ES2914620T3 - Dispositivo de tratamiento de superficies y procedimiento de tratamiento de superficies que utiliza dicho dispositivo - Google Patents

Abstract

Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo (20), que comprende por lo menos un depósito de tratamiento (50) para contener una mezcla abrasiva, y por lo menos un conjunto de manipulación (30) con unos soportes de piezas de trabajo (40) para soportar las piezas de trabajo (20), en el que los soportes de piezas de trabajo (40) pueden ser puestos en movimiento con respecto al depósito de tratamiento (50) de tal manera que pongan las piezas de trabajo (20) en contacto con la mezcla abrasiva, caracterizado por que los soportes de piezas de trabajo (40) pueden ser puestos en movimiento según cuatro grados de libertad de movimiento, siendo cada uno de los cuatro grados de libertad de movimiento de los soportes de piezas de trabajo (40) con respecto al depósito de tratamiento (50) independiente y simultáneo con respecto a los demás grados de libertad de movimiento, y en el que la dirección y la velocidad de cada movimiento individual de los soportes de piezas de trabajo (40) pueden ser controlados y configurados de manera independiente mediante unos medios de control (60) en función de un programa de tratamiento elegido.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de tratamiento de superficies y procedimiento de tratamiento de superficies que utiliza dicho dispositivo

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere, de manera general, al campo técnico del tratamiento de superficies. Más específicamente, la presente invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento de superficies, así como a un procedimiento para el tratamiento de superficies que utiliza dicho dispositivo. Aún más específicamente, la presente invención se refiere a un dispositivo de tratamiento de superficies derivado del acabado vibratorio, así como a un procedimiento de tratamiento de superficies correspondiente derivado del acabado vibratorio.

Antecedentes de la invención

El tratamiento de superficies es una operación muy frecuente en la industria. Generalmente, el tratamiento de superficies se utiliza cuando existe la necesidad de cambiar las propiedades físicas y/o químicas de una superficie (por ejemplo, con el fin de aumentar su resistencia al desgaste y a la utilización o la adherencia de los materiales), cuando se desea cambiar su apariencia (por ejemplo, con un objetivo decorativo) o adicionalmente cuando se desea cambiar o ajustar sus dimensiones (por ejemplo, con el fin de obtener una tolerancia dimensional precisa). Pueden utilizarse diferentes técnicas para tratar superficies, en particular tratamientos mecánicos, químicos, electroquímicos o físicos, así como combinaciones de estos tratamientos.

Uno de los métodos de tratamiento de superficies es el pulido. Normalmente, el pulido forma parte del proceso de acabado en la producción de piezas metálicas, y se utiliza para dar a la pieza fabricada una apariencia agradable y/o un estado de superficie de alta calidad. De hecho, la calidad de las superficies de las piezas es un parámetro crítico en determinadas industrias (por ejemplo, en la relojería), por lo que un tratamiento homogéneo es fundamental. Por supuesto, el pulido no se limita a las piezas de metal y también puede aplicarse a piezas realizadas en otro material.

Entre los métodos de pulido, la técnica conocida con el nombre de “acabado vibratorio” es uno de los métodos más comunes, y es una técnica que permite obtener un pulido extremadamente fino. El acabado vibratorio, también conocido con los nombres de “pulido mecánico químico”, “tamboreación” o “abrasión vibratoria”, es un procedimiento de tratamiento de superficies en el que las piezas que van a tratarse se sumergen en una mezcla abrasiva que posteriormente se somete a un movimiento vibratorio u oscilante en un depósito abierto o cubierto. La fricción obtenida de este modo entre las piezas que van a tratarse y la mezcla abrasiva da como resultado un pulido más o menos fino de las superficies de las piezas sumergidas, especialmente en función del tipo de mezcla abrasiva utilizada, la fuerza de fricción o la interacción entre las piezas y la mezcla, la velocidad de movimiento de los elementos del sistema, así como la duración del tratamiento. El aspecto químico-mecánico del procedimiento de acabado vibratorio “convencional” reside en las repetidas multicolisiones de los medios en la mezcla abrasiva sobre la superficie de las piezas tratadas. Esta sucesión de colisiones conlleva una pérdida o un desplazamiento de material de las piezas en la carga tratada. Puede demostrarse que el efecto mecánico de las colisiones provocadas por los medios depende en particular del ángulo de incidencia de la colisión.

