FR2708489A1 - Method and machine for automatic sorting of precious stones, or other similar objects, according to dimensional criteria. - Google Patents
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Abstract
Dans le dispositif la ou les pierres, mises en position convenable et séparées les unes des autres par des dispositifs appropriés (3, 4), sont introduites dans un tube transparent (5), animé d'un mouvement vibratoire pour les faire défiler entre l'émetteur et le récepteur d'au moins un dispositif de mesure micrométrique laser (11, 12) qui communique les résultats de la mesure à un automate programmable qui les compare à ceux d'un étalon et qui actionne un dispositif mécanique (14) de triage automatique des pierres selon le résultat et qui initialise à nouveau le cycle de mesure.In the device or stones, placed in a suitable position and separated from each other by suitable devices (3, 4), are introduced into a transparent tube (5), driven by a vibratory movement to make them scroll between the 'emitter and receiver of at least one micrometric laser measuring device (11, 12) which communicates the results of the measurement to a programmable controller which compares them with those of a standard and which actuates a mechanical device (14) of automatic sorting of stones according to the result and which again initiates the measuring cycle.
Description
La présente invention concerne un procédé pour le triage automatique deThe present invention relates to a method for the automatic sorting of
pierres précieuses, ou de petites pièces analogues, ainsi que la machine permettant precious stones, or similar small parts, as well as the machine allowing
d'effectuer cette opération.perform this operation.
Avant leur sertissage sur des montures moulées les pierres précieuses doivent en effet être triées afin que leurs cotes correspondent sensiblement au logement destiné à les recevoir. Traditionnellement ce tri se fait au palmer à cadran. Cela nécessite une manipulation et un positionnement manuel avec des pinces brucelles. La précision demandée est de plus ou moins 0,1 mm à plus ou moins 0,2 mm, selon les fabricants, et cette précision permet de ne pas avoir à retoucher le logement et les griffes de sertissage des montures. Dans un domaine similaire, le document FR 2.079.715 décrit un procédé et une machine permettant de trier les pierres & briquet ou autres menus objets du même genre. Selon ce procédé, les pierres sont amenées par une goulotte d'alimentation constituée par un tube incliné et vibrant entre deux jeux de trois galets chacun destiné à faire rouler et avancer les pierres, ces deux jeux de galets étant séparés par un espace libre à travers lequel les pierres de longueur insuffisante peuvent tomber. Le brevet révèle bien une alimentation "à la file" des pierres a briquet alignées, mais il ne fait que séparer les pierres trop courtes et les déchets des pierres de longueur acceptable grâce à une mesure mécanique peu précise de la longueur des pierres. Dans ce procédé connu on ne fait aucune mesure dimensionnelle précise des pierres par Before their setting on molded frames, the precious stones must indeed be sorted so that their dimensions correspond substantially to the housing intended to receive them. Traditionally, this sorting is done with a palm dial. This requires manual handling and positioning with tweezers. The precision required is more or less 0.1 mm to more or less 0.2 mm, according to the manufacturers, and this precision makes it possible to avoid having to touch up the housing and the crimping claws of the frames. In a similar field, the document FR 2,079,715 describes a process and a machine for sorting stones & lighter or other small objects of the same kind. According to this process, the stones are brought by a feed chute constituted by an inclined and vibrating tube between two sets of three rollers each intended to roll and advance the stones, these two sets of rollers being separated by a free space through which stones of insufficient length can fall. The patent does reveal a "single file" supply of aligned lighter stones, but it only separates stones that are too short and waste from stones of acceptable length thanks to an imprecise mechanical measurement of the length of the stones. In this known process, no precise dimensional measurement of the stones is made by
comparaison avec un étalon.comparison with a standard.
L'objet de la présente invention est de proposer un procédé pour automatiser la manipulation, le positionnement, la mesure de longueur et de largeur, et le tri des pierres précieuses par rapport à un étalon de référence et un affichage de la tolérance, ainsi qu'une The object of the present invention is to provide a method for automating the handling, positioning, measurement of length and width, and sorting of the precious stones with respect to a reference standard and a display of the tolerance, as well as 'a
machine pour la mise en oeuvre dudit procédé. machine for implementing said method.
