得自动地获得、计算、传输并在线恢复至少加工数据的一部分。

现在参照图3a-3d，其表示原石(阴影部分，34a)。通过加工协议从原石(34a)得到具有最大经济价值的宝石(34b)。进一步计算出原点(阴影圆，35)，并且得到其准确的三维坐标。

根据本发明的一个实施方式，其中参照所述原点计算各刻面的3D坐标。因此，刻面的加工不是参照原石(34a)的外部特征，而是参照所述原点(35)。

在此以非限制性的方式提供若干个示例，从而提供几个最小参数和几组共用共同加工层的刻面。在此确定DIV、TILT和MIC参数作为经计算得出的原点的参照。

例子1

如上所述对圆形钻石进行抛光，如图3a-3b。相应的DIV、TILT和MIC参数如下：直径6,000微米，支点Z18000，Y12750微米，切平面(33)57％。下文中，星号表示要供给到加工系统的最小数据(即最小参数)。MIC参数是微米量级的，并且参照经计算得出的原点参照标记(35)。

圆形亭部刻面(31)参数：

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 348.75 41.82 5736 ＊

H2 11.25 41.82 5736 ＝1

H3 33.75 41.82 5736 ＝1

H4 56.25 41.82 5736 ＝1

H5 78.75 41.82 5736 ＝1

H6 101.25 41.82 5736 ＝1

H7 123.75 41.82 5736 ＝1

H8 146.25 41.82 5736 ＝1

H9 168.75 41.82 5736 ＝1

H10 191.25 41.82 5736 ＝1

H11 213.75 41.82 5736 ＝1

H12 236.25 41.82 5736 ＝1

H13 258.75 41.82 5736 ＝1

H14 281.25 41.82 5736 ＝1

H15 303.75 41.82 5736 ＝1

H16 326.25 41.82 5736 ＝1

这里钻石亭部的所有16个等分刻面共用相应的加工协议。

圆形亭部(M)刻面(30)参数：

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 0.00 41.755 777 ＊

M2 45.00 41.755 777 ＝1

M3 90.00 41.755 777 ＝1

M4 135.00 41.755 777 ＝1

M5 180.00 41.755 777 ＝1

M6 225.00 41.755 777 ＝1

M7 270.00 41.755 777 ＝1

M8 315.00 41.755 777 ＝1

这里钻石亭部的所有8个主刻面共用相应的加工协议。

圆形冠部刻面参数：

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 348.75 40.58 5743 ＊

H2 11.25 40.58 5743 ＝1

H3 33.75 40.58 5743 ＝1

H4 56.25 40.58 5743 ＝1

H5 78.75 40.58 5743 ＝1

H6 101.25 40.58 5743 ＝1

H7 123.75 40.58 5743 ＝1

H8 146.25 40.58 5743 ＝1

H9 168.75 40.58 5743 ＝1

H10 191.25 40.58 5743 ＝1

H11 213.75 40.58 5743 ＝1

H12 236.25 40.58 5743 ＝1

H13 258.75 40.58 5743 ＝1

H14 281.25 40.58 5743 ＝1

H15 303.75 40.58 5743 ＝1

H16 326.25 40.58 5743 ＝1

这里钻石冠部的所有16个等分刻面共用相应的加工协议。

圆形冠部(M)刻面参数：

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 0.00 34.50 5645 ＊

M2 45.00 34.50 5645 ＝1

M3 90.00 34.50 5645 ＝1

M4 135.00 34.50 5645 ＝1

M5 180.00 34.50 5645 ＝1

M6 225.00 34.50 5645 ＝1

M7 270.00 34.50 5645 ＝1

M8 315.00 34.50 5645 ＝1

这里钻石冠部的所有8个主刻面共用相应的加工协议。

圆形冠部(S)刻面参数：

刻面 DIV TILT MIC SAME

S1 337.50 34.00 4628 ＊

S2 22.50 34.00 4628 ＝1

S3 67.50 34.00 4628 ＝1

S4 112.50 34.00 4628 ＝1

S5 157.50 34.00 4628 ＝1

S6 202.50 34.00 4628 ＝1

S7 247.50 34.00 4628 ＝1

S8 292.50 34.00 4628 ＝1

这里钻石冠部的所有8个主刻面共用相应的加工协议。

例子2

如上所述对祖母绿钻石进行抛光，如图4a-4d。相应的DIV、TILT和MIC参数如下：Dialit祖母绿明亮型U/W 1.50，Tbl 60％，直径6000微米；支点Z18000，Y12750微米：

