CN103987490A - 宝石加工 - Google Patents

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Abstract

此处描述了一种宝石加工机械的变址单元(100)和一种用于加工宝石(105)的方法。在实施方式中，宝石加工机械的变址单元(100)包括具有多个轴向延伸孔(200)的基板(115)。基板(115)被安装于安装轴，且安装轴联接于驱动基板(115)用的变址机械(130)。此外变址单元(100)包括多个保持件(120)。保持件(120)被布置于基板(115)的多个轴向延伸孔(200)中的每个中，每个保持件(120)被构造成保持待在宝石加工机械上加工的宝石(105)。

Description

宝石加工
技术领域
总体上，此处描述的主题涉及宝石加工，特别但不排他地涉及宝石加工机械的变址单元。
背景技术
典型地，原石-即以其天然状态被发现的宝石具有高度不规则的几何形状且包括许多杂质。为获得成品宝石，对原石的加工中涉及一系列的步骤。加工中涉及的主要步骤可包括设计、劈切或锯割、打磨、抛光和最终检测。通常，在进行宝石的实际加工之前所进行的设计工序期间，获得原石的一个或多个三维轮廓。此外，例如基于顾客的喜好，从各种轮廓之中为待从原石切割的成品宝石选择一种形状。一旦定下宝石的形状，就可以进一步完成对宝石的上述操作。
在宝石加工领域，特别是在宝石的货币价值依赖于其尺寸和净度的诸如钻石等贵重宝石的情况下，根据选择的形状对宝石进行精确加工是重要的。为了实现对钻石的精确加工，在切割操作之前在钻石的表面上形成预定标记，并根据该标记进行宝石的实际加工。
随着最近技术的发展，诸如计算机数字控制(CNC)机械等各种自动化机械被用于加工和完成原石。在该机械中，宝石的三维轮廓可以以预定轮廓的形式获得，或者自动化机械可以创造轮廓。一旦获得轮廓，该机械可以选择成品宝石的形状中的一种或者允许用户为宝石确定最终形状。一旦选择了轮廓。该机械对宝石进行不同的操作。这种机械通常被构造成一次加工一个宝石。一旦完成一个宝石的加工，卸下该宝石且将另一个宝石安装于机械上以进行加工。
发明内容
该总结用来介绍有关宝石加工机械的变址单元和用于加工宝石的方法的概念，以下在具体说明中进一步描述这些概念。该总结并不意在确定要求保护的主题的实质特征，也不意在用于确定或限制要求保护的主题的范围。
在一个实施方式中，宝石加工机械的变址单元包括基板，该基板具有多个轴向延伸孔。基板安装于安装轴，且安装轴联接于变址机械以驱动基板。此外，变址单元包括多个保持件。保持件被布置于基板的多个轴向延伸孔中的每个轴向延伸孔中，且每个保持件被构造成对宝石进行保持以便在宝石加工机械上对宝石进行加工。
附图说明
参照附图进行详细的描述。全部附图中使用相同数字表示相似的特征和组件。根据本主题的方法的一些实施方式仅通过示例的方式并参照附图描述，其中：
图1示出了根据本主题的实施方式的宝石加工机械的变址单元的立体图。
图2示出了根据本主题的实施方式的变址单元的截面示意图。
图3示出了根据本主题的实施方式的变址单元的顶视图。
具体实施方式
传统上，在自动化机械上实现宝石的加工，作为宝石加工的一部分，在该自动化机械上进行各种步骤。例如，这些步骤可以包括锯割、打磨(bruting)和抛光。这种传统的机械通常被构造成一次加工一个宝石。一旦完成一个宝石的加工，卸下该宝石并且将另一个宝石安装于机械上以进行加工。然而，利用这种机械，宝石加工的工序费时且会延迟流水线中其它宝石的加工，由此导致中断时间增加且生产率下降。为了提高加工宝石的生产率，必须安装多个宝石加工机械，这些宝石加工机械可包括各种标记、锯割或打磨机械。然而，在这种情况下，加工宝石的基础成本和操作成本大大增加，特别是对于小型和中型企业来说，可能不经济且负担不起。
本主题描述了用于宝石加工机械的变址单元(indexing unit)和用于加工宝石的方法。根据本主题的变址单元有利于安装多个宝石，用于在宝石加工机械上加工。因此，一旦加工过一个宝石，则已经安装于变址单元的另一个宝石随后被定位以进行加工，而将已加工的宝石从加工系统移开并卸下。
根据本主题的实施方式，宝石加工机械的变址单元包括安装并固定于安装轴的基板。在一个实施方式中，基板可以形成为单个的一体件，而在另外的实施方式中，基板可以由多个堆叠在一起的板形成。在后者的实施方式中，各个板可由不同的材料形成以成本有效。例如，基板的最外端的板可由坚固且良好加工的材料形成，而堆叠在该两个板之间的板可由较差材料形成。因此，大大降低了宝石加工机械的成本。