Selon ia présente invention, ce but est atteint en ce que le procédé proposé consiste à effectuer la ou les mesures des pierres précieuses mises en position convenable et séparées unitairement les unes des autres dans un tube transparent ou dans une goulotte animée d'un mouvement vibratoire pour le faire défiler entre l'émetteur et le récepteur d'au moins un dispositif de mesure du type laser qui communique les résultats de la mesure à un automate programmable qui les compare à ceux d'un étalon et qui actionne un dispositif mécanique de triage automatique des According to the present invention, this object is achieved in that the proposed method consists in carrying out the measurement (s) of the precious stones placed in a suitable position and separated from each other in a transparent tube or in a chute animated by a vibratory movement. to scroll between the transmitter and the receiver of at least one laser type measuring device which communicates the measurement results to a programmable controller which compares them to those of a standard and which actuates a mechanical sorting device automatic
pierres selon le résultat.stones according to the result.
La machine pour la mise en oeuvre de ce procéde est remarquable en ce qu'elle assure les opérations suivantes: - approvisionnement "à la file" par bol vibrant, - sélection du sens des pierres par des pièges appropriés, - mise à l'unité des pierres, - positionnement des pierres dans un tube de verre, - avance de pierres par vibration mécanique du tube de verre, - mesure longueur/largeur par deux ensembles émetteur/récepteur de laser micrométrique - tri après la mesure par automate programmable The machine for the implementation of this process is remarkable in that it ensures the following operations: - supply "in line" by vibrating bowl, - selection of the direction of the stones by suitable traps, - unit stones, - positioning of stones in a glass tube, - advance of stones by mechanical vibration of the glass tube, - length / width measurement by two transmitter / receiver assemblies of micrometric laser - sorting after measurement by programmable controller
et déclenchement d'un nouveau cycle. and initiation of a new cycle.
D'autres caractéristiques remarquables de la Other remarkable features of the
présente invention font l'objet des revendications present invention are the subject of claims
suivantes. Elles ressortent de la description ci-dessous following. They appear from the description below
d'un mode de réalisation d'un type de machine selon l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins joints o: - la figure 1 représente une vue d'ensemble en of an embodiment of a type of machine according to the invention, given by way of nonlimiting example and illustrated by the accompanying drawings o: - Figure 1 shows an overview in
élévation de la machine de tri des pierres précieuses. elevation of the gemstone sorting machine.
- la figure 2a représente un schéma de pierrage - Figure 2a shows a honing diagram
de la sélectrice.of the selector.
- la figure 2b représente un schéma de pierrage - Figure 2b shows a honing diagram
de la mise à l'unité.from uniting.
- la figure 2c représente un schéma de pierrage - Figure 2c shows a honing diagram
du positionnement.positioning.
- la figure 3 représente un détail du vibreur, FIG. 3 represents a detail of the vibrator,
support du tube d'avance.advance tube support.
- la figure 4 représente un schéma synoptique - Figure 4 shows a block diagram
d'ensemble de la marque électrique et électronique. of the electrical and electronic brand.
- la figure 5 représente un schéma synoptique du - Figure 5 shows a block diagram of the
programme de l'automate.PLC program.
- la figure 6 représente un principe d'une - Figure 6 shows a principle of
sélection multiple.multiple selection.
Le procédé selon la présente invention se lit sur la figure I qui est une représentation schématique The method according to the present invention is read in Figure I which is a schematic representation
d'ensemble de la machine destinée à sa mise en oeuvre. of the machine intended for its implementation.
Une platine surmontant le caisson 1 qui contient les éléments électriques et électroniques de commande et de réglage et dont la face avant porte les cadrans de mesure et d'affichage ainsi que les boutons, interrupteurs et autres voyants de commande, supporte l'ensemble des dispositifs A plate surmounting the box 1 which contains the electrical and electronic control and adjustment elements and whose front face carries the measurement and display dials as well as the buttons, switches and other control indicators, supports all the devices
formant la machine de tri.forming the sorting machine.
Ainsi à l'entrée de la machine est disposé un bol vibrant 2 d'un type bien connu qui contient le lot de pierres précieuses à trier et qui a pour fonction de faire défiler ces pierres dans une position bien définie dans un couloir 3. La sélection du sens des pierres se fait grâce à des pièges réalisés par des rainures 24 telles que représentées sur la figure 2a. Les pierres passant sur la table 25 ne s'accrochent pas dans les rainures alors que celles ne passant pas sur la table 25 s'accrochent aux rainures 24 par le fil 26 ou la pointe 27 de la culasse 28 Thus at the entrance of the machine is placed a vibrating bowl 2 of a well known type which contains the batch of precious stones to be sorted and which has the function of scrolling these stones in a well defined position in a corridor 3. The selection of the direction of the stones is done by traps made by grooves 24 as shown in Figure 2a. The stones passing over the table 25 do not catch on the grooves while those not passing on the table 25 catch on the grooves 24 by the wire 26 or the point 27 of the breech 28
et retombent dans le bol 2.and fall back into the bowl 2.