祖母绿亭部刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 0.00 50.00 4800 ＊

H2 45.00 47.40 5598 ＊

H3 90.00 50.00 5519 ＊

H4 135.00 47.40 5598 ＝2

H5 180.00 50.00 4800 ＝1

H6 225.00 47.40 5598 ＝2

H7 270.00 50.00 5519 ＝3

H8 315.00 47.40 5598 ＝2

这里钻石亭部的4、6和8号刻面与2号刻面共用相应的加工协议；钻石亭部的5号刻面和1号刻面共用相应的加工协议等。

祖母绿亭部(M)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 0.00 41.00 5404 ＊

M2 45.00 38.42 5948 ＊

M3 90.00 41.00 6020 ＊

M4 135.00 38.42 5948 ＝2

M5 180.00 41.00 5404 ＝1

M6 225.00 38.42 5948 ＝2

M7 270.00 41.00 6020 ＝3

M8 315.00 38.42 5948 ＝2

祖母绿亭部(S)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

S1 0.00 36.00 5591 ＊

S2 45.00 33.54 5995 ＊

S3 90.00 36.00 6143 ＊

S4 135.00 33.54 5995 ＝2

S5 180.00 36.00 5591 ＝1

S6 225.00 33.54 5995 ＝2

S7 270.00 36.00 6143 ＝3

S8 315.00 33.54 5995 ＝2

祖母绿冠部刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 0.00 40.00 5220 ＊

H2 45.00 37.44 5728 ＊

H3 90.00 40.00 5824 ＊

H4 135.00 37.44 5728 ＝2

H5 180.00 40.00 5220 ＝1

H6 225.00 37.44 5728 ＝2

H7 270.00 40.00 5824 ＝3

H8 315.00 37.44 5728 ＝2

祖母绿冠部(M)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 0.00 35.00 5206 ＊

M2 45.00 32.57 5572 ＊

M3 90.00 35.00 5745 ＊

M4 135.00 32.57 5572 ＝2

M5 180.00 35.00 5206 ＝1

M6 225.00 32.57 5572 ＝2

M7 270.00 35.00 5745 ＝3

M8 315.00 32.57 5572 ＝2

祖母绿冠部(S)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

S 10.00 24.00 4607 ＊

S 245.00 22.11 4716 ＊

S 390.00 24.00 4989 ＊

S4 135.00 22.11 4716 ＝2

S5 180.00 24.00 4607 ＝1

S6 225.00 22.11 4716 ＝2

S7 270.00 24.00 4989 ＝3

S8 315.00 22.11 4716 ＝2

例子3

如上所述对心形钻石进行抛光，如图5a-5d。相应的DIV、TILT和MIC参数如下：直径6000微米，切平面65％，U/W 1.05，支点Z18000，Y12750微米。

心形钻石亭部刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 348.87 47.17 4664 ＊

H2 11.13 47.17 4664 ＝1

H3 26.78 43.43 4995 ＊

H4 63.32 39.51 5344 ＊

H5 102.41 41.93 5381 ＊

H6 118.02 43.12 5358 ＊

H7 127.94 43.28 5390 ＊

H8 138.46 42.10 5512 ＊

H9 147.14 40.25 5652 ＊

H10 212.86 40.25 5652 ＝9

H11 221.54 42.10 5512 ＝8

H12 232.06 43.28 5390 ＝7

H13 241.98 43.12 5358 ＝6

H14 257.59 41.93 5381 ＝5

H15 296.68 39.51 5344 ＝4

H16 333.22 43.43 4995 ＝3

心形钻石亭部(M)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 43.24 39.07 5259 ＊

