Compañía de Equipos de Automatización Jiangsu Bozhiwang, Ltd.

Los ingenieros deben comprender cómo funcionan los monitores de fuerza de engaste para aprovechar al máximo sus capacidades.

Los monitores de fuerza de crimpado (CFM) son útiles para garantizar la calidad en la terminación de cables. Permiten ahorrar tiempo y dinero al reducir el desperdicio y evitar daños a las herramientas de aplicación. Además, contribuyen a la satisfacción del cliente al garantizar crimpados de calidad.

Aunque los caudalímetros de flujo continuo (CFM) son más precisos y fáciles de usar que nunca, los ingenieros aún necesitan comprender su funcionamiento para aprovechar al máximo sus capacidades. De lo contrario, pueden sufrir frustración. En algunos casos, se sabe que los fabricantes han llegado a desactivar por completo sus CFM porque los dispositivos no funcionaban como se esperaba.

Muchos ingenieros creen que implementar un CFM solucionará sus problemas de calidad o que pueden instalarlo en cualquier prensa. Sin embargo, esto no es así. Algunos preguntan, sin fundamento alguno: "¿Puede el CFM detectar un solo hilo fuera del engaste?". De hecho, esta pregunta solo puede responderse tras analizar en detalle la aplicación.

Los siguientes puntos se aplican principalmente a aquellas aplicaciones en las que se utiliza un sistema totalmente automatizado para cortar, pelar y terminar cada conjunto de cables. Las máquinas de corte por cable (CFM) se implementan con mayor frecuencia en este tipo de máquinas, en lugar de en prensas de sobremesa, debido a que la velocidad con la que un sistema automatizado termina el cable dificulta la realización de una inspección eficaz por otros medios. Sin embargo, los mismos principios básicos se aplican a las aplicaciones de sobremesa.

Los monitores de fuerza de engaste generan una curva de fuerza-tiempo o fuerza-ángulo que permite a los ingenieros observar con precisión cómo se realiza el engaste. Nótese el pico en el lado izquierdo de esta curva, que se produjo cuando la herramienta entró en contacto por primera vez con las aletas del terminal.

Construcción y conceptos

Sensores de fuerza:Todos los CFM son similares en el sentido de que se basan en una célula de carga para medir la fuerza de engaste; algún tipo de dispositivo de activación para indicarle al CFM cuándo comenzar la lectura; y una unidad de control que realiza el análisis.

Los sensores de fuerza pueden colocarse en el bastidor de la prensa, en el pistón o en la placa base. Los sensores de bastidor son los más comunes, ya que son más económicos y fáciles de instalar. Sin embargo, para aplicaciones que requieren mayor sensibilidad, es preferible utilizar un sensor de anillo ubicado en el pistón o en la placa base, donde estará en línea recta con la fuerza de prensado.

Como desventaja, los sensores de anillo son más caros porque los sensores en sí son más costosos y requieren piezas especiales para su correcta instalación. Por lo general, un ensamblador solo necesita usar un sensor de anillo cuando trabaja con cables y terminales muy pequeños.

Dispositivos de activación, electrónica:Se requiere un dispositivo de activación para indicarle al CFM cuándo debe comenzar a analizar la señal de fuerza durante cada engaste. Existen diversos tipos de dispositivos de activación, como interruptores de proximidad, barreras fotoeléctricas montadas en el cuerpo de la prensa y codificadores conectados al eje de la prensa. Los codificadores suelen ser los más fiables y precisos de los tres. Sin embargo, también son los más caros.

Cuando una prensa realiza un engaste, las señales de los sensores y los disparadores se envían a una unidad de control electrónico, que genera una curva de fuerza-ángulo o de fuerza-tiempo compuesta por unos cientos de puntos de datos en un eje X-Y, donde el eje X representa el tiempo o el ángulo, y el eje Y representa la fuerza.

Posteriormente, se utilizan algoritmos complejos para analizar la forma y la amplitud de la curva en cada punto y comparar estas características con una curva de referencia conocida como "buena". Cada fabricante utiliza algoritmos distintos, pero todos requieren que el usuario introduzca los parámetros que definen un ensamblaje correcto o defectuoso. Algunos fabricantes adoptan un enfoque más intuitivo, aunque menos flexible. Otros buscan mayor flexibilidad, pero estos suelen ser más complejos. Contrariamente a lo que algunos puedan pensar, no todas las aplicaciones son iguales, y a veces encontrar los parámetros correctos puede resultar complicado.

Los monitores de fuerza de engaste se utilizan con mayor frecuencia en sistemas automatizados, pero también se pueden implementar en una prensa de sobremesa más pequeña y lenta.

Configuraciones estándar

La forma de implementar un CFM es básicamente la misma, independientemente del tipo de sistema que se utilice.

Como primer paso, el engaste debe verificarse para todas las especificaciones, incluyendo la altura del engaste, una prueba de tracción y una inspección visual, para asegurar una buena base. Esto puede parecer obvio, pero un número sorprendente de fabricantes realizará cambios adicionales en un engaste.despuésconfiguran su CFM y luego intentan iniciar la producción. Como era de esperar, esto suele generar muchos desperdicios, ya que el CFM detecta una curva de engaste diferente y asume que todos los engastes son defectuosos.

Una vez que el ensamblador ha establecido los parámetros correctos, el segundo paso es "enseñar" al CFM a reconocer un engaste adecuado. Esto suele requerir de uno a seis engastes, independientemente del sistema específico que se utilice.

Durante el proceso de programación, es fundamental que el operador verifique que todas las piezas estén correctamente ensambladas. Si el operador ejecuta el proceso de programación con una altura de engaste excesiva y luego verifica que estos valores son correctos, el CFM no detectará ningún error. Buscará y aceptará piezas con alturas de engaste elevadas, y posiblemente rechace los engastes realizados correctamente.

Una vez creada la curva, el siguiente paso es establecer un conjunto de parámetros de tolerancia. Es importante que estos no sean demasiado estrictos. De lo contrario, las piezas correctas podrían confundirse con engastes defectuosos, y la máquina se detendría con demasiada frecuencia. Esto no solo frustra a los operarios, sino que también supone un desperdicio de tiempo y materiales.

Al mismo tiempo, las tolerancias deben ser lo suficientemente estrictas para garantizar que ningún engaste defectuoso pase por alto como bueno, lo que enfadaría a los clientes, un resultado incluso peor que el desperdicio excesivo.

Las curvas de fuerza pueden analizarse de diversas maneras. El método más común consiste en observar tanto el área bajo la curva como su forma. Es recomendable monitorizar ambos parámetros simultáneamente, ya que uno puede estar dentro de los límites de tolerancia mientras que el otro está fuera de ellos. Las tolerancias típicas rondan el ±4 % de la fuerza total aplicada.

Muchos ingenieros asumen que un mismo conjunto de parámetros sirve para todas las aplicaciones. Sin embargo, esto no siempre es así. Si es necesario aumentar las tolerancias a más de ±7 %, la variación es excesiva y se debe revisar el sistema para comprobar si el aplicador funciona correctamente o si existe algún otro problema.

Cabe destacar que, por lo general, solo se analiza una parte de la curva. El "ruido" al inicio de la mayoría de las curvas, en particular, tiene poca influencia en la calidad del engaste. Este ruido, que se manifiesta como una pequeña variación en la lectura de fuerza, se produce cuando la herramienta entra en contacto con el terminal y comienza a doblar las aletas de engaste. Dado que el proceso de engaste propiamente dicho aún no se ha producido (las aletas aún no han entrado en contacto con el cable), estas lecturas no influyen en la calidad final.

De igual modo, a veces es necesario analizar una o varias zonas específicas de la curva para detectar defectos especialmente sutiles. Para utilizar un enfoque por zonas, el resto del proceso debe ser muy estable. Cada zona tendrá entonces sus propios parámetros de tolerancia.

Esta sección transversal ilustra lo que puede ocurrir cuando un fabricante especifica un terminal demasiado grande para el cable. En este caso, la colocación incorrecta del cable ha provocado un hueco a la izquierda.