La "mise à l'unité" des pierres qui défilent dans le couloir 3 est assurée par un petit dispositif mécanique 4 constitué par un couteau 40 ou, de préférence, par une petite brosse 41, et commandé par un électro- aimant 42. Les pierres sont ainsi admises à pénétrer l'une après l'autre et unitairement dans le dispositif de mesure et de The "uniting" of the stones which pass through the corridor 3 is ensured by a small mechanical device 4 constituted by a knife 40 or, preferably, by a small brush 41, and controlled by an electromagnet 42. The stones are thus allowed to penetrate one after the other and individually into the measuring and
tri qui suit (schéma de principe sur la figure 2b). sorting that follows (block diagram in Figure 2b).
Ainsi la pierre à mesurer pénètre dans un petit tube en verre 5 de section circulaire dans lequel elle circule le long de la génératrice inférieure dans le sens de la flèche F, son avance étant assurée selon une méthode bien connue par la vibration asymétrique du tube 5 engendrée par un dispositif vibrant 6 qui supporte le tube de verre 5 et Thus the stone to be measured enters a small glass tube 5 of circular section in which it circulates along the lower generatrix in the direction of the arrow F, its advance being ensured according to a well-known method by the asymmetrical vibration of the tube 5 generated by a vibrating device 6 which supports the glass tube 5 and
dont l'amplitude de vibration est ajustable. whose amplitude of vibration is adjustable.
Remarquons que les pierres précieuses de forme autres que circulaire (ovales, rectangulaires, poires, navettes, etc...) se positionnent en long dans ce tube comme Note that gemstones other than circular in shape (oval, rectangular, pears, shuttles, etc.) are positioned lengthwise in this tube as
cela est illustré par la figure 2c. this is illustrated in Figure 2c.
La figure 3 représente en détail le montage du tube de verre 5 sur le vibreur 6. Ce tube est supporté par une pièce en forme 7, de préférence en matière plastique marlée, elle-même solidaire de l'armature mobile 8 de l'électro-aimant 29, l'ensemble étant monté sur deux lames ressorts 9 solidaires par leur extrémité inférieure de FIG. 3 shows in detail the mounting of the glass tube 5 on the vibrator 6. This tube is supported by a shaped part 7, preferably made of plastic molding, itself integral with the movable frame 8 of the electro -magnet 29, the assembly being mounted on two leaf springs 9 secured by their lower end of
l'armature fixe 10 de l'électro-aimant 29. the fixed armature 10 of the electromagnet 29.
En circulation dans ce tube de verre 5 dans le sens de la flèche F, la pierre passe entre deux ensembles de mesure micrométrique par laser Il et 12 dont l'un, Il est destiné à mesurer la longueur de la pierre et l'autre, 12, sa largeur selon les axes respectivement XX' et YY' portés sur la figure 2b. Le principe, bien connu de l'homme de l'art, de la mesure avec un laser micrométrique consiste A mesurer la quantité d'ombre générée par la pierre à mesurer passant dans un faisceau de rayons optiques très parallèles, et ne sera pas décrit plus en détail ici. Un tel dispositif est, par exemple, constitué par une cellule micrométrique In circulation in this glass tube 5 in the direction of the arrow F, the stone passes between two micrometric laser measurement units Il and 12, one of which is intended to measure the length of the stone and the other, 12, its width along the axes respectively XX 'and YY' shown in Figure 2b. The principle, well known to those skilled in the art, of measurement with a micrometric laser consists in measuring the amount of shadow generated by the stone to be measured passing through a beam of very parallel optical rays, and will not be described in more detail here. Such a device is, for example, constituted by a micrometric cell
laser Kayence LX2-12 suivi par un amplificateur Kayence LX2- Kayence LX2-12 laser followed by a Kayence LX2- amplifier
raccordé a un moniteur, comparateur, calculateur Kayence connected to a Kayence monitor, comparator, calculator
RV2-52.RV2-52.