M2 113.36 42.22 5389 ＊

M3 133.20 42.27 5468 ＊

M4 226.80 42.27 5468 ＝3

M5 246.64 42.22 5389 ＝2

M6 316.76 39.07 5259 ＝1

心形钻石冠部刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 358.61 41.46 4790 ＊

H2 1.39 41.46 4790 ＝1

H3 26.78 40.71 5063 ＊

H4 63.32 44.96 5231 ＊

H5 102.41 46.04 5249 ＊

H6 118.02 41.26 5394 ＊

H7 127.94 42.05 5417 ＊

H8 138.46 42.41 5507 ＊

H9 147.14 42.22 5638 ＊

H10 212.86 42.22 5638 ＝9

H11 221.54 42.41 5507 ＝8

H12 232.06 42.05 5417 ＝7

H13 241.98 41.26 5394 ＝6

H14 257.59 46.04 5249 ＝5

H15 296.68 44.96 5231 ＝4

H16 333.22 40.71 5063 ＝3

心形钻石冠部(M)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 0.00 40.49 4805 ＊

M2 43.24 33.12 5134 ＊

M3 113.36 37.70 5403 ＊

M4 133.20 38.21 5482 ＊

M5 180.00 31.29 5615 ＊

M6 226.80 38.21 5482 ＝4

M7 246.64 37.70 5403 ＝3

M8 316.76 33.12 5134 ＝2

心形钻石冠部(S)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

S1 346.80 16.56 3617 ＊

S2 13.20 16.56 3617 ＝1

S3 82.47 13.37 3334 ＊

S4 122.77 22.58 4609 ＊

S5 143.36 22.01 4653 ＊

S6 216.64 22.01 4653 ＝5

S7 237.23 22.58 4609 ＝4

S8 277.53 13.37 3334 ＝3

例子4

如上所述对Dialit卵形钻石进行抛光，如图6a-6d。相应的DIV、TILT和MIC参数如下：Dialit观赏石；直径6000微米，支点Z18000，Y12750微米，切平面60％，U/W 2.20。

卵形钻石亭部刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 353.89 41.18 4884 ＊

H2 6.11 41.18 4884 ＝1

H3 18.33 38.83 4991 ＊

H4 30.55 34.84 5085 ＊

H5 42.78 31.10 5106 ＊

H6 137.22 31.10 5106 ＝5

H7 149.45 34.84 5085 ＝4

H8 161.67 38.83 4991 ＝3

H9 173.89 41.18 4884 ＝1

H10 186.11 41.18 4884 ＝1

H11 198.33 38.83 4991 ＝3

H12 210.55 34.84 5085 ＝4

H13 222.78 31.10 5106 ＝5

H14 317.22 31.10 5106 ＝5

H15 329.45 34.84 5085 ＝4

H16 341.67 38.83 4991 ＝3

卵形钻石亭部(M)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 359.95 40.15 4909 ＊

M2 25.54 35.40 5049 ＊

M3 154.46 35.40 5049 ＝2

M4 179.95 40.15 4909 ＝1

M5 205.54 35.40 5049 ＝2

M6 334.46 35.40 5049 ＝2

卵形钻石冠部刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 353.89 40.58 4856 ＊

H2 6.11 40.58 4856 ＝1

H3 18.33 37.76 4950 ＊

H4 30.55 36.52 5077 ＊

H5 42.78 36.69 5276 ＊

H6 137.22 36.69 5276 ＝5

H7 149.45 36.52 5077 ＝4

H8 161.67 37.76 4950 ＝3

H9 173.89 40.58 4856 ＝1

H10 186.11 40.58 4856 ＝1

H11 198.33 37.76 4950 ＝3

H12 210.55 36.52 5077 ＝4

H13 222.78 36.69 5276 ＝5

H14 317.22 36.69 5276 ＝5

H15 329.45 36.52 5077 ＝4

H16 341.67 37.76 4950 ＝3

卵形钻石冠部(M)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 0.00 35.00 4852 ＊

M2 24.44 30.85 4823 ＊

M3 90.00 17.66 3942 ＊

M4 155.56 30.85 4823 ＝2

M5 180.00 35.00 4852 ＝1

M6 204.44 30.85 4823 ＝2

M7 270.00 17.66 3942 ＝3

M8 335.56 30.85 4823 ＝2

卵形钻石冠部(S)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

S1 347.78 21.72 4107 ＊

S2 12.22 21.72 4107 ＝1

S3 36.67 14.76 3314 ＊

S4 143.33 14.76 3314 ＝3

S5 167.78 21.72 4107 ＝1

S6 192.22 21.72 4107 ＝1

S7 216.67 14.76 3314 ＝3

S8 323.33 14.76 3314 ＝3

例子5

如上所述对梨形钻石进行抛光，如图7a-7d。相应的DIV、TILT和MIC参数如下：Dialit梨形明亮型U/W 1.60，切平面60％，直径6000微米，支点Z18000，Y12750微米。

