Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛИРОВАНИЯ ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛИРОВАНИЯ ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛИРОВАНИЯ ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретения относятся к области полирования драгоценных камней, в частности алмазов. Драгоценный камень размещают в держателе зажима. На первой стадии устанавливают глубину полирования для получения грани. Для чего выбирают базовую плоскость, соответствующую полирующей поверхности. Драгоценный камень с помощью регулировочного устройства устанавливают в положение относительно базовой плоскости, какое он должен занимать относительно полирующей поверхности после завершения операции полирования грани. Операцию полирования проводят до момента достижения зажимом заданного регулировочным устройством положения относительно полирующей поверхности. Изобретения позволяют более точно обрабатывать драгоценные камни за счет автоматизированной настройки положения драгоценного камня относительно полирующего диска. 2 с. и 27 з.п.ф-лы, 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2150366
Класс(ы) патента: B24B9/16, B24B49/12
Номер заявки: 97112465/02
Дата подачи заявки: 01.12.1995
Дата публикации: 10.06.2000
Заявитель(и): Ветенсхаппелейк Ен Технис Ондерзуксентрум Вор Диамант (BE)
Автор(ы): Йозеф Е.К.М. Схаувенарс (BE)
Патентообладатель(и): Ветенсхаппелейк Ен Технис Ондерзуксентрум Вор Диамант (BE)
Описание изобретения: Настоящее изобретение относится к способу полирования драгоценных камней, в частности алмазов, при котором драгоценный камень устанавливают в держателе зажима и устанавливают глубину полирования для получения грани, при этом драгоценный камень прижимают при помощи зажима в соответствующем положении к полирующей поверхности для получения грани.
При полировании драгоценных камней с высокой анизотропной твердостью такой, как у алмаза, сначала определяют направление кристалла, в котором сталкиваются с наименьшим сопротивлением во время сошлифовывания материала. Когда это направление известно, полируют первую грань драгоценного камня. С существующими способами операцию полирования необходимо прерывать через регулярные интервалы для проверки достигнутой глубины полирования и полученного качества грани. Таким образом, этот способ является повторяющимся. После того, как будет отполирована первая грань, драгоценный камень поворачивают посредством осей вращения на держателе для полирования следующей грани. Угол вращения определяют относительно положения отполированной ранее грани и в зависимости от формы, которую желательно получить для драгоценного камня.
Это имеет недостаток тот, что может достигаться только ограниченная точность, поскольку неизвестно абсолютное положение драгоценного камня относительно полирующего диска. Это может создать трудности, поскольку часто углы между гранями не могут отклоняться более, чем на 0,05 градуса. Всякий раз, когда зерна с различной ориентацией кристаллов достигают полирующей поверхности во время полирования грани поликристаллического драгоценного камня, твердость драгоценного камня в направлении полирования может увеличиться до такой степени, что потребуется установить новое направление полирования. Поскольку неизвестно абсолютное положение драгоценного камня относительно полирующего диска, то это приведет к трудоемкому процессу и обычно будет срезаться нежелательная грань. Чтобы получить правильную глубину полирования для конкретной грани, требуется большое умение, а это относительно трудно достигнуть.
Согласно частично автоматизированному способу для точного определения глубины полирования различных граней относительно друг друга вокруг драгоценного камня размещают металлическое кольцо, которое затем частично полируют, причем в некоторых случаях вместе с первой гранью. Когда полируют следующую грань, это кольцо образует электрический контакт с режущим диском при достижении правильной глубины полирования и зажим поднимают, как описано в патентах Великобритании, NN 1171211, 1171212 и 1206937. В некоторых случаях это кольцо заменяют упором, который затем образует электрический контакт. В качестве наиболее близкого аналога для способа полирования выбрано техническое решение, описанное в патенте GB 1206937.
Однако этот способ можно применять только для полирования драгоценных камней с так называемой круглой геометрией, например круглый бриллиант. Однако для орнаментальных форм это невозможно и в данный момент не существует автоматизированных способов.
Наиболее близким аналогом для устройства является устройство для полирования грани на драгоценном камне, представленное в книге Епифанова В.И. и др. "Технология обработки алмазов в бриллианты", М., Высшая школа, 1982, с. 240-242, рис. 234, и содержащее полирующую поверхность, зажим, снабженный опорным блоком, головкой с держателем для закрепления с возможностью удаления полируемого драгоценного камня, и контрольный орган для определения требуемой глубины полирования, причем держатель установлен с возможностью вращения вокруг X-оси, неподвижной относительно головки.