Le tube de verre 5 doit être très fin afin que la réfraction affecte le moins possible la mesure. L'erreur due à cette réfraction éventuelle est corrigée par The glass tube 5 must be very thin so that the refraction affects the measurement as little as possible. The error due to this possible refraction is corrected by
l'amplificateur traitant le signal du récepteur laser. the amplifier processing the signal from the laser receiver.
Les valeurs maximum des mesures sont mémorisées The maximum values of the measurements are memorized
et comparées aux mesures d'une pierre étalon. and compared to the measurements of a standard stone.
La tolérance du comparateur est ajustable et un The tolerance of the comparator is adjustable and a
signal "hors cote" est généré par ce comparateur. "over the counter" signal is generated by this comparator.
Lorsque la pierre arrive à l'extrémité du tube de verre 5, elle passe devant une cellule 13 formant barrage infra-rouge qui a pour effets: validation des mémoires de mesure par la comparaison, - lecture des signaux "hors cote" éventuels, - aiguillages en "bon" ou "mauvais" en sortie du When the stone reaches the end of the glass tube 5, it passes in front of a cell 13 forming an infrared barrier which has the following effects: validation of the measurement memories by comparison, - reading of possible "over-the-counter" signals, - "good" or "bad" referrals at the exit
tube 5 par action sur une goulotte 14 mue par un électro- tube 5 per action on a chute 14 driven by an electro-
aimant O30 pour diriger la pierre dans le bac récepteur correspondant, initialisation des mémoires de mesures, - admission d'une nouvelle pierre dans le tube 5 magnet O30 to direct the stone in the corresponding receiving tank, initialization of the measurement memories, - admission of a new stone in the tube 5
par excitation du solénoïde 42 de mise à l'unité. by excitation of the unit setting solenoid 42.
La figure 4 est un schéma synoptique d'ensemble de la partie électrique et électronique de la machine, contenu dans le caisson I qui porte sur sa face avant les éléments de contrôle et de commande de la machine. A côté de l'interrupteur général de mise en marche 31 et de son voyant de contrôle 32, on trouve ainsi deux boutons 15 et 16 de réglage des intensités de vibration respectivement du bol 2 et du tube de verre 5 selon un principe classique. Un automate programmable 17 reçoit en entrée les signaux de la cellule infra-rouge de passage 13 et des deux ensembles micromètres laser 11 et 12 et est raccordé en sortie au compteur totalisateur 18 et au compteur de pierres "bonnes" 19, ainsi qu'aux solénoïdes de mise à l'unité 42 et d'aiguillage 30 et à un relais de validation de la mesure 20. Uni bouton poussoir 22 "étalon" permet de décaler le zéro du comparateur Kayence des micromètres Il et 12, après Figure 4 is an overall block diagram of the electrical and electronic part of the machine, contained in the box I which carries on its front face the control and command elements of the machine. Next to the general start switch 31 and its control light 32, there are thus two buttons 15 and 16 for adjusting the vibration intensities of the bowl 2 and of the glass tube 5 respectively according to a conventional principle. A programmable controller 17 receives the signals from the infrared passage cell 13 and from the two laser micrometer assemblies 11 and 12 as inputs and is connected at output to the totalizing counter 18 and to the "good" stone counter 19, as well as to the solenoid for unit 42 and switch 30 and a relay for validation of measurement 20. A single push button 22 "standard" allows to shift the zero of the Kayence comparator of micrometers Il and 12, after
passage préalable d'une pierre étalon dans le système. previous passage of a standard stone in the system.
La figure 5 représente schématiquement le programme de l'automate 17. Le fonctionnement de la machine ci-dessus est alors le suivant. On met d'abord une pierre étalon dans le bol 2 et on règle sa vibration pour que la pierre monte normalement dans le colimaçon. Lorsque la pierre est prise dans le système de mise a l'unité 4, on appuie sur le bouton "départ cycle" 21 et on règle la vibration du tube 5 pour que la vitesse de la pierre soit comprise entre sensiblement 0,5 à 1 cm/sec., sans sursaut, surtout dans la partie mesure. Lorsque ce réglage est correct, on repasse la pierre. Après la mesure et la validation (passage devant la cellule infra-rouge 13) on appuie sur le bouton "étalon' 22. On repasse alors l'étalon pour faire un contrôle: les afficheurs de longueur 11 et de FIG. 5 schematically represents the program of the automaton 17. The operation of the above machine is then as follows. First put a standard stone in bowl 2 and adjust its vibration so that the stone normally goes up in the spiral. When the stone is caught in the unit setting system 4, the "start cycle" button 21 is pressed and the vibration of the tube 5 is adjusted so that the speed of the stone is between substantially 0.5 to 1 cm / sec., without start, especially in the measurement part. When this setting is correct, the stone is ironed. After the measurement and validation (passage in front of the infrared cell 13), press the "standard 'button 22. We then go back to the standard to make a check: the length displays 11 and
largeur 12 ne doivent indiquer que quelques centièmes de mm. width 12 should only indicate a few hundredths of a mm.