En el caso de aplicación de un procedimiento de acabado vibratorio “convencional”, todas las piezas se tratan generalmente en volumen (o como una masa) y, por consiguiente, pueden chocar entre sí durante el procedimiento. Estas colisiones entre las piezas a veces son incluso deseables porque pueden permitir la mejora del rendimiento del tratamiento. Sin embargo, este hecho limita la aplicación de los métodos de acabado vibratorio convencionales, ya que no permiten, en particular, el tratamiento de las piezas en aplicaciones en las que las superficies de las piezas tratadas no deben colisionar con otras piezas. Se conocen dispositivos y métodos a partir de la técnica anterior, como por ejemplo a partir del documento US 4205487 (que crea la base para el formulario en dos partes de la reivindicación 1) y el documento JP 58102672, en el que se montan varias piezas de trabajo en un conjunto de manipulación y se mueven en un depósito de tratamiento. Sin embargo, estos dispositivos a partir de la técnica anterior no permiten un programa de tratamiento individual para cada pieza de trabajo unida al conjunto de manipulación.

En cuanto a la mezcla abrasiva, generalmente se compone de los siguientes tres componentes:

- unos “medios” cuya función es transferir los movimientos a las piezas que van a tratarse de manera que generen la fricción que es la base del efecto abrasivo. Los medios pueden producirse de diversos materiales (por ejemplo, de metal o cerámica), formas (por ejemplo, cilíndricos o tetragonales) y dimensiones;

- un elemento abrasivo en forma de polvo o pasta, cuya función es aumentar el efecto de la fricción y, por tanto, el efecto de la abrasión; y

- un líquido (generalmente agua, aceite o una emulsión) que provoca que la mezcla sea más fluida y ayuda a facilitar el procedimiento al tiempo que limita el aumento de temperatura creado por la fricción.

Por motivos de un buen orden, parece importante mencionar que la tecnología de acabado vibratorio puede utilizarse no solo para pulir, sino también, por ejemplo, para desbarbar o bruñir. Del mismo modo, el acabado vibratorio se utiliza en todas las etapas del procedimiento industrial de acabado de piezas, es decir, en las etapas denominadas de desbaste, alisado o frotado, pulido y descarnadura.

A pesar de su aparente sencillez, la técnica del acabado vibratorio es un procedimiento que resulta ser complicado de dominar teniendo en cuenta los múltiples parámetros que deben tenerse en cuenta para obtener resultados reproducibles. La complejidad de dominar un sistema de acabado vibratorio se deriva de la propia naturaleza del principio junto con la ausencia de experiencia real en ciencia de materiales y ciencias químicas en las empresas usuarias. Los problemas más comunes son:

- la generación de flujos turbulentos, aunque los flujos continuos o más uniformes serían más eficaces;

- la presencia de sistemas aleatorios provocada por el carácter del mecanismo vibratorio u oscilatorio que no permite ejercer un control científico sobre todo el procedimiento;

- la presencia de sistemas más o menos automatizados, lo que limita las funcionalidades y el rendimiento productivo y/o la calidad;

- ninguna innovación real en cuanto a nuevas soluciones químicas (generalmente: recetas tradicionales);

- ninguna innovación real en los medios con respecto a la naturaleza del material, la forma, las dimensiones o las características físicas;

- accesibilidad reducida con respecto a piezas técnicas de forma compleja;

- accesibilidad reducida con respecto a microdetalles y microestructuras;

- conocimiento limitado con respecto a la rugosidad o topologías de superficies;

- más evaluación cualitativa (es decir, estética de la superficie) que evaluación cuantitativa (es decir, superficie funcional);

- el ángulo de incidencia de los medios sobre las piezas no se ha entendido completamente, y esto da como resultado un fenómeno aleatorio no controlado.

Sumario de la invención

La presente invención presenta como objetivo, precisamente, superar las limitaciones mencionadas anteriormente e incluso anticiparse a las necesidades cada vez mayores de los fabricantes en cuanto a calidad, precio y rendimiento. La presente invención, por un lado, posibilita el tratamiento en casos de aplicaciones que han sido imposibles de conseguir hasta el día de hoy con métodos conocidos, y esto se debe al tratamiento pieza a pieza, y, por otro lado, permite beneficiarse de un tratamiento de calidad superior debido al grado de libertad de movimiento proporcionado a las piezas. Además, el principio mecánico-físico-químico en el que se basa la presente invención le proporciona la posibilidad de conseguir nuevas funcionalidades de tratamiento desconocidas hasta ahora. Asimismo, con el fin de poder ofrecer las máximas prestaciones en cuanto a rendimiento, el dispositivo y procedimiento de tratamiento de superficies propuestos se centran en el campo del superacabado de superficies funcionales o técnicas de piezas de alto valor añadido.

Estos y otros objetivos establecidos para la presente invención se alcanzan en particular con la ayuda de un dispositivo de tratamiento de superficies según la reivindicación 1, así como con la ayuda de un procedimiento de tratamiento de superficies que utiliza un dispositivo de este tipo según la reivindicación 14. Las formas de realización más específicas forman el contenido de las reivindicaciones dependientes.

Más concretamente, los objetivos planteados por la presente invención se consiguen con la ayuda de un dispositivo para el tratamiento de superficies de una o más piezas de trabajo, que comprende al menos un depósito de tratamiento para contener una mezcla abrasiva, y al menos un conjunto de manipulación con al menos un soporte de pieza de trabajo para soportar la pieza de trabajo, en el que el soporte de pieza de trabajo puede ponerse en movimiento con respecto al depósito de tratamiento de tal manera que ponga la pieza de trabajo en contacto con la mezcla abrasiva, y en el que el soporte de pieza de trabajo puede ponerse en movimiento según cuatro grados de libertad de movimiento, en el que cada uno de los cuatro grados de libertad de movimiento de los soportes de piezas de trabajo con respecto al depósito de tratamiento es independiente y simultáneo con respecto a los otros grados de libertad de movimiento, y en el que la dirección y la velocidad de cada movimiento individual de los soportes de piezas de trabajo puede controlarse y configurarse de forma independiente mediante medios de control en función de un programa de tratamiento elegido.

Los objetivos de la presente invención se alcanzan del mismo modo con la ayuda de un procedimiento de tratamiento de superficies que utiliza un dispositivo según la presente invención, que comprende las siguientes etapas:

- cargar por lo menos una pieza de trabajo en un soporte de pieza de trabajo utilizando unos medios para cargar/descargar piezas de trabajo;

o preparar y cargar una mezcla abrasiva en el interior del depósito de tratamiento con ayuda de la disposición periférica y/o la regulación del depósito de tratamiento con ayuda del dispositivo para una regulación de temperatura;

o colocar el soporte de pieza de trabajo con la pieza de trabajo en movimiento con respecto al depósito de tratamiento por los medios de control, según un programa de control deseado; y

o tras la finalización del programa de control deseado, descargar la pieza de trabajo del soporte de pieza de trabajo con la ayuda de unos medios de carga/descarga de pieza de trabajo.

Gracias a las diferentes formas de realización de la presente invención, es posible, entre otras cosas, superar los siguientes problemas de soluciones existentes:

- los métodos de pulido actuales son generalmente de tipo manual o semiautomático, y por consiguiente requieren de muchos recursos humanos y experiencia;

- los métodos de pulido actuales requieren muy a menudo la utilización de diversas tecnologías para alcanzar un resultado final;

- los métodos de pulido actuales son a menudo complejos y están mal controlados porque los parámetros son muy numerosos;

- los parámetros son muy a menudo elementos empíricos en lugar de científicos, motivo del que se desprende la dificultad para controlarlos;

- los métodos de pulido actuales no incluyen funcionalidades o técnicas avanzadas que les permitan tratar piezas de trabajo realizadas de nuevos materiales y/o con formas muy complejas (cóncavas, convexas, interiores huecos, pequeños orificios ciegos y/u orificios pasantes);

- los métodos de pulido actuales no permiten el acceso a microdetalles de piezas de trabajo complejas y no permiten generar microestructuras y/o una microtopología de la superficie;

- los ciclos de pulido actuales generalmente implican muchas horas, o incluso días, de tratamiento mientras que la industria desea ciclos cortos (del orden de minutos);

- los métodos de pulido actuales, salvo raras excepciones, no son realmente capaces de conservar la geometría precisa de las piezas de trabajo durante el tratamiento;

- los sistemas de pulido actuales presentan dimensiones bastante grandes y por tanto requieren una cantidad muy grande y costosa de espacio de suelo en los talleres;

- las funcionalidades, tales como la carga y descarga de piezas de trabajo, el giro de las piezas de trabajo, el control de calidad de las piezas de trabajo durante el tratamiento, el lavado de las piezas de trabajo y los medios, el enjuague de la cámara de tratamiento, el filtrado y el reciclado de las mezclas químicas, de metales preciosos y/o de efluentes generalmente no están integrados, o lo están solo parcialmente, en los sistemas.

Breve descripción de los dibujos

La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la siguiente descripción, proporcionada a título de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos que representan esquemáticamente:

- la figura 1, una vista esquemática en perspectiva del dispositivo de tratamiento de superficies según una forma de realización de la presente invención;

- la figura 2, una vista esquemática en perspectiva del conjunto de tratamiento del dispositivo de la figura 1; - la figura 3, una vista esquemática en perspectiva de un elemento de manipulación del conjunto de tratamiento de la figura 2, representado en primer lugar sin piezas de trabajo (figura 3a) y luego con piezas de trabajo unidas a los soportes de piezas de trabajo (figura 3b);

- las figuras 4 a 11, vistas esquemáticas de diferentes perfiles de depósitos de tratamiento, de forma circular (o anular), una vez en una vista en perspectiva (figuras 4a a 11a), y otra vez en una vista recortada (figuras 4b a 11b);

- la figura 12 (con las subfiguras 12a a 12j), vistas esquemáticas desde arriba de las diferentes formas del depósito de tratamiento; y

- la figura 13, una vista esquemática en perspectiva de parte del dispositivo de tratamiento de superficies según otra forma de realización de la presente invención.

Descripción detallada de formas de realización de la invención

La figura 1 muestra de manera esquemática un dispositivo de tratamiento de superficies 10 según una forma de realización de la presente invención. Los elementos esenciales del dispositivo 10 son un depósito de tratamiento 50 y un conjunto de manipulación 30, que se describirán con más detalle a continuación. El depósito de tratamiento 50 está diseñado para contener una mezcla abrasiva que se utiliza en el procedimiento de tratamiento de superficies.

Esta mezcla abrasiva, que comprende generalmente al menos el medio y una sustancia química, puede producirse in situ y cargarse en el depósito de tratamiento 50 con la ayuda de una disposición periférica 70. Esta disposición periférica 70, ilustrada de manera muy esquemática en la figura 1, puede contener multitud de elementos diferentes que se utilizan para almacenar, preparar y manipular los diferentes componentes de la mezcla abrasiva, por ejemplo, los elementos de mezclado de componentes, los medios de transporte, los medios de carga de la mezcla abrasiva en el interior del depósito de tratamiento, los medios de descarga de la mezcla abrasiva del depósito de tratamiento, los medios de filtración de la mezcla abrasiva, los medios de reciclado de los componentes de la mezcla abrasiva y/o los efluentes, etc.

El principio de funcionamiento del dispositivo de tratamiento de superficies 10 es relativamente sencillo: la pieza de trabajo o piezas de trabajo que van a tratarse 20 son cargadas en el conjunto de manipulación 30, a continuación, son puestas en contacto con la mezcla abrasiva dentro del depósito de tratamiento 50 antes de ponerse en movimiento con respecto al depósito de tratamiento 50 según un programa deseado con la ayuda de los componentes del conjunto de manipulación 30. Este movimiento relativo entre las piezas de trabajo 20 y la mezcla abrasiva en el depósito de tratamiento 50 provoca una fricción que da como resultado un tratamiento de superficie de las piezas de trabajo 20. Al final del programa, las piezas de trabajo 20 tratadas se descargan del conjunto de manipulación 30. El aspecto especial del dispositivo de tratamiento de superficies 10 según la presente invención es la posibilidad de poner en movimiento cada pieza que va a tratarse con respecto al depósito de tratamiento 50 (y por tanto con respecto a la mezcla abrasiva) según cuatro grados de libertad de movimiento, dependiendo del programa de tratamiento deseado, tal como se mostrará con más detalle a continuación.

El movimiento de los componentes del conjunto de manipulación 30 es controlado y dirigido con la ayuda de medios de control (o medios de dirección) 60 que también forman parte del dispositivo 10. Estos medios de control 60 son, en particular, un control numérico de tipo CNC o un controlador lógico programable (PLC), pero también pueden ser cualquier otro medio que permita la ejecución del programa deseado, por ejemplo, un ordenador personal, una tableta o un teléfono portátil.

Además del conjunto de manipulación 30, el depósito de tratamiento 50, los medios de control 60 y la disposición periférica 70, el dispositivo 10 también comprende unos medios de paletización 13, lo que permite almacenar las piezas de trabajo 20 en palés habituales antes y después del tratamiento con el fin de proporcionar una mayor autonomía productiva. Pueden utilizarse unos medios de carga/descarga de piezas de trabajo 15 para cargar las piezas de trabajo que van a tratarse 20 en los soportes de piezas de trabajo 40 (visibles, por ejemplo, en la figura 3a) desde los palés, luego descargarlas de los soportes de piezas de trabajo 40 y almacenarlas de nuevo en los palés después del tratamiento. Puede ser un autómata industrial habitual, pero también otros medios capaces de lograr las operaciones deseadas. También pueden estar previstos unos medios de giro de las piezas de trabajo 17, que hacen posible cambiar la colocación de las piezas de trabajo 20 con respecto a sus soportes de piezas de trabajo 40 durante el procedimiento de tratamiento o al final del programa, con el fin de lograr un tratamiento de todas las diferentes caras de la pieza de trabajo que va a tratarse, o más de 360° en toda la superficie de las piezas de trabajo 20. El giro de las piezas de trabajo 20 también puede ser asistido por los medios de carga/descarga 15. Todos estos diferentes elementos del dispositivo 10 pueden ser soportados con la ayuda de un armazón 18 que también se representa de manera muy esquemática.

El dispositivo 10 en la figura 1 comprende además unos medios de regulación de temperatura 80, que se describirán con más detalle a continuación.

La figura 2 muestra el conjunto de manipulación 30 del dispositivo 10 en una vista ampliada. El conjunto de manipulación 30 comprende un soporte giratorio 31 en forma de disco en el que están montados multitud de elementos de manipulación en forma de árbol giratorio. Cada elemento de manipulación 32 comprende tres soportes de piezas de trabajo 40 en su extremo inferior que están conectados al soporte de manipulación 32 a través de un cabezal 33 (véase también la figura 3). Por supuesto, es posible aumentar o disminuir el número de soportes de piezas de trabajo 40 montados en cada elemento de manipulación 32. También sería posible proporcionar una pluralidad de cabezales 33 dispuestos en los diferentes niveles, comprendiendo cada uno un número determinado de soportes de piezas de trabajo 40. El número y la disposición de los soportes de piezas de trabajo 40 pueden elegirse dependiendo de las dimensiones y formas de las piezas de trabajo 20 que van a tratarse con el fin de optimizar el procedimiento de tratamiento. Cada soporte de pieza de trabajo 40 puede ser cargado con una pieza de trabajo 20 que va a tratarse.

Los elementos del conjunto de manipulación 30 pueden ser controlados por los medios de control 60 para permitir que cada soporte de pieza de trabajo 40 se ponga en movimiento según cuatro grados de libertad de movimiento independientes, y esto de manera simultánea. Con este fin, el soporte giratorio 31 puede accionarse en rotación alrededor de un primer eje A, tal como se ilustra por la flecha a”. Esta rotación está soportada por un eje de soporte 34 que también permite desplazar en traslación el soporte giratorio 31 a lo largo del primer eje A (tal como ilustra la flecha a') con el fin de acercarse o alejarse del depósito de tratamiento. 50 y, al mismo tiempo, permitir el contacto de las piezas de trabajo 20, cargadas en los soportes de piezas de trabajo 40, con la mezcla abrasiva en el depósito de tratamiento 50. En general, las piezas de trabajo 20 estarán completamente sumergidas en la mezcla abrasiva dentro del depósito de tratamiento 50, pero también puede concebirse que un tratamiento particular requiera que las piezas de trabajo 20 no estén completamente sumergidas en la mezcla abrasiva.

Además, cada elemento de manipulación 32 montado en el soporte giratorio 31 puede ser accionado en traslación, por un lado, a lo largo de un segundo eje B, que es paralelo al primer eje A, y, por otro lado, puede accionarse en rotación alrededor de este segundo eje B. Estos dos posibles movimientos de los elementos de manipulación 32 se ilustran en la figura 2 mediante las flechas b' y b”. Con la rotación alrededor del eje A del soporte giratorio 31, que transporta los elementos de manipulación 32, y estos dos movimientos de los elementos de manipulación 32, cada soporte de pieza de trabajo 40 fijado al extremo de un elemento de manipulación 32 puede de este modo ponerse en movimiento a lo largo de tres ejes diferentes.

Finalmente, cada soporte de pieza de trabajo 40 también puede ser accionado en rotación alrededor de un tercer eje C que es perpendicular al primer eje A y al segundo eje B. La flecha c ilustra este movimiento de los soportes de piezas de trabajo 40 en la figura 3a. Esta rotación alrededor del eje C de los soportes de piezas de trabajo 40 aumenta de este modo el número de diferentes grados de libertad de movimiento de cada soporte de pieza de trabajo 40 a cuatro, que son tres rotaciones alrededor de tres ejes diferentes y una traslación a lo largo de uno de estos ejes.

El dispositivo de tratamiento de superficies 10 también comprende unos medios para poner en vibración 35 el depósito de tratamiento 50, tal como se ilustra en la figura 2. Puede ser una mesa vibratoria, cuyo funcionamiento también puede controlarse y dirigirse por los medios de control 60. El movimiento de vibración (o la oscilación) del depósito de tratamiento 50, que puede controlarse en uno o más ejes simultáneamente, pero de manera independiente, se suma de este modo a los cuatro grados de libertad de movimiento mencionados, aumentando de este modo las posibilidades de control del movimiento de cada soporte de pieza de trabajo 40 con respecto a la mezcla abrasiva y lo que permite un control muy fino y preciso.