根据所述实施方式，基板可设置有形成于基板的轴面的多个轴向延伸孔，从而轴向延伸孔大致平行于基板的中央纵轴线。此外，在每个轴向延伸孔中可布置用于在宝石加工期间保持宝石的保持件。保持件可被形成为例如轴等纵向构件，该纵向构件可通过间隙配合插入基板的轴向延伸孔中，从而使得保持件能够在布置于轴向延伸孔中的状态下移动。
此外，根据本主题的一个方面，安装轴能够联接于变址机械以驱动基板，其中基板安装在安装轴上。可以以转动运动或者平移运动或者两者组合的方式实现基板的驱动。变址机械可以被构造成对基板进行变位，以允许将已加工的宝石从加工单元移开，且允许对已经安装于随后的保持件的宝石进行定位以便进行加工。在示例中，变址机械可以是步进马达、直流马达和交流马达中的一种。
此外，保持件可以联接于驱动机械以对各自的轴向延伸孔中的保持件提供驱动。驱动机械可被构造成向布置于各自的轴向延伸孔中的保持件提供转动运动或平移运动或者两种运动的组合。在一个实施方式中，布置于轴向延伸孔中的所有保持件可联接于单个驱动机械，而在另一个实施方式中，每个保持件可设置有单独的驱动机械以分别控制保持件的运动。在一个示例中，驱动机械是步进马达、直流马达和交流马达中的一种。
此外，根据本主题的一个方面，保持件可通过操作构件联接于驱动机械。操作构件可用于从驱动机械向保持件传递运动，也可以根据需要在保持件的运动期间提供扭矩或速度倍增。在一个示例中，操作构件可包括齿轮箱、链传动、带传动和夹送辊系统中的一种。应当理解，在设置单独的驱动机械的情况下，能够以与上述相同的方式为每个保持件分别设置操作构件；否则，变址单元可包括单个操作构件。
根据实施方式，共计六个轴向延伸孔设置于基板中以支撑六个保持件。此外，在宝石加工机械的操作期间，可在六个保持件中的每个上安装不同的宝石以进行加工。一个宝石被加工之后，基板可被转动，从而将其他宝石变位至加工位置。在宝石正在被加工时，之前加工的宝石可从保持件卸下且利用另一个宝石替换。因此，实质上消除了多宝石加工的中断时间，由此提高了宝石加工机械的生产率。
此外，对于宝石的差异性加工，可以利用宝石加工机械的相同的加工单元，而根据需要的切割和加工来对不同标记的宝石进行驱动。可以理解，可通过驱动机械对保持件的驱动或者通过变址机械对基板的驱动来执行驱动。此外，根据一个方面，上述的在宝石加工机械上加工宝石的方法还作为本主题的一部分包括于此。
将结合以下附图更详细地描述本主题的这些以及其他优点。应当理解，描述和附图仅示出了本主题的原理。
图1示出了宝石加工机械(图1中未示出)的变址单元100的立体图。根据本主题的变址单元100有利于安装多个宝石105-1、105-2、105-3、105-4、105-5和105-6(以下统称为宝石105)，用于在宝石加工机械上进行加工。因此，一旦加工过一个宝石105，已经安装于变址单元的另一个宝石105随后被定位以进行加工，同时将已加工的宝石105从加工系统移开并卸下。因此，在宝石加工机械中使用变址单元100减小了宝石加工机械中安装和卸下宝石105所需要的中断时间。
在一个实施方式中，变址单元100可作为在宝石加工机械中一起安装和转动多个宝石105的机械。在一个实施方式中，变址单元100例如可被用于激光设计机械、激光锯割机械或激光打磨机械，以加工多个宝石。
如图1所示，变址单元100包括基板115。在一个实施方式中，基板115可由多个堆叠在一起的板形成。在一个示例中，共计四个圆板110-1、110-2、110-3和110-4可被堆叠在一起以形成变址单元100的基板115。为了本说明书的目的，以下，板110-1、110-2、110-3和110-4统称为板110。根据实施方式，各个板110可由不同的材料形成以成本有效。例如，基板115的最外端处的板110-1和110-4可由坚固且良好加工的材料形成，而堆叠在该两个板110-1和110-4之间的板110-2和110-3可由较差的材料形成。因此，大大降低了宝石加工机械的成本。然而，在另外的实施方式中，基板115可被形成为由单一材料形成的单个一体件。
此外，在实施方式中，基板115在轴面上设置有多个轴向延伸孔(未在图1中示出)，以容纳保持件120-1、120-2、120-3、120-4、120-5和120-6(统称为保持件120)。然而，将被理解的是，基于宝石加工机械上基板115的安装和构造，轴向延伸孔的构造和位置可相应地改变。例如，在基板115以轴线大致与地面平行的方式被安装，且宝石加工机械被设置成在相对地面的竖向上加工时，则孔可被设置于基板115的径向面上。
