En la era de las fábricas inteligentes, los equipos conectados y la creciente automatización, es fácil suponer que los avances tecnológicos han resuelto muchos de los problemas que antes atormentaban a la fabricación de arneses de cables. Sin embargo, quienes se encargan de la calidad del engaste saben que no es así. A pesar de décadas de mejoras en maquinaria, sensores y controles de procesos, el engaste de terminales sigue siendo una de las operaciones más críticas y supervisadas en la fabricación de arneses.
Esa realidad fue el tema central de una concurrida sesión técnica presentada por Terry Curtis, presidente de WireProcess Specialties, durante la Exposición de Tecnología de Procesamiento de Cables Eléctricos (EWPTE) de 2026 en Milwaukee. Basándose en sus más de 45 años de experiencia en la industria, Terry describió lo que él llama los “Cuatro Pilares del Engaste de Terminales”, un marco diseñado para ayudar a los fabricantes a crear un proceso capaz de producir terminaciones eléctricas confiables, repetibles y verificables.
Mientras la presentación abarcó desde la geometría del engaste y las pruebas de tracción hasta las redes de la Industria 4.0, Terry volvió repetidamente a un tema central: la calidad no comienza con el engaste en sí, sino con los sistemas y las personas que lo respaldan. «El éxito de un buen programa de engaste de terminales, o de cualquier otra área de su operación, depende de una base sólida», enfatizó.
La base de bajo en cada engaste
Antes de hablar sobre el diseño del engaste o la monitorización del proceso, Terry animó a los asistentes a reflexionar sobre la estructura más amplia que sustenta sus operaciones de fabricación.
En su opinión, los programas de engaste exitosos se basan en cinco elementos fundamentales: el compromiso de la dirección, la capacitación de toda la organización, sistemas de producción eficaces, sistemas de calidad sólidos y retroalimentación continua a través de informes y análisis.
Ese énfasis en la participación de la gerencia es particularmente importante. Con demasiada frecuencia, la calidad del engaste se considera responsabilidad exclusiva de los operarios, los técnicos de calidad o los ingenieros de fabricación. Terry argumentó que el éxito duradero requiere la participación de toda la organización.
La dirección debe comprender los requisitos del proceso de engaste y proporcionar los recursos necesarios para su correcto funcionamiento. Los operarios y técnicos necesitan formación específica para su puesto. Los ingenieros deben comprender las implicaciones mecánicas y eléctricas del diseño del engaste. Todos los implicados deben compartir un entendimiento común sobre lo que constituye una terminación de calidad.
Terry también introdujo otro concepto fundamental que reaparecerá a lo largo de la presentación: cada engaste es el resultado de cinco elementos interconectados que trabajan juntos.
Esos elementos son el cable, el terminal, el aplicador, la prensa de crimpado y el operario. «Si alguno de esos elementos falla, puede afectar la calidad general de la terminación final», recalcó.
La afirmación parece sencilla, pero tiene implicaciones importantes. Los fabricantes suelen centrarse en el terminal o las herramientas, pasando por alto la repetibilidad de la máquina, la técnica del operario, la variación del cable o las prácticas de mantenimiento. Terry hizo hincapié en que la capacidad del proceso debe abarcar los cinco elementos si los fabricantes desean obtener resultados verdaderamente repetibles.
La ciencia detrás del engaste
A partir de ahí, Terry pasó al primer pilar: el diseño de engastes.
Aunque el proceso físico de engaste parezca sencillo, un engaste bien diseñado representa una interacción cuidadosamente equilibrada entre el cable, el terminal y la geometría de la herramienta. Los terminales están diseñados para rangos de cable específicos, y la geometría tanto del terminal como de la herramienta de aplicación desempeña un papel fundamental para lograr el rendimiento eléctrico y mecánico deseado (figura 1).
Figura 1. El terminal del cable y la herramienta coinciden.
Entre las características de diseño que a menudo se pasan por alto se encuentran las estrías, las pequeñas crestas estampadas en el interior del cañón terminal.
Muchos operarios de ensamble ven estrías a diario sin prestarles mucha atención. Terry explicó que estas características cumplen dos funciones importantes. Primero, mejoran la resistencia a la tracción al ayudar a anclar los hilos conductores dentro del barril de engaste. Segundo, rompen los óxidos superficiales de los hilos conductores, reduciendo la resistencia eléctrica y mejorando la conductividad (figura 2).
Figura 2. Ranuras estampadas en el interior del cañón terminal.
Otra característica importante es el acuñado, una operación de conformado sutil incorporada al diseño del terminal que ayuda a que la herramienta de engaste comience a formar el barril de manera más efectiva cuando comienza el ciclo de engaste (figura 3).
Figura 3. Emisión de monedas en una terminal.
Comprensión de la compresión del conductor
Si bien estas características contribuyen a la calidad del engaste, Terry describió la compresión del conductor como la característica más importante para un engaste exitoso. “Este es el aspecto fundamental del proceso de engaste”, les dijo a los asistentes.
La parte más reveladora de la presentación se centró en la relación entre la compresión del conductor, la resistencia eléctrica y la fuerza de tracción. Mediante una serie de imágenes de secciones transversales y resultados de pruebas, Terry demostró cómo los diferentes niveles de compresión afectan al rendimiento del engaste.
A medida que los hilos conductores se comprimen (figura 4), la resistencia eléctrica disminuye. Esta reducción se produce porque la compresión elimina los espacios de aire entre los hilos y aumenta el contacto metal con metal dentro del barril de engaste. Desde el punto de vista eléctrico, una mayor compresión generalmente implica una menor resistencia (figura 5).
Figura 5. Relación entre la resistencia a la compresión por engaste.
Sin embargo, la relación cambia cuando se evalúa el rendimiento mecánico (figura 6).
Figura 6. Relación entre la fuerza de tracción y la compresión del engaste..
Las pruebas de fuerza de tracción revelan una curva diferente. La resistencia a la tracción aumenta a medida que aumenta la compresión, alcanza un punto óptimo y luego comienza a disminuir. Una compresión excesiva puede dañar los hilos conductores, reduciendo la integridad mecánica del engaste incluso cuando la resistencia eléctrica continúa mejorando. Esto genera un compromiso de ingeniería.
Si el único objetivo fuera la resistencia eléctrica, los fabricantes simplemente seguirían aumentando la compresión. Si la única preocupación fuera la fuerza de tracción, se podría seleccionar un nivel de compresión diferente. El engaste óptimo se encuentra entre esos dos extremos.
Terry explicó que este equilibrio es una de las razones por las que los fabricantes de terminales especifican las alturas y anchuras de engaste de los conductores en lugar de basarse únicamente en los requisitos de fuerza de tracción.
La mayoría de los terminales bien diseñados funcionan con un rango de compresión del conductor de aproximadamente 15 a 20 por ciento. Dentro de ese rango, los fabricantes pueden lograr una combinación ideal de baja resistencia eléctrica y un excelente rendimiento mecánico.
Comprender esta relación ayuda a explicar por qué la altura de engaste sigue siendo una de las mediciones más importantes en el proceso de engaste. La altura de engaste del conductor debe medirse con micrómetros de punta y cuchilla. Las mediciones de ancho y las dimensiones de engaste del aislamiento requieren herramientas de medición adecuadas entre cuchillas. Es fundamental aplicar prácticas de medición consistentes si los fabricantes desean un control de proceso eficaz (figuras 7a y 7b, respectivamente).
Los límites de las pruebas de extracción
Pocas pruebas de calidad son tan reconocidas como la prueba de fuerza de tracción. Sin embargo, Terry advirtió a los asistentes que no debían dar demasiada importancia a los resultados de la prueba de fuerza de tracción por sí solos.
Haciendo referencia a los requisitos contenidos en la norma USCAR-21, señaló que las pruebas de tracción tienen como objetivo evaluar la resistencia mecánica, no el rendimiento eléctrico.
Esa distinción es importante porque un engaste puede cumplir con los requisitos de fuerza de tracción y aun así presentar características eléctricas indeseables. «Mucha gente piensa que una simple prueba de tracción es suficiente», dijo Terry. «Pero no lo es».
También hizo hincapié en la importancia de seguir los procedimientos de prueba adecuados, incluido el uso de probadores de tracción motorizados siempre que sea posible (figura 8).
Figura 8. Probador de tracción motorizado MPT-250C de DMC.
Las pruebas automatizadas eliminan la variabilidad entre operadores y mejoran la consistencia de los resultados. En aplicaciones automotrices, los probadores de tracción motorizados suelen ser un requisito de especificación.
Los indicadores visuales siguen siendo importantes.
Si bien las tecnologías de monitoreo avanzadas continúan evolucionando, Terry recordó a los asistentes que muchos indicadores de calidad críticos siguen siendo visibles a simple vista.
