10.000 Diamanten in der Stunde

Artikel vom 27. November 2020 

Diamanten

Beim Diamantenschliff ist der Mensch gefragt. Der Zuschnitt muss von einer perfekt ausgebildeten Fachkraft durchgeführt werden. Denn die Edelsteine können noch so makellos sein – ein falsch angesetzter Schnitt macht alles zu Nichte. Das Sortieren der Steine nach Größen erledigen hingegen Maschinen. Auch von ihnen hängt viel ab: Der Sortierprozess muss sehr schnell ablaufen, trotzdem darf es dabei keinerlei Kratzer geben. Eine Sortieranlage mit Schnellschaltventilen schafft es, bis zu 10.000 Diamanten pro Stunde kratzerfrei der Größe nach zu ordnen.

Fünf Monate lang haben Experten den teuersten blauen Diamanten der Welt, den „Blue Moon“, analysiert, um den optimalen Zuschnitt zu ermitteln. Der Schliff nahm weitere drei Monate in Anspruch. Bei anderen Diamanten dauert der Vorgang nur wenige Stunden – doch auch bei ihnen hängt alles vom Zuschleifen ab. Auch bei perfekter Farbe und Reinheit kann der falsche Schnitt den Wert deutlich senken, weshalb gute Schleifer in der Branche als Künstler gelten.

Nach dem Schliff sollen die Diamanten schnell in den Verkauf

Ist der Schliff der edlen Steine beendet, ist deutlich mehr Schnelligkeit gefragt. Für den Verkauf müssen die Steine rasch ihrer Größe nach sortiert werden, wobei klassischerweise ein Sieb verwendet wird. Das Verfahren geht zwar zügig von Statten, hat aber einige Nachteile: Es ist sehr ungenau und regelmäßig bleiben Steine im Sieb stecken. Außerdem besteht die Gefahr, die Diamanten zu beschädigen.

Ein optisches Sieb sortiert die Edelsteine schonend

Eine behutsamere Alternative bietet das optische Sieben, bei dem eine Kamera die Größe der Steine ermittelt. Dazu transportiert ein vibrierender Wendelförderer – ein spezielles Fördergerät für staubförmige bis grobkörnige Schüttgüter – die Diamanten zunächst nacheinander auf eine rotierende, runde Glasplatte und wendet sie vorsichtig auf ihre flache Seite.

Ein vibrierender Wendelförderer transportiert Diamanten zum optischen Sieb und richtet sie auf ihre flache Seite aus. Dadurch verhindert das Fördergerät, dass die Steine beim Kippen beschädigt werden.
Ein vibrierender Wendelförderer transportiert Diamanten zum optischen Sieb und richtet sie auf ihre flache Seite aus. Dadurch verhindert das Fördergerät, dass die Steine beim Kippen beschädigt werden.

Über der Glasplatte ist ein Vision System mit einer Kamera angebracht. Eine Fotozelle erkennt jeden neuen Stein auf der Glasplatte und löst die Kamera aus. Das Vision System zählt die Pixel auf dem aufgenommenen Bild und ermittelt so, wie groß der Edelstein ist.

Schnellschaltventile schieben die Diamanten schnell und präzise in den passenden Behälter

Für die eigentliche Sortierung der Edelsteine sind Pneumatikventile kreisförmig unter der Drehscheibe angeordnet, auf der die Diamanten liegen. Behälter für die verschiedenen Steingrößen sind rund um die Glasplatte positioniert. Sobald ein Diamant den seiner Größe entsprechenden Behälter passiert, geben die Ventile einen Druckluftimpuls ab und schieben ihn hinein.

  • Die Diamanten bewegen sich auf der rotierenden Glasscheibe zwischen Ventilen und Sortierbehältern

    Die Diamanten bewegen sich auf der rotierenden Glasscheibe zwischen Ventilen und Sortierbehältern.

  • Sobald ein Stein den seiner Größe entsprechenden Auswurfpunkt erreicht hat, schiebt ihn ein Druckluftimpuls aus dem Ventil in den entsprechenden Behälter.

    Sobald ein Stein den seiner Größe entsprechenden Auswurfpunkt erreicht hat, schiebt ihn ein Druckluftimpuls aus dem Ventil in den entsprechenden Behälter.

Damit der Druckluftimpuls möglichst schnell und präzise ist, werden Schnellschaltventile eingesetzt. Diese Ventile enthalten einen Magneten, in den für sehr kurze Zeit ein relativ hoher Strom eingeleitet wird. Dadurch bauen sich sehr schnell Magnetkräfte auf, die den Ventilkörper heranziehen, und das Ventil öffnet sich. Anschließend wird der Strom sofort auf ein Minimum heruntergeregelt und abgedreht, wodurch sich das Ventil wieder schließt.

Die Pneumatikventile ermöglichen hohe Taktraten, ohne auszufallen

Durch das schnelle Absenken des Stroms sind sehr hohen Taktraten möglich – also ein ständiges Öffnen und Schließen des Ventils – ohne dass der Magnet überhitzt und das Ventil ausfällt. Außerdem schaltet es in jedem Takt sehr gleichmäßig. Insgesamt beträgt die Zeit pro Zyklus nicht mehr als drei Millisekunden und es werden rund drei Steine pro Sekunde in den passenden Behälter geschoben. Bei so einer schnellen Sortierung kann sich der Schleifer ruhig etwas mehr Zeit für ein perfektes Ergebnis nehmen.

Die Schnellschaltventile haben eine Ansprechzeit von weniger als 2 Millisekunden und eine Wiederholgenauigkeit von unter 0,2 Millisekunden. Auf diese Weise sortieren sie die Diamanten schnell und präzise.
Die Schnellschaltventile haben eine Ansprechzeit von weniger als 2 Millisekunden und eine Wiederholgenauigkeit von unter 0,2 Millisekunden. Auf diese Weise sortieren sie die Diamanten schnell und präzise.


Titelbild: www.shotshop.com