On règle alors par un bouton 23 la tolérance du tri désiré. The tolerance of the desired sorting is then adjusted by a button 23.
La machine est alors prête pour fonctionner en série. On met le lot à trier dans le bol 2 et, quand les premières pierres sont présentées devant le système de mise à l'unité 4, on appuie sur le bouton "départ cycle" 21. Le tri se fera alors automatiquement pour tout le lot contenu The machine is then ready to operate in series. We put the lot to be sorted in the bowl 2 and, when the first stones are presented in front of the uniting system 4, we press the "start cycle" button 21. The sorting will then be done automatically for the whole lot content
dans le bol 2.in bowl 2.
La machine de tri ci-dessus décrite peut faire l'objet de nombreuse variantes de réalisation, sans sortir The sorting machine described above can be the subject of numerous variants, without leaving
du cadre de la présente invention.of the scope of the present invention.
Ainsi il est bien connu de l'homme de l'art que la sélection du sens des pierres à la sortie du bol vibrant 2 de la forme de pièges de sélection peut être réalisée de différentes façons et dépend de la forme générale des pierres. De la même façon, les outillages de "mise à l'unité", interchangeable selon la forme et le calibre des pierres à traiter, peuvent être conçues de différentes Thus, it is well known to those skilled in the art that the selection of the direction of the stones at the outlet of the vibrating bowl 2 from the shape of selection traps can be carried out in different ways and depends on the general shape of the stones. In the same way, the "unitization" tools, interchangeable according to the shape and size of the stones to be treated, can be designed in different
manières, interchangeables ou universels. ways, interchangeable or universal.
Le tube de verre 5 peut être remplacé par une pièce transparente de forme et de nature convenable permettant d'effectuer les mesures avec les micromètres The glass tube 5 can be replaced by a transparent piece of suitable shape and nature allowing measurements to be made with the micrometers
laser dans de bonnes conditions.laser in good conditions.
Par ailleurs il est également possible d'utiliser la machine selon l'invention pour effectuer des sélections multiples. Il est ainsi possible de former un lot de pierres non pré-triées et sélectionner une série de lots Furthermore, it is also possible to use the machine according to the invention to make multiple selections. It is thus possible to form a batch of unsorted stones and select a series of batches
de sortie correspondant à certains critères dimensionnels. output corresponding to certain dimensional criteria.
Un micro-ordinateur pourra gérer l'ensemble des données et, comme on peut le voir sur la figure 6, commandera en sortie du tube vibrant 5 une série de tiroirs 33 en cascade triant les pierres en de multiples catégories, A microcomputer will be able to manage all of the data and, as can be seen in FIG. 6, will command at the output of the vibrating tube 5 a series of drawers 33 in cascade sorting the stones into multiple categories,
selon de critères dimensionnels par exemple. according to dimensional criteria for example.
Il est également possible d'adjoindre à la machine une détection chromatique afin de trier les pierres It is also possible to add to the machine a chromatic detection in order to sort the stones
selon leur couleur ou la densité de leur teinte. according to their color or the density of their shade.
On peut aussi installer un micromètre laser "diagonal" qui permettrait de différencier les pierres selon leur forme, par exemple distinguer une pierre ronde d'une We can also install a "diagonal" laser micrometer which would allow the stones to be differentiated according to their shape, for example distinguishing a round stone from a
pierre carrée.square stone.
La machine ainsi décrite n'est pas limitée au tri des pierres précieuses, mais peut servir au tri d'autres menus objets similaires, sans sortir du cadre de la présente invention. a The machine thus described is not limited to sorting precious stones, but can be used for sorting other small similar objects, without departing from the scope of the present invention. at
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |