PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE SUJETADOR DE HERRAMIENTA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un método para fabricar un sujetador de herramienta, y, más específicamente, proporciona un proceso para construir un sujetador sin requerir el uso de componentes estructurales dimensionalmente precisos. El proceso para fabricar un sujetador de herramienta para retener una pieza de trabajo durante una operación de procesamiento actualmente es consumidor de tiempo y costoso. Una vez que se ha designado el producto que se procesa, un sujetador de herramienta puede diseñarse para retener la pieza de trabajo en una posición y orientación deseada para que una operación de procesamiento, tal como una operación de soldadura, pueda realizarse en la pieza de trabajo. El sujetador de herramienta típicamente se ensamblará a partir de miembros estructurales múltiples producidos para mantener la exactitud dimensional y reducir la acumulación de tolerancia. Algunos miembros estructurales pueden diseñarse especialmente para el sujetador de herramienta particular. Alternativa o adicionalmente, el sujetador de herramienta puede ensamblarse con componentes dimensionalmente precisos en existencia. Sin embargo, ios componentes dimensionalmente precisos en existencia son costosos debido a las tolerancias de fabricación restringidas requeridas de un sujetador de herramienta para disminuir la acumulación de tolerancia de los componentes ensamblados. Una vez que las partes se han fabricado, el sujetador de herramienta puede ensamblarse. Como cada componente del sujetador de herramienta se ensambla, las dimensiones del ensamble deben calibrarse para asegurar que todo el ensamble esté dentro de las tolerancias aceptables. El proceso para construir el sujetador de herramienta requiere múltiples componentes, cada componente fabricado para tolerancias restringidas, y un ensamblaje general que tenga que conformarse a una tolerancia restringida. Cada sujetador de herramienta convencional se construye en una chapa de montaje dimensionalmente precisa para, localizar los sujetadores de herramienta con respecto entre si. La presente invención proporciona un método para fabricar una estructura de soporte de pieza de trabajo o sujetador de herramienta a un costo reducido y en tiempo reducido con relación a los métodos para fabricar una estructura de soporte de pieza de trabajo o sujetador de herramienta actualmente utilizado en la técnica. El sistema no requiere bases dimensionalmente precisas o componentes. El sistema incluye una superficie de base, por lo menos r. componente de sujeción y medios para colocar cada componente de sujeción con relación a la superficie de base. La superficie de base proporciona un soporte para colocar los componentes de sujeción con respecto entre sí. .¾ manera de ejemplo y no de limitación, los componentes de sujeción pueden incluir mordazas, posicionadores , soportes y similares. La superficie de base de la presente invención no 5 se requiere para ser una superficie dimensionalmente precisa. La superficie de base corresponde a una posición donde la estructura de soporte de pieza de trabajo ensamblada o v ' sujetador de herramienta se localizará. La superficie puede ser la superficie actual donde el soporte se colocará o puede
10 ser una superficie móvil para el establecimiento en la posición actual. Los componentes de sujeción pueden ser de cualquier tipo de componente de soporte de pieza de trabajo tal como una mordaza, perno, guía o brazo de montaje. La presente invención puede utilizarse para fabricar una
15 estructura de soporte de pieza de trabajo que tenga múltiples sujetadores de herramienta intercambiables con uno o más componentes por sujetador. El medio para colocar los componentes de sujeción con relación entre sí puede mantener cada componente en una posición deseada con relación enere sí
20 para que una estructura de soporte de componente apropiada pueda ensamblarse a partir de la superficie de base a cada componente del sujetador de herramienta. El medio para colocar puede ser un brazo robótico, y/o sistema de OiC, y/c sistema de CMM, y/o un sistema de guía de visión. El sistema
25 puede incluir un sistema de detector para verificar la posición ele cada componente con relación a los otros componentes . Otras aplicaciones de la presente invención se volverán aparentes para aquellos expertos en la "écnica cuando la siguiente descripción del mejor modo contemplado para practicar la invención se lee junto con los dibujos anexos . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La descripción en la presente hace referencia a los dibujos anexos en donde números de referencia similares se refieren a partes similares a través de las diversas vistas, y en donde : la Figura 1 es un dibujo esquemático de un sistema para fabricar un sujetador de herramienta de acuerdo con la presente invención; la Figura 2 es una vista isom.étrica de una estructura de soporte de componente ejemplar de acuerdo con la presente invención para el uso en el sujetador de herramienta; la Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas para construir un sujetador de herramienta de acuerdo con la técnica anterior; y la Figura 4 es un diagrama de flujo de las etapas para construir un sujetador de herramienta de acuerde con la presente invención.
Las etapas de proceso seguidas en la fabricación de un soporte de herramienta de acuerdo con la técnica anterior se muestran en el diagrama de flujo simplificado de la Figura 3. El proceso inicia en la etapa 20. La etapa 22 determina la configuración de una pieza de trabajo que se procesa en el sujetador de herramienta a construirse. La configuración de la pieza de trabajo se determina al considerar la forma de la pieza de trabajo, el material de la pieza de trabaje y las operaciones de procesamiento que se realiza en la pieza de trabajo en la estación de trabajo para recibir el sujetador de herramienta. La pieza de trabajo puede ser un componente de carrocería automotriz. La etapa 24 determina la posición y orientación deseada de la pieza de trabajo durante una operación de procesamiento. Esto puede determinarse ai considerar los diversos factores. Parte de los factores que pueden considerarse incluyen la disposición del piso de la fábrica donde la operación de procesamiento ocurrirá, la configuración y capacidades de los robots de procesamiento que se utilizan en las operaciones de procesamiento y la configuración de la pieza de trabajo. La posición y orientación deseada de la pieza de trabajo puede expresarse o definirse con referencia a un piano de referencia teórico. La etapa 26 diseña la configuración del sujetador de herramienta para sostener la pieza de trabajo en forma segura mientras permite el espacio para las operaciones de procesamiento . El diseño del sujetador de herramienta corresponde a la posición y orientación deseada de ia pieza de trabajo determinada por la etapa 24. El sujetador de herramienta puede fabricarse a partir de uno o más componentes, tales como mordazas, pernos 5 de sujeción y abrazaderas de montaje. La posición y orientación del sujetador de herramienta puede expresarse o definirse con referencia a la posición y orientación de la - pieza de trabajo, lo cual a su vez, se expresa o define con referencia al plano de referencia. El diseño de la estructura 10 de soporte del componente puede incluir un ensamblaje de múltiples partes dimensionalmente precisas. La etapa 28 fabrica las partes dimensionalmente precisas de las · estructuras de soporte del componente. Típicamente, estas partes son relativamente costosas y requieren tiempos de 15 indicación prolongados para la fabricación debido a las tolerancias de fabricación relativamente rígidas requeridas de una estructura de soporte de componente. La etapa 3C raonitorea si las partes fabricadas de la estructura de soporte del componente están dentro de las tolerancias 20 aceptables. Si las partes no están dentro de las tolerancias aceptables, el proceso regresará a la etapa 28 y las partes de reemplazo se fabrican. Si las partes estén dentro de las tolerancias aceptables, el proceso continúa en la etapa 32 si las partes se ensamblan. La etapa 34 monitorea si las partes 25 ensambladas están dentro de las tolerancias aceptables para soportar el componente del sujetador de herramienta en la posición deseada. Si las partes ensambladas no están dentro de las tolerancias aceptables, el método regresa a la etapa 26 para volver a diseñar las partes. Si la etapa 34 determina 5 que las partes ensambladas están dentro de las tolerancias aceptables, el proceso termina en la etapa 40. Las etapas de proceso de acuerdo con la presente v · invención para construir un sujetador de herramienta se muestran en el diagrama de flujo simplificado de la Figura 4.
10 El proceso inicia en la etapa 120. La etapa 122 determina la configuración de la pieza de trabajo que se procesa. Típicamente esta información se proporciona por el cliente al constructor del sujetador de herramienta. La etapa 124 determina la posición y orientación de la pieza de trabajo
15 durante la operación de procesamiento. La etapa 126 coloca un componente del sujetador de herramienta que se construye en una posición con relación al medio de colocación. La presente invención no requiere un plano de referencia correspondiente a la superficie para soportar los componentes que definen el
, . 20 soporte del sujetador de herramienta, puesto que la posición relativa de los sujetadores de componente entre sí es la orientación crítica, no la exactitud de la superficie de base o partes construidas para soportar cada componente. El soporte puede acoplar el componente cuando el componente se 25 coloque con relación al medio de colocación. Los componentes pueden incluir a manera de ejemplo y no de limitación, una mordaza, un perno de sujeción o una abrazadera de montaje. La etapa 128 ensambla un soporte a partir de la superficie de base al componente sin requerir partes dimensionalmente 5 precisas. El proceso de acuerdo con la presente invención no requiere una base dimensionalmente precisa, o partes dimensionalmente precisas para soportar cada componente desde x - la base. El proceso de la presente invención no requiere la inspección de las partes dimensionalmente precisas 10 individuales, o la inspección de las partes dimensionalmente precisas ensambladas. El proceso de acuerdo con la presente invención se detiene en la etapa 130. " Como se muestra en la Figura 3, un sistema para v , fabricar un sujetador de herramienta de acuerdo con la 15 presente invención se ilustra. El sistema 46 incluye una superficie 48, por lo menos un componente 50 y medios 52 de colocación. La superficie 48 no se requiere para ser dimensionalmente precisa o aún para ser una superficie relativamente plana. La superficie 48 aún puede ser un piso 20 de instalación no uniforme proporcionado con la condición de que sea dimensionalmente estable. La superficie 48 puede localizarse en la instalación de fabricación donde la operación de procesamiento ocurrirá. La superficie 48 puede ser móvil entre un ensamblaje o posición de construcción y 25 una ubicación donde el sujetador de herramienta se utilizaré.
En otras palabras, la superficie -8 puede localizarse fuera del sitio, tal como una instalación de fabricación de sujetador de herramienta. La superficie 48 no requiere proporcionar un plano geométrico de referencia para fabricar el sujetador de herramienta. Esta referencia dimensional se proporciona por los medios 52 de colocación. En la Figura 3, la superficie 48 se muestra como cuadrada, sin embargo, la superficie 48 puede ser circular, rectangular, triangular, poligonal o discontinua. El sistema 46 también incluye por lo menos un componente 50 tal como un miembro de sujeción de mordaza, soporte de pieza de trabajo o similares. En la Figura 3, el componente 50 se muestra como un perno de sujeción para propósitos de ilustración. Sin embargo, el componente 50 también puede ser una mordaza, brazo de montaje, superficie de soporte o similares. El componente 5C puede acoplar una pieza de trabajo mientras que la pieza de trabajo se somete a una operación de procesamiento, tai co o una operación de soldadura. Múltiples componentes 5C típicamente se utilizan en la construcción de un solo sujetador de herramienta de acuerdo con el sistema 46 de la presente invención. El sistema 46 también incluye medios 52 de colocación para colocar cada componente 50 en una posición precisa con relación a los medios de colocación entre si. Los medios 52 de colocación pueden ser un brazo 54 robótico con un medio 56 para acolar un componente 50. Si los componentes 50 múltiples se utilizarán, el medio 56 de acoplamiento coloca cada componente individualmente en una posición precisa para asegurar que se construya un sujetador de herramienta preciso. Cada componente 50 de sujeción se mantiene individualmente por los medios 52 de colocación hasta que el soporte se construya para mantener el componente en la posición precisa. Este proceso elimina la necesidad de partes de soporte dimensionalmente precisas. Por ejemplo, un primer componente 50 puede colocarse por medios 52 de colocación y el soporte de componente puede construirse a partir de la superficie 48 al primer componente 50. Un segundo componente 50 puede colocarse por el medio 52 de colocación y el soporte puede construirse al segundo componente 50. Este proceso puede seguirse hasta que todos los soportes se hayan construido para soportar todos ios componentes 50 deseados. El brazo 54 robótico puede controlarse para asegurar que cada componente 50 esté en una posición precisa con relación a los otros componentes 5C. Los medios 52 de colocación pueden incluir un sistema 58 detector de posición para colocar precisamente los componentes sin utilizar un brazo robótico o para verificar que los componentes 50 se hayan soportado en la posición precisa antes de que la fabricación de un soporte se comience o se complete. El sistema 58 de detector de posición puede ser cualquier tipo de sistema detector de posición conocido en la técnica. Por ejemplo, el sistema 53 detector de posición puede incluir una videocámara, un detector infrarrojo, un detector ultravioleta, un detector de rayos X un detector de radar, un detector ultrasónico, un detector de sonar, un detector magnético, un sistema de control numérico computarizado (CNC) , o un (CMM) , o un sistema de guia de visión. En una modalidad preferida de la invención, el sistema 58 detector es un sistema detector óptico. El sistema 46 también puede incluir medios 50 de control para controlar el brazo 54 robótico. Los medios 60 de control pueden recibir una señal desde el sistema 58 detector correspondiente a la posición del componente 50. Si el componente 50 no está en la posición deseada, los medios 60 de control pueden controlar el brazo 54 robótico para mover el componente 50 en la posición deseada. Alternativamente, la señal puede generar un mensaje al personal que maneja el componente manualmente para ajustar la posición mientras construye el soporte para cada componente del sujetador de herramienta. El sensor 58 y los medios 60 de control pueden ser integrales con otras partes del medio 52 de colocación o pueden ser separados, como se muestra en la Figura 1. En la Figura 2, un soporte 62 ejemplar posible se muestra a manera de ilustración y no de limitación. El soporte 62 incluye una base 64, un elevador 66 y un bloque 68 de montaje. El elevador 66 se acopla en forma móvil con la base 64. El bloque 68 de montaje se acopia en forma móvil con el elevador 66. El soporte 62 puede colocarse en la superficie 48. El elevador 66 y el bloque 63 de montaje se colocan adyacente al componente que se soporta desde la base 64. Cuando el elevador 66 y el bloque 68 de montaje se han colocado precisamente, el bloque 68 de montaje, el elevador 66, y la base 64 se conectan con relación entre sí al soldar los componentes juntos, o por cualquier otro proceso de sujeción adecuado. La base se monta, o se suelda a la superficie 48. Se debe reconocer que la forma específica o configuración de soporte 62 puede variarse en la presente invención sin apartarse del alcance de la presente solicitud. El soporte 62 puede construirse con cualquier otro componente estructural adecuado que mantenga su estabilidad de dimensión y resistencia sobre los rangos ambientales esperados que se encuentran para la aplicación particular. La Figura 1 muestra un soporte parcialmente construido que tiene una base 64a, un elevador 66a y una viga 50a asociada operativamente con el elevador 66a. Mientras que la invención se ha descrito junro con lo que se considera actualmente que es la modalidad més práctica y preferida, se entenderá que la invención no se limitará a las modalidades descritas, pero, al contrario, se pretende cubrir varias modificaciones y arreglos equivalentes incluidos dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas, el alcance estará de acuerdo con la interpretación más amplia para abarcar tales modificaciones y estructuras equivalentes según se permita ba o la ley.