Es importante mencionar que la dirección y la velocidad de cada movimiento individual de los soportes de piezas de trabajo 40 (así como la vibración del depósito de tratamiento 50) pueden controlarse y configurarse de manera independiente por los medios de control 60, en función del programa de tratamiento elegido. Esta flexibilidad permite el ajuste del procedimiento de tratamiento a las particularidades de las piezas de trabajo 20 que van a tratarse.

Tal como puede observarse en la figura 3b, que representa un elemento de manipulación 32 con piezas de trabajo 20 cargadas en los soportes de piezas de trabajo 40, cada pieza de trabajo 20 puede diseñarse para proporcionar un mecanismo mecánico denominado “traba” 41, que permite, por un lado, el agarre de la pieza de trabajo 20 fácilmente mediante los medios de carga/descarga de las piezas de trabajo 15 y su fijación al soporte de pieza de trabajo 40, y que, por otro lado, permite que los medios de carga/descarga de las piezas de trabajo 15 devuelvan las piezas de trabajo 20 durante o al final del tratamiento a través de los medios de torneado de las piezas de trabajo 17.

Al comienzo del proceso de tratamiento, los medios y las mezclas químicas se almacenan en recipientes reservados para tal fin (no ilustrados) en la disposición periférica 70. Posteriormente, las mezclas químicas se diluyen por medio de un elemento de mezclado a temperatura elevada antes de utilizarse para los tratamientos. Los medios de regulación de temperatura 80, mencionados anteriormente, pueden utilizarse para este fin. Los medios pueden limpiarse en sus recipientes de almacenamiento, ya sea en un procedimiento continuo o según sea necesario. Pueden utilizarse unos medios de transporte de medios para transferir los medios al interior del depósito de tratamiento 50 desde el recipiente de almacenamiento de medios, antes de que medios de llenado de depósito añadan el líquido de tal manera que llene el depósito de tratamiento 50 hasta que los medios estén completamente cubiertos. Este baño en el depósito de tratamiento 50 puede entonces llevarse a una temperatura determinada con la ayuda de los medios de regulación de temperatura 80; entonces también puede descargarse una mezcla química en el interior del depósito de tratamiento.

Con el fin de facilitar, de manera continuada, la homogeneidad de la mezcla abrasiva, el depósito de tratamiento 50 puede ponerse en modo vibratorio con la ayuda de medios de puesta en vibración 35. Esto permite activar el descenso del soporte giratorio 31 y la penetración de los soportes de piezas de trabajo 40 con las piezas que van a tratarse 20 en el baño. En el momento del descenso del soporte giratorio 31 a la altura deseada, o posteriormente, los soportes de piezas de trabajo 40 se ponen en movimiento según los cuatro grados de libertad de movimiento mencionados, en función del programa elegido.

El depósito de tratamiento 50 puede presentar diferentes formas, que representan generalmente la forma de un segmento toroidal o de un segmento de un poliedro toroidal, tal como se representa en las figuras 4 a 11 a título de ejemplo. Estas pueden ser formas que, observadas desde arriba, presentan una forma circular (o anular). Sin embargo, resulta obvio que la forma circular para el depósito de tratamiento 50 es solo una de las variantes y que el depósito de tratamiento 50 también puede presentar otras formas, por ejemplo, tal como se representa en la figura 12 (con las subfiguras 12a a 12k), en particular una forma semicircular (figura 12b), ovalada (figura 12c), triangular (figura 12d), cuadrada (figura 12e), rectangular (figura 12f), lineal (figura 12i), así como formas con canales paralelos (figuras 12g, 12h y 12k). La forma y/o las dimensiones del depósito de tratamiento 50 pueden elegirse en particular dependiendo de las formas y/o dimensiones de las piezas de trabajo 20 que van a tratarse.

Además, es posible proporcionar una tapa (no ilustrada) diseñada y dimensionada de tal manera que permite el cierre de la abertura superior del depósito de tratamiento 50 y garantice una estanqueidad estática y dinámica del depósito durante el tratamiento. Un cierre hermético del depósito de tratamiento 50 hace posible, por ejemplo, colocar el baño en el interior del depósito de tratamiento 50 bajo una sobrepresión moderada con el fin de aumentar la eficacia del tratamiento. Además, el depósito de tratamiento 50 puede presentar una pared doble, lo que hace posible calentar y enfriar el baño con la mezcla abrasiva dentro del depósito de tratamiento 50 con el fin de estabilizar la temperatura de tratamiento en un nivel deseado preciso.

De manera general, el procedimiento de tratamiento comprenderá dos fases, es decir, una primera fase de desbaste o acabado y una segunda fase de “superacabado”. Cada fase del ciclo de tratamiento puede presentar una duración diferente, que depende del programa elegido, en particular, oscilando entre algunos minutos y algunas horas.