梨形钻石亭部刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 348.75 41.57 4872 ＊

H2 11.25 41.57 4872 ＝1

H3 33.75 41.57 4872 ＝1

H4 56.25 41.57 4872 ＝1

H5 78.75 41.57 4872 ＝1

H6 96.11 41.18 4894 ＊

H7 108.33 38.83 5001 ＊

H8 120.55 34.85 5095 ＊

H9 132.78 31.07 5116 ＊

H10 227.22 31.07 5116 ＝9

H11 239.45 34.85 5095 ＝8

H12 251.67 38.83 5001 ＝7

H13 263.89 41.18 4894 ＝6

H14 281.25 41.57 4872 ＝1

H15 303.75 41.57 4872 ＝1

H16 326.25 41.57 4872 ＝1

梨形钻石亭部(M)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 0.00 40.20 4918 ＊

M2 45.00 40.20 4918 ＝1

M3 90.00 40.20 4918 ＝1

M4 115.57 35.43 5060 ＊

M5 244.43 35.43 5060 ＝4

M6 270.00 40.20 4918 ＝1

M7 315.00 40.20 4918 ＝1

梨形钻石冠部刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

H1 348.75 42.34 4811 ＊

H2 11.25 42.34 4811 ＝1

H3 33.75 42.34 4811 ＝1

H4 56.25 42.34 4811 ＝1

H5 78.75 42.34 4811 ＝1

H6 96.11 40.58 4865 ＊

H7 108.33 37.76 4959 ＊

H8 120.55 36.52 5087 ＊

H9 132.78 36.69 5288 ＊

H10 227.22 36.69 5288 ＝9

H11 239.45 36.52 5087 ＝8

H12 251.67 37.76 4959 ＝7

H13 263.89 40.58 4865 ＝6

H14 281.25 42.34 4811 ＝1

H15 303.75 42.34 4811 ＝1

H16 326.25 42.34 4811 ＝1

梨形钻石冠部(M)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

M1 0.00 35.00 4860 ＊

M2 45.00 35.00 4860 ＝1

M3 90.00 35.00 4860 ＝1

M4 114.44 30.85 4832 ＊

M5 180.00 17.66 3952 ＊

M6 245.56 30.85 4832 ＝4

M7 270.00 35.00 4860 ＝1

M8 315.00 35.00 4860 ＝1

梨形钻石冠部(S)刻面

刻面 DIV TILT MIC SAME

S1 337.50 20.75 3997 ＊

S2 22.50 20.75 3997 ＝1

S3 67.50 20.75 3997 ＝1

S4 102.22 21.72 4113 ＊

S5 126.67 14.76 3320 ＊

S6 233.33 14.76 3320 ＝5

S7 257.78 21.72 4113 ＝4

S8 292.50 20.75 3997 ＝1

Claims

1.一种适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，借助于一种适于从原材料制造有刻面的宝石的宝石加工系统，所述原材料为原石或半成品宝石，其中所述加工系统包括：加工工具，所述加工工具适于为所述有刻面的宝石提供具有预定3D坐标的平面刻面，所述具有预定3D坐标的平面刻面为坐标刻面；和支架，所述支架既适于固定所述原材料又进一步适于按3D坐标的方式将所述原材料引导至所述加工工具从而提供刻面；

所述方法包括：计算位于所述有刻面的宝石的表面内或表面上的至少一个参照标记的3D坐标，所述参照标记为原点；提供所述有刻面的宝石的3D坐标模型，其中所述刻面的3D坐标参照所述原点确定；以及，以当所述加工工具加工的刻面的3D坐标和坐标模型中提供的对应的刻面的3D坐标相同时各加工步骤终止的方式，按照加工步骤的顺序加工所述刻面。

2.如权利要求1所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中所述有刻面的宝石为钻石。

3.如权利要求1所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中所述加工包括选自宝石的劈钻、锯钻、打腰部、粗磨、切割、抛光或其任意组合的宝石制造活动。

4.如权利要求1所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，还包括提供所述宝石的初始最优化3D结构。

5.如权利要求4所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，还包括由所述宝石的初始最优化3D结构计算坐标模型。

6.如权利要求1所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，包括借助于2D坐标支架为所述原材料提供2D坐标，所述2D坐标支架为第一参照标记；并且还至少提供第二参照标记，其为原材料提供可测的3D坐标。

7.如权利要求6所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中第二参照标记是所述原点。

8.如权利要求6所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中除了所述有刻面的宝石的表面内或其上的位置外，还提供所述原材料内或其上的至少一个明显的位置作为第二参照标记。

9.如权利要求6所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中所述第二参照标记定位在所述支架上、或邻近支架处、或邻近与支架连接的构件处。