Entre los factores más importantes se encuentran la posición del aislamiento, la longitud del cepillo y la formación de la boca de campana (figuras 9a y 9b).
La ventana de posición del aislamiento, ubicada entre el engaste del conductor y el del aislamiento, proporciona información inmediata sobre la colocación del cable. Si el aislamiento no es visible donde se espera, se deben hacer suposiciones sobre la posición del cable dentro del terminal.
Asimismo, la presencia del cepillo conductor confirma que el cable pelado ha entrado completamente en el barril de crimpado del conductor. La ausencia del cepillo puede indicar una inserción incompleta del conductor.
La formación en forma de campana, a menudo malinterpretada como un defecto por operarios inexpertos, es en realidad una característica intencional creada durante el proceso de engaste. Esta forma protege los hilos conductores de posibles daños al entrar y salir del cilindro de engaste.
Estos indicadores visuales proporcionan información valiosa, pero Terry hizo hincapié en que deben combinarse con técnicas de medición adecuadas.
Monitorización del proceso: Medición de lo que ocurre dentro del engaste
El tercer pilar se centra en la monitorización del proceso, concretamente en la monitorización de la fuerza de engaste (CFM).
El monitoreo de la fuerza de engaste se ha convertido en una de las herramientas más eficaces de la industria para detectar defectos durante la producción. Al medir la fuerza a lo largo de todo el ciclo de engaste, el sistema puede identificar variaciones que podrían pasar desapercibidas durante la inspección rutinaria.
Sin embargo, antes de que un monitor pueda funcionar eficazmente, es necesario establecer una referencia válida.
Terry recalcó que la monitorización de la fuerza de engaste no elimina la necesidad de una configuración y validación adecuadas. La altura y el ancho del engaste, las pruebas de tracción y otros controles de calidad necesarios deben completarse antes de que comience la producción.
Una vez que se ha establecido un engaste válido, el sistema de monitorización aprende las características de una curva de fuerza aceptable (figura 10). A continuación, cada engaste posterior se compara con esa referencia.
Figura 10. Curva de fuerza de engaste aceptable.
A medida que la herramienta avanza en el ciclo de engaste, se recopilan y evalúan los datos de fuerza. Las variaciones fuera de las tolerancias establecidas pueden activar alarmas, detener las prensas o iniciar procedimientos de rechazo.
Esta tecnología puede detectar diversos defectos, como la falta de hilos, el aislamiento atrapado dentro del engaste del conductor y el posicionamiento incorrecto del cable (figuras 11a, b y c, respectivamente).
Sin embargo, Terry pronunció una de las frases más memorables del seminario al hablar sobre la monitorización de la fuerza de engaste: «Los monitores de fuerza de engaste revelan, pero no solucionan, los problemas de calidad».
¿Por qué los buenos monitores generan alarmas?
Muchos fabricantes han experimentado la frustración de las falsas alarmas de los monitores de fuerza de engaste, y Terry abordó este problema directamente. En lugar de culpar al monitor, animó a los fabricantes a examinar el proceso subyacente.
Los monitores de fuerza de engaste son sistemas de referencia. Comparan la producción actual con una línea base validada. Si el proceso es inestable, el monitor simplemente revela esa inestabilidad.
En muchos casos, la variación excesiva se origina en otros factores. El desgaste de las herramientas, la calidad inconsistente del cable, los problemas de repetibilidad de la máquina, la selección inadecuada de terminales o la mala compresión del conductor pueden contribuir a los problemas de monitorización. «No culpen al sistema de monitorización. Concéntrense en el proceso», recalcó Terry.
Esta declaración refleja una filosofía más amplia que se hizo presente a lo largo de la presentación. El monitoreo de procesos no debe considerarse únicamente como una herramienta de inspección, sino también como una herramienta para la mejora continua de los procesos.
La repetibilidad impulsa la sensibilidad.
Una de las partes más esclarecedoras de la presentación analizó la relación entre la capacidad del proceso y la sensibilidad del monitoreo.
Un proceso altamente repetible permite a los fabricantes utilizar tolerancias más estrictas en el control de la fuerza de engaste. Estas tolerancias más estrictas aumentan la sensibilidad del sistema de control y mejoran su capacidad para detectar defectos más pequeños.
Por el contrario, los procesos inestables requieren intervalos de monitorización más amplios para evitar alarmas constantes. A medida que aumentan las tolerancias, el sistema de monitorización pierde capacidad para detectar problemas de calidad sutiles.
Como se mencionó anteriormente, un engaste bien comprimido produce baja resistencia eléctrica, alta fuerza de tracción y mayor sensibilidad de monitoreo. Un engaste insuficientemente comprimido presenta mayor resistencia, menor fuerza de tracción y menor capacidad de detección de defectos.
Pero las implicaciones van mucho más allá de la inspección de calidad. Los fabricantes que buscan un mejor rendimiento de monitorización suelen centrarse en la configuración de los sistemas de monitorización, cuando la verdadera oportunidad reside en mejorar la repetibilidad del proceso de engaste subyacente.
Las secciones transversales dicen la verdad
Para comprender mejor lo que ocurre dentro de un engaste, Terry abogó por el uso del análisis de sección transversal.
Las secciones transversales revelan características que no se pueden observar externamente. Las alas de engaste bien formadas, la compactación completa del hilo, la simetría, la ausencia de grietas y el correcto acoplamiento del conductor se hacen visibles cuando se secciona y examina una terminación.
El análisis de secciones transversales también desempeña un papel importante en la resolución de problemas relacionados con la monitorización de la fuerza de engaste.
Los problemas que parecen misteriosos desde el exterior a menudo se hacen evidentes una vez que se expone la estructura interna del engaste (figuras 12a, b y c).
Para los fabricantes que se toman en serio la mejora de procesos, Terry describió los equipos de corte transversal como un recurso de diagnóstico invaluable.
Mirando hacia la Industria 4.0
La parte final de la presentación se centró en el papel cada vez más importante de la conectividad digital en las operaciones de procesamiento de cables.
Las iniciativas de la Industria 4.0 siguen expandiéndose en todo el sector manufacturero, y Terry cree que las operaciones de engaste pueden beneficiarse significativamente de los sistemas integrados de recopilación de datos y gestión de procesos.
Al conectar las prensas de engaste, los aplicadores, los monitores de fuerza de engaste, los equipos de inspección, los registros de mantenimiento y los datos de calidad en una red común, los fabricantes obtienen una mayor visibilidad del rendimiento del proceso.
Estos sistemas pueden dar soporte a la validación previa a la producción, la monitorización en proceso, el seguimiento del mantenimiento, la trazabilidad, el archivo de registros y la elaboración de informes.
Sin embargo, Terry tuvo cuidado de presentar la Industria 4.0 como una mejora, y no como un reemplazo, de los fundamentos analizados anteriormente.
Las fábricas conectadas siguen dependiendo de personal debidamente capacitado, equipos eficientes, procesos validados y una ejecución rigurosa. La tecnología puede brindar mayor visibilidad, pero no puede compensar la debilidad de sus bases.
La verdadera lección
Si bien la presentación abarcó una amplia gama de temas técnicos, su mensaje central fue notablemente consistente. Los engastes fiables no se producen con una sola máquina, herramienta de medición o de inspección. Son el resultado de un sistema de prácticas interconectadas que trabajan en conjunto.
Un sólido respaldo de la gerencia, junto con una capacitación eficaz, equipos de calidad y un monitoreo exhaustivo del proceso, son cruciales. Estos elementos constituyen la base de un proceso de engaste repetible y proporcionan el fundamento para una mejora continua significativa.
Para los fabricantes que buscan mejorar la calidad, reducir la variabilidad y aumentar la confianza en sus terminaciones eléctricas, el mensaje de Terry fue claro: dominar primero los fundamentos. «La tecnología solo puede ser tan eficaz como el proceso que la respalda», concluyó Terry.
Para obtener información sobre validación de engaste, consultoría para la mejora de procesos, programas de capacitación o asistencia técnica, comuníquese con Terry en:[email protected].
Terry deseaba agradecer a ETCO Inc. por su apoyo al seminario y por proporcionar gran parte de las imágenes y el material de referencia utilizados en la presentación. Imágenes cortesía de ETCO Inc.
—————
Citas destacadas
“Cualquier elemento que esté fuera de control afecta la calidad general del engaste.”
“Esta es la parte fundamental del proceso de engaste.”
“Los monitores de fuerza de crimpado detectan, pero no solucionan, sus problemas de calidad.”
“No culpes al supervisor. Concéntrate en tu proceso.”
“Mucha gente piensa que una simple prueba de tracción es suficiente. No lo es.”
Información del contacto
Para obtener información sobre validación de engaste, consultoría para la mejora de procesos, programas de capacitación o asistencia técnica, comuníquese con: