Sistema de ensamble magnético para componentes en cabezas de cilindro

Abstract

En la industria de fabricación de motores, el correcto armado de cabezas de cilindro es una etapa crítica para asegurar rendimiento y durabilidad. En el montaje manual de trabas de válvula y giradores de una planta, la precisión requerida (±0,1 mm) depende en gran medida de la destreza del operario, lo que puede derivar en fallas poco frecuentes, pero de alta severidad. Estas fallas generan roturas catastróficas y un costo anual estimado de garantía y reparación de USD 270.000. Además, el método actual no garantiza un flujo ordenado ni controlado, con tiempos de ciclo de aproximadamente 4 minutos exclusivos para esta operación y la necesidad de dos operarios por estación. El objetivo del proyecto es reducir fallas de montaje, disminuir la demanda de mano de obra y aumentar la productividad mediante el desarrollo de un sistema de ensamblaje para montar el subconjunto (dos (2) trabas de válvula y un (1) girador) en cabezas de cilindro de motores 4C y 6C, en configuraciones 2V y 4V. La solución integra un bastidor estructural con prensa suspendida, una prensa en eje Z accionada por husillo a bolas con servomotor, un pórtico XY con doble husillo y motores paso a paso para traslación del portamódulos, módulos de ensamblaje con cabezal magnético y actuador neumático interno, y una mesa transportadora para alimentación y posicionamiento. Se incorporan perfilometría y sensores inductivos para asegurar repetibilidad, control de secuencia y seguridad operativa, manteniendo compatibilidad sin modificar el diseño original de las piezas. El cabezal magnético se dimensionó con seis imanes comerciales, verificando fuerza de sujeción suficiente, y se definió sensado para escuadrado de pórtico y validación de posiciones. Los resultados confirman la factibilidad mecánica y funcional del sistema, permitiendo aumentar la productividad de cabezas por hora y reduciendo la dependencia del montaje manual.