10.如权利要求6所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中除了所述有刻面的宝石的表面内或其上的位置外，还提供所述原材料内或其上的至少一个明显的位置作为第三参照标记。

11.如权利要求10所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中所述第三参照标记为原点。

12.如权利要求10所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中所述第三参照标记定位在所述支架上、或邻近支架处、或邻近与支架连接的构件处。

13.如权利要求10至12中任一项所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中参照第三参照标记确定每个加工步骤的终止点。

14.如权利要求1所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，包括借助于选自DIV、TILT和MIC的参数计算所述有刻面的宝石的各刻面的3D坐标，其中所述参数与所述原点的3D坐标有关，DIV是指一个层内的刻面个数，TILT是指刻面的斜度，而MIC是指相对所述原点的直线位移。

15.如权利要求14所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中坐标刻面以具有统一参数的组的方式提供，使得所有共用TILT和MIC参数并且具有对称相似的DIV参数的刻面属于所述具有统一参数的组。

16.如权利要求15所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，包括加工第一刻面；如果在所述具有统一参数的组中存在另一未加工刻面，则以预定的DIV量移动所述宝石；和加工所述另一未加工刻面。

17.如权利要求15所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，包括加工刻面；如果所述具有统一参数的组不包含未加工刻面，则以预定的DIV量移动宝石；和加工共用统一参数的下一个刻面或下一组刻面的第一刻面。

18.如权利要求1所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，包括：获得所述有刻面宝石的初始宝石3D设计方案，所述设计方案是可从所述原材料获得最大化经济利益结构的有刻面宝石的最优化结构；计算所述原点的3D坐标；参照所述原点的3D坐标计算刻面的3D坐标；通过将所述宝石固定在2D坐标可测的支架上，将宝石置于所述加工系统中；获得至少一个参照标记，使得所述原材料朝向其开始点移动；移动所述原材料，使得所述第一刻面朝向所述加工工具；加工所述刻面；如果所述具有统一参数的组中存在另一未加工刻面，则以预定的DIV量移动宝石，DIV是指一个层内的刻面个数；并且加工所述另一未加工刻面；如果所述具有统一参数的组不包含未加工刻面，则以预定的DIV量移动所述宝石；和加工共用统一参数的下一个刻面或下一组刻面的第一刻面，然后获得有刻面的宝石。

19.一种适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，借助于一种适于从原材料制造有刻面的宝石的宝石加工系统；所述加工系统包括：加工工具，所述加工工具适于为所述有刻面的宝石提供坐标刻面，和支架，所述支架既适于固定所述原材料又进一步适于按3D坐标的方式将所述原材料引导至所述加工工具从而提供刻面；该方法包括：为加工系统提供所述有刻面宝石的3D坐标模型，其中所述刻面的3D坐标参照所述原点的3D坐标确定，所述模型包括共用统一参数的刻面组；将所述原材料朝向第二参照标记移动；移动所述原材料，使得第一刻面或具有统一参数的第一刻面朝向所述加工工具；加工所述刻面；如果存在具有统一参数的另一刻面，将宝石朝向具有统一参数的下一个刻面移动；如果不存在这种刻面，将所述宝石朝向共用其它统一参数的下一组刻面移动；如果不存在另一共用所述统一参数的刻面，将宝石朝向具有其它统一参数的下一个刻面、或朝向不与其它刻面共用统一参数的刻面、或朝向下一层移动，以获得有刻面的宝石。

20.如权利要求19所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的方法，其中所述有刻面的宝石为钻石。

21.一种适于从原材料制造有刻面的宝石的加工系统，所述加工系统包括：加工工具，所述加工工具适于为所述有刻面的宝石提供具有预定3D坐标的平面刻面，所述具有预定3D坐标的平面刻面为坐标刻面；和支架，所述支架既适于固定所述原材料又进一步适于按3D坐标的方式将所述原材料引导至所述加工工具从而提供刻面；所述加工系统还包括：用于计算定位在所述有刻面宝石的表面内或其上的原点的设备；用于提供坐标模型的设备，其中所述刻面的3D坐标参照所述原点确定；以及，以当所述加工工具加工的刻面的3D坐标和坐标模型中提供的对应的刻面的3D坐标相同时各加工步骤终止的方式按照加工步骤的顺序加工所述刻面的设备。

22.如权利要求21所述的适于从原材料制造有刻面的宝石的加工系统，其中所述有刻面的宝石为钻石。