Недостатком устройства является невозможность автоматизации процессов полирования.
Настоящие изобретения ставят своей задачей устранить упомянутые недостатки, предлагая способ и устройство, которые позволяют более точно обрабатывать драгоценные камни и делают возможным полирование драгоценного камня автоматически независимо от требуемой формы драгоценного камня, причем сохраняется точность угла независимо от установленной глубины полирования и сделанных возможных поправок.
Для решения этой задачи на первой стадии способа драгоценный камень устанавливают в положение относительно базовой плоскости, которое он должен занимать относительно полирующей поверхности по завершении операции полирования грани, причем в качестве базовой плоскости выбирают плоскость, которая соответствует полирующей поверхности, на второй стадии производят операцию полирования при установке драгоценного камня противоположно полирующей поверхности и осуществляют ее до момента достижения зажимом положения относительно полирующей поверхности, соответствующего его положению относительно базовой плоскости на первой стадии.
Устройство для осуществления способа отличается тем, что оно содержит регулирующее устройство, которое оснащено средством для установки зажима в положение, соответствующее положению зажима относительно полирующей поверхности в момент завершения полирования грани драгоценного камня.
Упомянутое средство может содержать эффективно базовую поверхность, расположенную на том же расстоянии в перпендикулярном направлении и в том же положении относительного опорного блока, что и полирующая поверхность, когда зажим взаимодействует с упомянутой полирующей поверхностью и когда достигается требуемая глубина полирования драгоценного камня.
Преимущественно, контрольный орган закрепляют на опорном блоке.
Согласно конкретному исполнению настоящего изобретения регулирующее устройство содержит датчик, который взаимодействует с контрольным органом.
Согласно конкретному исполнению настоящего изобретения опорный блок содержит регулировочные устройства для установки зажима в положение, до полирования грани, так что, когда будет достигнута заранее определенная глубина полирования во время полирования драгоценного камня, будет известно положение держателя относительно полирующей поверхности в момент образования упомянутой грани.
Согласно еще одному варианту исполнения настоящего изобретения регулировочное устройство выполнено таким образом, что оно позволяет головке перемещаться относительно опорного блока.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания конкретного исполнения способа и устройства для полирования драгоценных камней в соответствии с настоящим изобретением; это описание представлено только в качестве примера и оно никоим образом не ограничивает объем заявленной защиты; ссылочные номера относятся к приложенным чертежам.
Фиг. 1 - схематический вид сбоку, частично с поперечным разрезом, первого варианта конкретного исполнения устройства согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 - вид в поперечном разрезе в плоскости II-II фиг. 1.
Фиг. 3 - вид сбоку, частично с поперечным разрезом, второго варианта этого конкретного исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 4 - вид сбоку важного элемента зажима согласно настоящему изобретению.
Фиг. 5 - схематический вид сбоку части стола для полирования, с ползуном, регулировочным устройством и зажимом с частичным поперечным разрезом, для другого варианта исполнения настоящего изобретения.
На различных чертежах одни и те же аналогичные элементы имеют одно обозначение.
Варианты исполнения устройства, показанные на чертежах, состоят по существу из зажима 1, ползуна 2, полировального диска 11 и регулировочного устройства 3.
Зажим 1 снабжен кронштейном 4, который имеет на одном конце головку 5 с держателем 6, а на другом конце - опорный блок 7. Последний свободно лежит на двух опорных точках 8 ползуна 2 через промежуточную часть двух опор 21, которые выступают снизу опорного блока 7 и их можно регулировать по высоте. Опоры 21 расположены по прямой линии, которая пересекает перпендикулярно ось 22 кронштейна 4. Таким образом зажим 1 может поворачиваться вокруг прямой линии, соединяющей точки опоры 8, для удержания драгоценного камня 9 у полировального диска 11, где драгоценный камень 9 установлен с возможностью съема в трубке 10 с шаговым вращением, расположенной в обойме 10' на другом конце зажима 1.
Для того, чтобы можно было полировать различные поверхности или грани на драгоценном камне 9, держатель 6, содержащий обойму 10' с трубкой 10 с шаговым вращением, позволяет драгоценному камню 9 вращаться в различных положениях относительно полировального диска 11. Для этой цели держатель 6 имеет три оси вращения: X-ось 12, также называемая осью зерна, расположена в неподвижной точке относительно головки 5, а в показанной конструкции в плоскости, перпендикулярной упомянутой соединяющей линии между точками опоры 8; Z-ось 13, которая пересекает X-ось 12 перпендикулярно; Y-ось 14 или ось шагового вращения, вокруг которой может поворачиваться трубка 10 с шаговым вращением в обойме 10', где Y-ось расположена в плоскости, перпендикулярной второй оси 13.
Головка 5 зажима 1 жестко прикреплена к кронштейну 4, который образован сравнительно негибкой трубкой, жестко прикрепленной к пластине 15. Пластина 15 установлена в опорном блоке 7 таким образом, что пластина вместе с кронштейном 4 может перемещаться относительно опорного блока 7. Для этой цели пластину 15 разместили на двух параллельных планках 16 и 17, как показано на фиг. 2.
Для точного регулирования пластины 15 одну сторону пластины снабдили направляющей трубкой 18, которая взаимодействует с соответствующей планкой 17, снабженной винтовой резьбой и способной поворачиваться вокруг ее оси при помощи поворотной рукоятки 19. Таким образом при повороте рукоятки 19 пластина 15 вместе с кронштейном 4 и головкой 5 перемещается относительно опорного блока 7 по планкам 16 и 17. Кронштейн 4 выступает из опорного блока 7 через отверстие 20, которое достаточно большое, чтобы кронштейн 4 мог перемещаться.
Для опоры или подъема зажима 1 вверх во время наклона зажим снабжен подъемным стержнем 23, который может взаимодействовать с ползуном 2. Для этой цели, вдоль оси 22 кронштейна 4 расположена подъемная штанга 24, прикрепленная одним концом к опорному блоку 7. Подъемный стержень 23 прикреплен к другому концу подъемной штанги 24, таким образом подъемный стержень 23 расположен перпендикулярно к оси 22 и выступает вниз через отверстие в кронштейне 4 за кронштейн. Подъемная штанга 24 выполнена так, что она менее жесткая, чем кронштейн 4. Это обеспечивает то, что когда драгоценный камень 9 размещают в контакте с полировальным диском 11 во время полирования, часть массы зажима 1 постоянно поддерживается подъемным стержнем 23, таким образом, драгоценный камень 9 должен нести только небольшую часть этой массы. Таким образом, во время полирования небольших граней на драгоценном камне 9 можно прилагать небольшое усилие, чтобы можно было работать с большой точностью.
Также, опорный блок 7 снабжен контрольным органом 25. В вариантах исполнения зажима 1, показанных на чертежах согласно настоящему изобретению, контрольный орган 25 образован выступом, прочно прикрепленным к опорному блоку 7 на стороне, расположенной противоположно головке 5. Этот контрольный орган 25 взаимодействует с ползуном 2 или регулировочным устройством 3 и измеряет положение зажима 1.
На фиг. 1 зажим 1 показан вместе с ползуном 2. Этот ползун 2 расположен на опоре 26, высоту и наклон которой можно регулировать при помощи трех регулировочных винтов (не показаны), причем опора 26 расположена на верстаке (не показан на этом чертеже) с полировальным диском 11. Такая возможность регулировки необходима при установке нового полировального диска 11. На опоре 26 имеются два рельса (не показаны на чертеже), по которым может перемещаться ползун возвратно-поступательно в радиальном направлении относительно полировального диска 11.
Ползун 2 образован плоской плитой, на которой расположены точки опоры 8 для зажима 1, подъемный механизм 27 и датчик 28. Ползун 2 содержит снизу направляющие, которые взаимодействуют с рельсами опоры 26.
Подъемный механизм 27 снабжен рычагом 29, который может поворачиваться вокруг оси 30. Для опоры зажима 1 при помощи рычага 29 последний выступает вдоль одного конца к нижней части подъемного стержня 23 для взаимодействия с подъемным стержнем 23, таким образом, при повороте рычага 29 вокруг оси 30 драгоценный камень 9 может перемещаться к полировальному диску 11 или в сторону от него.
Другой конец рычага 29 взаимодействует с кулачком 31, который может поворачиваться вокруг оси 32, расположенной перпендикулярно к рычагу 29. Хотя рычагом 29 можно управлять вручную, однако кулачок 31 приводится в действие, предпочтительно, электродвигателем (не показан) и, когда он вращается, рычаг 29 поднимается или опускается.
При полировании небольших граней рычаг 29 продолжает поддерживать подъемный стержень 23 для распределения массы, как было описано, и для подъема драгоценного камня от полировального диска 11 по возможности быстро, когда достигается правильная глубина полирования. Для полирования больших граней рычаг устанавливают в положение на более коротком расстоянии под подъемным стержнем 23 для подъема драгоценного камня 9 почти мгновенно всякий раз, когда будет достигнута глубина полирования.
Также ползун 2 содержит датчик 28, который установлен так, что когда зажим 1 находится на ползуне 2, датчик 28 расположен под контрольным органом 25 и он может взаимодействовать с ним. Таким образом, когда контрольный орган 25 и датчик 28 образуют контакт, посылается сигнал. Это происходит во время поворота зажима 1 вокруг точек опоры 8 в тот момент, когда достигается определенная глубина полирования для драгоценного камня 9.
На фиг. 3 зажим 1 показан опирающимся на регулировочное устройство 3. Глубину полирования для драгоценного камня 9 устанавливают при помощи этого регулировочного устройства 3. Это достигается при работе с воображаемой или базовой плоскостью 33. Упомянутая плоскость 33 соответствует поверхности полировального диска. Соответственно различие в высоте A между, с одной стороны, точками опоры 8, принадлежащими регулировочному устройству 3, а, с другой стороны, между базовой плоскостью 33 такое же, как между точками-опорами 8 ползуна 2 и поверхностью полировального диска 11.
Кроме того, регулировочное устройство 3 содержит средство 34 регулирования высоты, которое поддерживает держатель 6, и может регулировать высоту держателя относительно базовой плоскости 33. В показанном варианте исполнения упомянутое средство 34 регулирования высоты содержит вертикальную ось 35 с винтовой резьбой, причем ось 35 можно перемещать вверх и вниз при помощи поворотного винта 36.
На регулировочном устройстве 3, вблизи драгоценного камня 9, расположен окуляр 37, на котором указана базовая плоскость 33. Таким образом, человек, глядящий в окуляр 37 в направлении стрелки 38, увидит драгоценный камень 9 вместе с базовой плоскостью 33, которая соответствует полирующей поверхности.
Регулировочное устройство 3 также снабжено датчиком 28, который взаимодействует с контрольным органом 25 и занимает то же положение относительно базовой плоскости 33, которое занимает аналогичный датчик 28 ползуна 2 относительно поверхности полировального диска 11. На фиг. 3 позиция B обозначает фиксированное расстояние, установленное заранее на регулировочном устройстве 3, между контрольным органом 25 и базовой плоскостью 33. Таким образом, это расстояние такое же, как расстояние между контрольным органом 25 и полировальным диском 11, как показано на фиг. 1.
Именно в этом положении, где достигается расстояние B, X-ось зажима калибрована перпендикулярно к базовой плоскости и отрегулирована перпендикулярно к полировальному диску.
Для полирования шероховатого драгоценного камня 9 его помещают с возможностью удаления, в обойму 10 держателя 6. Затем зажим 1 вместе с драгоценным камнем 9 устанавливают на регулировочное устройство 3. С помощью средства 34 регулирования высоты и окуляра 37 зажим 1 поворачивается вокруг точек опоры 8 до тех пор, пока базовая плоскость 33 не совпадет с приближенной плоскостью для полируемой грани драгоценного камня 9. Этим способом определяется глубина полирования для драгоценного камня 9. Затем неподвижную ось 12 устанавливают перпендикулярно базовой плоскости 33 путем поворота кронштейна 4 относительно опорного блока 7, таким образом базовая плоскость 33 совпадает с истинной поверхностью полируемой грани. Это достигается при помощи поворотной рукоятки 19. Датчик 28 и контрольный орган 25 калиброваны таким образом, что в тот момент, когда X-ось 12 располагается перпендикулярно к базовой плоскости 33, датчик и контрольный орган образуют контакт друг с другом и посылают сигнал, который обрабатывается, например, компьютером. Однако такое регулирование зажима 1 должно осуществляться повторно.
На следующем этапе отрегулированный зажим 1 устанавливают на ползуне 2. Здесь рычаг 29 должен находиться в наивысшем положении, чтобы зажим 1 находился, с одной стороны, на опорах 21, а, с другой стороны, на рычаге 29 через промежуточную часть подъемного стержня 23, таким образом, драгоценный камень 9 не будет касаться полировального диска 11, а контрольный орган 25 не будет образовывать контакт с датчиком 28. Таким образом, драгоценный камень 9 можно разместить в контакте с полировальным диском 11, позволив кулачку 31 вращаться. Чтобы это происходило постепенно, даже после первого контакта с полировальным диском 11 часть массы зажима 1 должна удерживаться рычагом 29.
Во время истинного полирования драгоценного камня 9 рычаг 29 удерживается на коротком расстоянии под подъемным стержнем 23. Зажим 1 опускается дальше во время полирования, пока контрольный орган 25 не образует контакт с датчиком 28. Затем X-ось 12 устанавливается перпендикулярно к поверхности полировального диска 11 и после этого достигается установленная глубина полирования. Датчик 28 мгновенно посылает сигнал электродвигателю, который приводит в действие кулачок 31, в результате драгоценный камень 9 поднимается с полировального диска 11.
Для полирования следующей грани драгоценного камня 9 его поворачивают на заданный угол относительно оси 14 шагового вращения. Для круглых геометрий, где требуется полировать только один ряд граней при одном наклоне к X-оси, зажим 1 не нужно регулировать на регулировочном устройстве снова до полирования. Для некруглых геометрий необходимо устанавливать глубину полирования для каждой грани; это достигается, в большей или меньшей степени, при помощи соответствующего программного обеспечения.
Чтобы автоматизировать процесс полирования, держатель 6 приводится в действие шаговыми двигателями для получения регулируемого вращения вокруг неподвижной оси или X-оси 12, Z-оси и оси 14 шагового вращения. Чтобы был известен угол вращения держателя 6 вокруг неподвижной оси 12, в головке 5 зажима 1 установлен электромагнитный переключатель ("переключатель Холла"), позволяющий генерировать электрический сигнал всякий раз, когда держатель принимает конкретное положение вращения. Затем угол вращения калибруют на основе количества шагов, сделанных двигателем. Упомянутый двигатель расположен в опорном блоке 7 и установлен на пластине 15. Ведущий вал (не показан) проходит через кронштейн 4 в головку 5, где держатель 6 приводится в действие через промежуточную часть трансмиссии и муфты со скольжением. Муфта со скольжением обеспечивает то, что держатель 6 можно также поворачивать вручную вокруг X-оси 12.
Z-ось 13 снабжена поворотной рукояткой 40, посредством которой узел, образованный трубкой 10 с шаговым вращением и драгоценным камнем 9, может вращаться вокруг оси 14 шагового вращения для установки соответствующего начального положения для полирования.
Вращательное перемещение драгоценного камня 9 вокруг оси 14 шагового вращения достигается при помощи шагового двигателя, установленного над держателем 6 в головке 5 зажима 1. Это движение передается драгоценному камню 9 обычным способом (не показано) посредством вала, перпендикулярной зубчатой передачи и наклоненной зубчатой передачи, которая передает движение червячному валу. Этот червячный вал зацепляет червячное колесо, которое прочно прикреплено к трубке 10 с шаговым вращением, в которой закреплен драгоценный камень 9. Конструкция выполнена так, что червячный вал совпадает с Z-осью 13.
Для регулирования угла вращения оси 14 шагового вращения вокруг Z-оси 13 на держателе 6 установлен червячный вал (не показан) с червячным колесом, расположенным на обойме 10'. Выбирают такие передаточные числа, что когда червячный вал поворачивается, то возможна угловая точность, по меньшей мере 0,1o. Установленный угол можно считывать со шкалы (не показана) на держателе 6. Это вращательное движение можно достичь посредством шагового двигателя, который можно установить в головке 5 или в опорном блоке 7 в зависимости от распределения массы зажима 1.