在实施方式中，每个保持件120可由诸如轴等纵向构件形成，且设置有保持宝石105的夹具。因此，如图所示，保持件120在其顶端设置有用于保持宝石105的夹具127-1、127-2、127-3、127-4、127-5和127-6。然而，在其他情况下，保持件120可设置有用于保持宝石105的底座或其他合适的保持机械。
根据实施方式，基板115安装于安装轴125且能够在安装于安装轴125的情况下运动。为了允许基板115运动，基板115可被固定安装于安装轴125。在所述实施方式中，基板115可在中心孔129处安装于安装轴125，从而在基板115和安装轴125之间实现过盈配合或压配合。然而在其他实施方式中，基板115可以以基板115和安装轴125之间的连接被形成为间隙配合的方式安装。
进一步对基板115提供运动，安装轴125可联接于变址机械130。安装轴125可通过变址机械130驱动。变址机械130可进而向基板115传递运动。在示例中，本主题的变址机械130可以为步进马达、交流马达或直流马达。变址机械130的目标是将宝石105变位到用于加工宝石105的加工位置。在另一个示例中，变址机械130可设置有就基板115而言的归位基准，变址机械130能够基于该归位基准实现对宝石105的变位，从而定位待加工的宝石105。
在示例中，基板115可被构造成能够倾斜、关于其轴线转动运动以及平移运动。利用变址机械130，基板115能够在加工机械加工宝石的操作期间参照加工机械的加工单元提供宝石的变位。加工一个宝石105之后，基板115可被变位并转动，从而其他宝石105可处于加工位置。在另一个宝石105正在被加工时，先前加工的宝石105可从保持件120卸下并由另一个宝石105替代。
图2示出了根据本主题的一个实施方式的变址单元100的截面示意图。如之前所述，基板115包括多个轴向延伸孔200-1、200-2、200-3和200-4(统称为轴向延伸孔200)，以容纳保持件120。在示例中，轴向延伸孔200可以是盲孔，而在另一个示例中，轴向延伸孔200可以是通孔。
在一个实施方式中，保持件120以保持件120能够在轴向延伸孔200中转动和平移运动的方式被布置于轴向延伸孔200中。在示例中，为了允许保持件120在轴向延伸孔200中运动，保持件120可利用诸如滚柱轴承等轴承(图2中未示出)支撑于轴向延伸孔200中。
此外，根据实施方式，保持件120可联接于驱动机械202。驱动机械202可被构造成向保持件120提供转动、平移和组合运动。在一个实施方式中，布置于轴向延伸孔200中的所有的保持件120可被联接于单个驱动机械202。在另一个实施方式中，每个保持件120可被设置有单独的驱动机械202以分别控制保持件的运动。在一个示例中，驱动机械202可以为步进马达、直流马达或交流马达。
此外，根据所述实施方式，驱动机械202通过操作构件204联接于保持件120。操作构件204可用于从驱动机械202向保持件120传递运动，也根据需要在保持件120的运动期间提供扭矩或速度倍增。在示例中，操作构件204可包括齿轮箱、链传动、带传动和夹送辊系统的中的一种。应当理解，在设置单独的驱动机械202的情况下，能够以与上述相同的方式为每个保持件120分别提供操作构件204。另一种情况下，可在变址单元100中设置单个操作构件204。
因此，驱动机械202和操作构件204允许保持件120在宝石加工机械加工宝石的操作期间运动。保持件120可设置有诸如倾斜、转动和平移运动等各种类型的运动，从而以需要的形状切割和加工宝石。
图3示出了根据本主题的一个实施方式的变址单元100的基板115的顶视图。如此处所示，本主题的基板115具有用于安装于安装轴125的中心孔129。此外，还可以看到基板115的轴面上的轴向延伸孔200。在示例中，基板115可包括六个轴向延伸孔200以容纳六个保持件120。可以看出，在本实施方式中，轴向延伸孔200周向彼此等距地设置，并且距离中心纵轴也等距。然而，在其他实施方式中，可实现轴向延伸孔200的其他构造。
本主题的变址单元100有利于以减小安装和卸下宝石105所需的中断时间的方式加工各种宝石105。此外，使用多个保持件120提高了宝石加工机械的生产率。在示例中，本主题的变址机械100可使用于诸如计算机数字控制(CNC)机械等计算机辅助宝石加工机械。在这种情况下，每个保持件120可由包编号识别。与用于识别保持件120以及安装于该保持件120的宝石的相关加工的各个保持件120的包编号有关的细节可以以条形码的形式引入中心服务器(图中未示出)中。在示例中，中心服务器可联接于变址单元100或宝石加工机械的计算机控制模块。
此外，根据本主题的一个方面，描述了用于在宝石加工机械上加工宝石105的方法。根据该方法，宝石105被安装于多个保持件120中的一个保持件120，保持件120被布置于基板115中的轴向延伸孔200中。为了加工宝石105，基板115由变址机械130驱动且保持件120由驱动机械202驱动。此外，安装于保持件120的宝石105通过驱动基板115和保持件120利用例如锯割或劈切、打磨、抛光以及最终检测等各种加工步骤加工。然而，还应当理解，在加工期间，基板115和保持件120中的一个可保持静止，而对另一个进行驱动。
根据一个方面，在一个宝石105正在被加工时，另一个宝石105被安装于随后的保持件120。一旦完成第一个宝石105的加工，基板115利用变址机械130被变位以将另一保持件120定位，用于加工随后的宝石105。应当理解，当基板115被变位时，已加工的宝石被定位成远离宝石加工机械的加工单元，且可以被卸下。随后，其他宝石可以以与上述相同的方式在宝石加工机械上被加工。
尽管已参照本主题的特定实施方式相当详细地描述了本主题，但是其他实施方式也是可能的。这样，所附的权利要求不受此处说明的实施方式的说明的限制。

Claims (10)

1.一种宝石加工机械的变址单元(100)，所述变址单元(100)包括：
具有多个轴向延伸孔(200)的基板(115)，所述基板(115)被安装于安装轴(125)；
用于驱动所述基板(115)的联接于所述安装轴(125)的变址机械(130)；和
多个保持件(120)，其中保持件(120)被布置于所述基板(115)的所述多个轴向延伸孔(200)中的各轴向延伸孔中，所述多个保持件(120)中的每个被构造成保持待在所述宝石加工机械上加工的宝石(105)。
2.根据权利要求1所述的变址单元(100)，其特征在于，所述多个保持件(120)被联接于驱动机械(202)，所述驱动机械(202)用于提供各个轴向延伸孔(200)中的所述多个保持件(120)中的每个的驱动。
3.根据权利要求2所述的变址单元(100)，其特征在于，所述多个保持件(120)通过操作构件(204)联接于所述驱动机械(202)，所述操作构件(204)为齿轮箱、链传动、带传动和夹送辊系统中的一种。
4.根据权利要求2所述的变址单元(100)，其特征在于，所述驱动机械(202)是步进马达、直流马达和交流马达中的一种。
5.根据权利要求2所述的变址单元(100)，其特征在于，所述驱动机械(202)被构造成向所述多个保持件(120)提供转动运动和平移运动中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的变址单元(100)，其特征在于，所述基板(115)由多个堆叠的板(110-1、110-2、110-3和110-4)形成。
7.根据权利要求1所述的变址单元(100)，其特征在于，所述变址机械(130)是步进马达、直流马达和交流马达中的一种。
8.一种用于在宝石加工机械上加工宝石(105)的方法，所述方法包括：
在多个保持件(120)中的一个保持件上安装宝石(105)，所述多个保持件布置于基板(115)中，所述多个保持件(120)中的每个被布置于形成于所述基板(115)的水平面的轴向延伸孔(200)中，其中所述基板(115)被联接于用于驱动的变址机械(130)，所述多个保持件(120)被联接于用于驱动的驱动机械(202)；
加工安装于所述多个保持件(120)中的一个上的所述宝石(105)，通过对所述多个保持件(120)中的所述一个和/或所述基板(115)进行驱动来实现所述加工，其中在所述加工期间另一个宝石(105)被安装于所述多个保持件(120)中的另一个保持件(120)；
对所述基板(115)进行变位以定位所述另一个保持件(120)，用于加工所述另一个宝石(105)，其中在所述变位期间从所述保持架(120)卸下已加工的宝石(105)；以及
加工所述另一个宝石(105)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述变位包括通过所述变址机械(130)驱动所述基板(115)。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加工包括以定向运动和平移运动中的至少一种的方式驱动所述基板(115)和所述保持件(120)。
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