Es posible mantener las mismas condiciones de tratamiento entre las fases, pero también es posible cambiarlas. Por ejemplo, sería posible utilizar la misma solución química y los mismos medios en las dos fases. En otro ejemplo, las dos fases pueden utilizar los mismos medios, pero diferentes sustancias químicas. En un tercer ejemplo, tanto los medios como las soluciones químicas pueden cambiar entre las dos fases. En los casos en los que los medios y las soluciones químicas sean diferentes entre las diferentes fases (o entre los diferentes ciclos de tratamiento), es posible llevar a cabo una limpieza intermedia del depósito de tratamiento 50.

Al final de un ciclo, la sobrepresión del depósito de tratamiento 50 puede detenerse y las piezas de trabajo 20 pueden retirarse del baño mediante la elevación del soporte giratorio 31. Sin embargo, las piezas de trabajo 20 permanecen suspendidas en los soportes de piezas de trabajo 40. Los medios que permanecen en el fondo del depósito de tratamiento 50 pueden entonces someterse a un primer enjuague, luego transportarse mediante medios de vaciado de medios al interior de su recipiente de almacenamiento en la disposición periférica 70, en donde pueden limpiarse de manera intensiva. Una vez vaciado el depósito de tratamiento 50 de los medios, las piezas de trabajo 20, que quedan suspendidas, pueden descender con el fin de ser sometidas, por su parte, a un lavado. Al final, después de las piezas de trabajo 20 y los medios, el depósito de tratamiento 50 también puede ser sometido a una limpieza intensiva.

Los efluentes, que están compuestos por mezclas químicas, por líquido disuelto en las mezclas químicas, así como por partículas de material retiradas de las piezas de trabajo tratadas, pueden descargarse a través del suelo del depósito de tratamiento 50. Para ello, es posible utilizar medios específicos de vaciado del depósito. Estos efluentes pueden entonces transportarse en diferentes recipientes dentro de la disposición periférica 70 en donde pueden filtrarse y reciclarse total o parcialmente. Asimismo, es posible llevar a cabo la filtración y/o el reciclado de metales preciosos.

La figura 13 ilustra parte del dispositivo 10 según otra forma de realización de la presente invención. En comparación con la primera forma de realización, el dispositivo 10 de la figura 13 comprende dos depósitos de tratamiento 50 y dos conjuntos de manipulación 30, dispuestos en paralelo. Esta forma de trabajo hace posible aumentar la capacidad del dispositivo 10 al permitir un tratamiento simultáneo de un mayor número de piezas de trabajo 20, o una utilización óptima de los recursos al implementar una primera fase de tratamiento con los medios y soluciones químicas correspondientes en un primer depósito de tratamiento 50 y una segunda fase de tratamiento con los medios y soluciones químicas correspondientes en un segundo depósito de tratamiento 50.

Por supuesto, también podría concebirse, en otra variante de la presente invención, proporcionar un dispositivo 10 con dos depósitos de tratamiento 50 (tal como se representa en la figura 13), pero con un único conjunto de manipulación 30 que sirve a los dos depósitos de tratamiento 50 de manera consecutiva. Gracias a una disposición de este tipo, cada uno de los dos depósitos de tratamiento 50 puede contener diferentes mezclas, lo que permite, por ejemplo, un primer tratamiento “aproximado”, seguido de un segundo tratamiento “fino”, dejando al tiempo las piezas que van a tratarse 20 en sus soportes de piezas de trabajo 40 respectivos. De lo contrario, también es posible, por ejemplo, sustituir las mezclas abrasivas en un depósito de tratamiento 50 durante el tratamiento de las piezas de trabajo 20 en el segundo depósito de tratamiento 50.

Anteriormente, la invención se ha descrito en primer lugar en términos generales y luego en forma de explicación de formas de realización prácticas. Por supuesto, la invención no se limita a la descripción de estos modos de implementación; resulta evidente que pueden realizarse numerosas variaciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención que se define por el contenido de las reivindicaciones.

Lista de números de referencia

10 dispositivo de tratamiento de superficies

13 medios de paletización

15 medios de carga/descarga de piezas de trabajo

17 medios de giro de piezas de trabajo

18 armazón

20 pieza de trabajo

30 conjunto de manipulación

31 soporte giratorio

32 elemento de manipulación

33 cabezal

34 eje de soporte

35 medios de puesta en vibración

40 soporte de pieza de trabajo

41 cierre

50 depósito de tratamiento

60 medios de control

70 disposición periférica

80 medios de regulación de temperatura

A primer eje

B segundo eje

C tercer eje

a' dirección de traslación a lo largo del eje A

a” dirección de rotación alrededor del eje A

b' dirección de traslación a lo largo del eje B

b” dirección de rotación alrededor del eje B

c dirección de rotación alrededor del eje C

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies de piezas de trabajo (20), que comprende por lo menos un depósito de tratamiento (50) para contener una mezcla abrasiva, y por lo menos un conjunto de manipulación (30) con unos soportes de piezas de trabajo (40) para soportar las piezas de trabajo (20), en el que los soportes de piezas de trabajo (40) pueden ser puestos en movimiento con respecto al depósito de tratamiento (50) de tal manera que pongan las piezas de trabajo (20) en contacto con la mezcla abrasiva,

caracterizado por que

los soportes de piezas de trabajo (40) pueden ser puestos en movimiento según cuatro grados de libertad de movimiento, siendo cada uno de los cuatro grados de libertad de movimiento de los soportes de piezas de trabajo (40) con respecto al depósito de tratamiento (50) independiente y simultáneo con respecto a los demás grados de libertad de movimiento, y

en el que la dirección y la velocidad de cada movimiento individual de los soportes de piezas de trabajo (40) pueden ser controlados y configurados de manera independiente mediante unos medios de control (60) en función de un programa de tratamiento elegido.

2. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según la reivindicación 1, caracterizado por que cada pieza de trabajo (20) está fijada sobre el soporte de pieza de trabajo (40), cada una de manera independiente una con respecto a otra.

3. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el conjunto de manipulación (30) comprende un soporte giratorio (31) que puede ser controlado de tal manera que permita que la pieza de trabajo (40) sea accionada en rotación alrededor de un primer eje (A).

4. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según la reivindicación 3, caracterizado por que el conjunto de manipulación (30) comprende por lo menos un elemento de manipulación (32) montado sobre el soporte giratorio (31) que puede ser controlado de tal manera que permita que el soporte de pieza de trabajo (40) sea accionado en traslación a lo largo de un segundo eje (B), paralelo al primer eje (A).

5. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según la reivindicación 4, caracterizado por que el elemento de manipulación (32) puede ser controlado de tal manera que permita que el soporte de pieza de trabajo (40) sea accionado en rotación alrededor del segundo eje (B).

6. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según la reivindicación 4, caracterizado por que el soporte de pieza de trabajo (40) puede ser accionado en rotación alrededor de un tercer eje (C), perpendicular al primer eje (A) y al segundo eje (B).

7. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el depósito de tratamiento (50) presenta la forma de un segmento toroidal o la forma de un segmento de poliedro toroidal.

8. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el depósito de tratamiento (50) presenta una doble pared que permite la estabilización del tratamiento por calentamiento o enfriamiento del baño.

9. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el dispositivo comprende unos medios de giro de las piezas de trabajo (17) que permiten que la posición de la pieza de trabajo (20) sea cambiada con respecto al soporte de pieza de trabajo (40) con la ayuda de un mecanismo de cierre (41).

10. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el dispositivo (10) comprende unos medios (35) para poner en vibración (35) el depósito de tratamiento (50).

11. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el dispositivo (10) comprende una disposición periférica (70) que permite que los componentes de la mezcla abrasiva sean almacenados, preparados, filtrados, reciclados y/o manipulados.

12. Dispositivo (10) para el tratamiento de superficies según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el dispositivo (10) comprende unos medios de regulación de temperatura (80) que permiten que la temperatura de los elementos del dispositivo (10) sea regulada.

13. Procedimiento para el tratamiento de superficies que utiliza un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende las etapas siguientes:

- cargar por lo menos una pieza de trabajo (20) en un soporte de pieza de trabajo (40) utilizando los medios para cargar/descargar piezas de trabajo (15);

- preparar y cargar una mezcla abrasiva en el interior del depósito de tratamiento (50) con la ayuda de la disposición periférica (70) y/o regular el depósito de tratamiento (50) con la ayuda de un dispositivo de regulación de temperatura (80);

- poner los soportes de piezas de trabajo (40) con las piezas de trabajo (20) en movimiento con respecto al depósito de tratamiento (50) mediante los medios de control (60), según un programa de control deseado; y

- tras la finalización del programa de control deseado, descargar la pieza de trabajo (20) del soporte de pieza de trabajo (40) con la ayuda de los medios de carga/descarga de piezas de trabajo (15).

14. Procedimiento de tratamiento según la reivindicación 13, que comprende, asimismo, antes de la etapa de poner en movimiento el soporte de pieza de trabajo (40), la etapa de poner el depósito de tratamiento (50) bajo presión incrementada por medio de una tapa con el fin de poner el baño en condiciones de tratamiento específicas y estables.