Планка 17 или поворотная рукоятка 10 может также приводиться в действие электродвигателем; это целесообразно, в частности, когда полируют камни причудливой формы.
Электроэнергия для различных электрических шаговых двигателей в зажиме 1 подается через две опоры 21, по меньшей мере, одна из которых электрически изолирована от опорного блока 7. Таким образом, когда зажим расположен на ползуне 2, электроэнергия может подаваться через опоры 21. Однако, когда зажим 1 удаляют с ползуна 2, необходимая электроэнергия подается перезаряжаемыми батареями, расположенными в опорном блоке 7.
В нижнюю часть опорного блока 7 встроены инфракрасные датчики, соответствующие датчикам, расположенным противоположно в ползуне. Эти датчики передают данные между ползуном 2 и электронным блоком, расположенным в зажиме 1. Эти данные передаются через ползун 2 к панели управления и компьютеру, который координирует работу различных шаговых двигателей и датчиков в зажиме 1. Если имеются несколько зажимов 1, взаимодействующих с одним или несколькими полировальными дисками 11, компьютер может координировать работу этих различных зажимов 1.
В описанном варианте исполнения контрольный орган 25 зажима 1 и датчик 28 на ползуне 2 и на регулировочном устройстве 3 заменяется датчиками расстояния (ПД или датчиками положения), например, те, которые поставляются фирмой Хамацу. Эти датчики расстояния позволяют измерять с большой точностью расстояние и изменения в расстоянии между зажимом 1 и ползуном 2 или регулировочным устройством 3.
Такое исполнение имеет важные преимущества. Например, можно измерить скорость полирования драгоценного камня, что упрощает нахождение благоприятного направления полирования драгоценного камня 9.
Также можно компенсировать любую эксцентричность драгоценного камня 9 относительно оси 14 шагового вращения, которая может быть, например, результатом менее, чем совершенной установки драгоценного камня в трубке 10 с шаговым вращением. Для достижения этого, глубину полирования для первой грани драгоценного камня 9 устанавливается на регулировочном устройстве 3 посредством средства 34 регулирования высоты и поворотной рукоятки 19. Затем драгоценный камень 9 вращают вокруг оси 14 шагового вращения в положение, соответствующее другой полируемой грани, которая наиболее или наименее эксцентрична. Глубину полирования для этой грани устанавливают средством 34 регулирования высоты. Затем изменение в соответствующем расстоянии, измеренное датчиками расстояния, передается компьютеру вместе с угловым положением драгоценного камня. Это можно сделать для различных положений драгоценного камня 9. По этим значениям компьютер вычисляет поправки, необходимые для установки глубины полирования для различных граней. Во время полирования драгоценного камня 9 датчик расстояния измеряет изменения в расстоянии и драгоценный камень 9 поднимается с полировального диска 11 при достижении откорректированной глубины полирования для конкретной грани.
Во время осуществления операции драгоценный камень 9 подвергается воздействию больших разностей температур между одной и другой гранями во время полирования из-за различных ориентаций кристаллических решеток в различных гранях. Разности температур в 300oC являются не редкими. Это может быть результатом различия примерно в 50 мкм в истинной глубине полирования одной грани по отношению к другой грани из-за теплового расширения. Поэтому вблизи драгоценного камня устанавливают датчик температуры (термопара или радиационный термометр). Затем считываемые с него значения преобразуют в поправки для глубины полирования.
Во время полирования ползуну 2 сообщается маятниковое движение. В результате ползун 2 перемещается радиально возвратно-поступательно относительно полировального диска 11. Во время такого колебательного движения можно измерить изменения в высоте зажима 1 для постоянного контроля за состоянием поверхности полировального диска 11. Маятниковое движение достигается при помощи шагового электродвигателя.
В зависимости от полируемого драгоценного камня 9 можно применять различные исполнения зажима 1, например блочный зажим, зажим для бриллианта или зажим для орнаментальных форм. Эти зажимы можно идентифицировать при помощи инфракрасных датчиков (не показаны), установленных под опорным блоком 7, таким образом во время установки или полирования компьютер определяет, какой тип зажима следует регулировать и какие данные установки из компьютера можно использовать для этого типа зажима. Благодаря калиброванию расстояний A и B и перпендикулярной установки X-оси на калиброванные расстояния, как на регулировочном устройстве, так и на различных ползунах, различные зажимы для полирования являются взаимозаменяемыми и их можно использовать и заменять на регулировочных устройствах и ползунах с одинаковым калиброванием.
Если это потребуется, то зажим согласно настоящему изобретению можно использовать вручную в соответствии с ручным способом.
Держатель 6 зажима 1, показанный на чертежах, также содержит U-образный мостик, выполненный так, чтобы положение оси 14 шагового вращения могло изменяться между 0 и 90o, т.е. в принципе между горизонтальным и вертикальным положениями.
В более компактном варианте исполнения устройства согласно настоящему изобретению, как показано на фиг. 5, регулировочное устройство 3 и опора 26 ползуна 2 включены в стол 39 для полирования. Таким образом, во время перемещения ползуна 2 по опоре 26 можно позволить держателю 6 зажима 1 находиться на средстве 34 регулировки высоты регулировочного устройства 3. Таким образом, не потребуется дополнительный датчик 28 на регулировочном устройстве 3. В этом компактном исполнении полировальный диск 11 предпочтительно имеет диаметр 200 мм вместо 320 мм, который обычно применяют в другом варианте исполнения. Такой вариант исполнения можно применять для полирования экваториальных плоскостей шлифованного алмаза. Большей частью их полируют с использованием небольших полировальных кругов, которые вращаются вокруг горизонтальной оси.
В различных вариантах исполнения выбирают такую форму зажима 1, чтобы было легко ее применять вручную, причем она отличается от известной формы только слегка.
Конечно, настоящее изобретение не ограничено предложенными вариантами исполнения устройства согласно настоящему изобретению, описанному и показанному на чертежах. Например, можно применять зажим, в котором опорный блок может быть установлен на неподвижной колонне, на которой он может перемещаться вверх и вниз. В этом конкретном случае можно обойтись без ползуна, если это потребуется, и любой датчик 28, который присутствует, можно установить непосредственно на неподвижную опору 26. Можно также обойтись без ползуна и в некоторых случаях, когда опорный блок поворачивается вокруг опоры. Также можно, чтобы головка 5 перемещалась относительно кронштейна 4, который затем прочно соединяется с опорным блоком.
Посредством шаговых двигателей и различных датчиков может налагаться на устройство в соответствии с настоящим изобретением почти неограниченное количество ограничений за счет применения компьютера с соответствующим программным обеспечением, которое может изменяться в зависимости от геометрии зажима и геометрии полируемого драгоценного камня. Таким образом, можно получить очень разнообразные формы во время полирования. Все движения могут осуществляться вручную либо с помощью двигателя. Окуляр 37 можно заменить камерой, которая может функционировать также в качестве системы измерения. Для выравнивания опоры 26 можно также использовать датчик 28.
Формула изобретения: 1. Способ полирования драгоценных камней, при котором драгоценный камень помещают в держатель зажима и устанавливают глубину полирования для получения грани, драгоценный камень прижимают зажимом к полирующей поверхности в соответствующем положении для образования грани, отличающийся тем, что установку глубины полирования осуществляют на первой стадии путем расположения драгоценного камня относительно базовой плоскости в положение, которое он должен занимать относительно полирующей поверхности по завершении операции полирования грани, при этом в качестве базовой плоскости выбирают плоскость, соответствующую полирующей поверхности, а операцию полирования производят на второй стадии при установке драгоценного камня противоположно полирующей поверхности и осуществляют ее до момента достижения зажимом с драгоценным камнем положения относительно полирующей поверхности, соответствующего его положению относительно базовой плоскости на первой стадии.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что держатель вращают вокруг Х-оси, которую на первой стадии устанавливают перпендикулярно к базовой плоскости, а на второй стадии операцию полирования осуществляют до момента расположения Х-оси перпендикулярно полирующей поверхности.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он предназначен для полирования алмазов.
4. Устройство для полирования грани на драгоценном камне, содержащее полирующую поверхность, зажим, снабженный опорным блоком, головкой с держателем для закрепления с возможностью удаления полируемого драгоценного камня, и контрольный орган для определения требуемой глубины полирования, причем держатель установлен с возможностью вращения вокруг Х-оси, неподвижной относительно головки, отличающееся тем, что оно снабжено регулировочным устройством, имеющим средства для установки зажима в положение, соответствующее тому положению, которое он занимает относительно полирующей поверхности в момент завершения полирования грани драгоценного камня.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что одно из упомянутых средств выполнено в виде базовой плоскости, расположенной на одинаковом в перпендикулярном направлении расстоянии и в положении относительно опорного блока, как и полирующая поверхность в момент взаимодействия зажима с последней и достижения требуемой глубины полирования драгоценного камня.
6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что контрольный орган закреплен на опорном блоке.
7. Устройство по любому из пп.4 - 6, отличающееся тем, что регулировочное устройство снабжено датчиком, предназначенным для взаимодействия с контрольным органом.
8. Устройство по любому из пп.4 - 7, отличающееся тем, что опорный блок снабжен средствами регулирования для установки зажима в положение, предшествующее полированию грани таким образом, что во время полирования достигается ранее определенная глубина полирования драгоценного камня и в момент образования грани становится известным положение держателя относительно полирующей поверхности.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что средства регулирования выполнены с возможностью перемещения головки относительно опорного блока.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средства регулирования выполнены с возможностью перемещения головки вверх и вниз относительно опорного блока.
11. Устройство по любому из пп.4 - 10, отличающееся тем, что оно снабжено кронштейном, который расположен между головкой и опорным блоком, при этом головка жестко прикреплена к кронштейну.
12. Устройство по любому из пп.4 - 11, отличающееся тем, что контрольный орган установлен с возможностью взаимодействия с датчиком для определения положения зажима относительно полирующей поверхности.
13. Устройство по любому из пп.4 - 12, отличающееся тем, что опорный блок снабжен, по меньшей мере, одной опорой, расположенной в точке опоры для поворота зажима вокруг последней.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что зажим снабжен подъемным стержнем, предназначенным для его опоры во время поворота вокруг точки опоры, по меньшей мере, в начале контакта между драгоценным камнем и полирующей поверхностью и во время завершения контакта.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленной на опорном блоке подъемной штангой, проходящей через кронштейн, при этом подъемный стержень прикреплен к подъемной штанге.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что подъемная штанга имеет более низкую степень жесткости, чем кронштейн.
17. Устройство по любому из пп.13 - 16, отличающееся тем, что оно снабжено ползуном, на который опирается зажим в точке опоры через промежуточную часть опоры.
18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что ползун снабжен подъемным механизмом для зажима.
19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что подъемный механизм выполнен в виде рычага, установленного с возможностью взаимодействия одним концом с приводным кулачком, а другим концом - с подъемным стержнем.
20. Устройство по любому из пп.17 - 19, отличающееся тем, что ползун снабжен датчиком для определения положения зажима относительно ползуна.
21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что контрольный орган установлен с возможностью взаимодействия с датчиком для определения достижения требуемой глубины полирования и расположения неподвижной Х-оси перпендикулярно к полирующей поверхности.
22. Устройство по любому из пп.17 - 21, отличающееся тем, что ползун установлен с возможностью радиального перемещения относительно полировального диска.
23. Устройство по любому из пп.4 - 22, отличающееся тем, что держатель имеет две оси вращения, расположенные, предпочтительно, перпендикулярно друг другу для перемещения вокруг них драгоценного камня, расположенного в держателе.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что одна из осей вращения расположена перпендикулярно Х-оси, а другая ось или ось шагового вращения предназначена для вращения вокруг нее драгоценного камня и установлена перпендикулярно первой упомянутой оси с возможностью вращения вокруг нее.
25. Устройство по п.23 или 24, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна из трех упомянутых осей для вращения драгоценного камня в конкретное положение связана с электродвигателем.
26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что держатель для вращения его вокруг Х-оси снабжен шаговым двигателем, а также муфтой со скольжением, расположенной между держателем и шаговым двигателем для вращения держателя вручную вокруг Х-оси, при этом держатель снабжен датчиком, принимающим сигнал один раз за оборот для определения точного положения держателя относительно Х-оси.
27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что в качестве датчика использован магнитный переключатель.
28. Устройство по любому из пп.8 - 27, отличающееся тем, что средства регулирования снабжены электродвигателем.
29. Устройство по любому из пп.4 - 28, отличающееся тем, что оно предназначено для полирования грани на алмазе.