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MÁSTER EN INGENIERÍA MECATRÓNICA
La Comisión Académica del Máster en Ingeniería Mecatrónica ha aprobado la asignación de los Trabajos Fin de Máster que se recogen a continuación para el curso 2022/2023. Se puede consultar una descripción más detallada de todas las propuestas aquí.
En este enlace se recoge la composición de los tribunales que habrán de evaluar cada uno de los trabajos presentados este curso .
Se recuerda que el último día para llevar a cabo las defensas de Trabajos Fin de Máster es el 26 de julio, fecha prevista para la celebración de las XI Jornadas TFM del Máster en Mecatrónica, si bien se atenderán solicitudes para llevar a cabo dicha defensa en otras fechas del periodo de evaluación de TFMs definido por la Universidad de Oviedo. En cualquier caso, los alumnos deberán asegurarse de tener toda la documentación necesaria para presentarla a su tutor académico con la antelación suficiente (típicamente dos semanas antes de la defensa).
TFMs asignados (curso 22/23)
2. Integración de un nuevo sistema de movilidad transversal en sistema automático de carga de camiones
Ricardo Grande Sariego (DF Logistic Systems) - ricardo.grande@durofelguera.com
Alberto García Martínez (IM) - garciamaralberto@uniovi.es
La carga de camiones es todavía una de las áreas en las fábricas de todo el mundo en las que la automatización no es un estándar debido a la complejidad de la operación y la limitación en la flexibilidad que puede suponer. DF es pionera en el desarrollo de sistemas automáticos de carga de camiones sin necesidad de modificación de los mismos, lo cual cubre la necesidad anteriormente mencionada.
Con objeto de mejorar la movilidad del sistema y maximizar su versatilidad y flexibilidad, se plantea el objetivo de integrar un sistema de movimiento que permita desplazamientos transversales en el sistema de carga de camiones de que actualmente dispone la compañía.
-----> Asignado a Pelayo Martínez Llano (MIM)
3. Reforma integral de carro autónomo para almacén semiautomático
Jesús Rellán Poso (Esnova Racks) - jesus.rellan@esnova.es
Álvaro Noriega González (IM) - noriegaalvaro@uniovi.es
La empresa dispone de un carro autónomo comercial del cual desea mejorar su rendimiento (principalmente, reducir su peso) para hacerlo parejo y/o mejorar a productos similares que ya están en el mercado. Para ello, se debe analizar en profundidad el diseño de todos los subsistemas (estructural, accionamientos y transmisiones, batería, electrónica embarcada) e identificar las líneas de actuación más viables desde el punto de vista técnico y económico. Tras ello, se debe proponer una reforma integral del diseño del carro autónomo.
-----> Asignado a Álvaro López Pascual (MIM)
4. Investigación de la dinámica estructural de un transelevador y desarrollo de sistema amortiguador
Ricardo Grande Sariego (DF Logistic Systems) - ricardo.grande@durofelguera.com
José Ángel Sirgo Blanco (ISA) - sirgo@uniovi.es
En el ámbito del almacenaje automático en vertical, el transelevador es el robot que desarrolla las funciones principales de movimiento de cargas de forma autónoma. El mercado demanda máquinas cada vez más veloces y con mayor capacidad de carga, lo que supone un reto no sólo en la ingeniería básica, sino también en aspectos más complejos como la dinámica de estructuras.
El comportamiento dinámico de un transelevador en sus movimientos de arranque y frenada es el de un péndulo invertido, dada su característica esbeltez (alturas de hasta 40m con anchos de sólo 3,5m). Será preciso modelar la máquina para realizar un estudio dinámico dadas unas condiciones críticas de trabajo, con objeto de conocer el comportamiento esperado de la misma.
-----> Asignado a Ignacio Braña Fernández (MIM)
5. Desarrollo de sistema de control de calidad de palés múltiple
Ricardo Grande Sariego (DF Logistic Systems) - ricardo.grande@durofelguera.com
Alberto García Martínez (IM) - garciamaralberto@uniovi.es
Los sistemas automáticos de almacenamiento requieren unas condiciones mínimas de calidad de los palés sobre los que se mueve el material, de manera que se posibilite su transporte y acumulación, evitando roturas, caídas o atascos.
El exigente mercado actual requiere el manejo de combinaciones de cargas cada vez más heterogéneas y variables lo que hace que los sistemas clásicos de control de calidad, diseñados por lo general para un control individualizado, no sean válidos para tales configuraciones. Por ello se propone desarrollar un sistema mecatrónico de control de calidad de palés que permita evaluar el estado de los mismos sin limitación a su forma, tamaño o combinación en que se agrupen.
-----> Asignado a María de Tomás Martínez (MIM)
6. Desarrollo de un robot tipo rover capaz de trabajar durante un tiempo limitado a temperaturas muy elevadas.
Daniel Álvarez González (Alisys) - daniel.alvarez@alisys.net
Ignacio Álvarez García (ISA) - ialvarez@uniovi.es
El objetivo de este TFM es desarrollar un robot tipo rover (movilidad con ruedas) de dimensiones reducidas capaz de soportar temperaturas elevadas y capacidad de cargar con ciertos sensores de gas y temperatura.
Los equipos de bomberos necesitan incorporar herramientas robóticas que sirvan de avanzadilla para conocer el estado y situación de los incendios en interiores. Para ello se plantea la necesidad de desarrollar un robot de bajo coste, que sea capaz de enviar la información recogida por los sensores al puesto de control.
-----> Asignado a Sergio Menéndez González (MIM)
10. Diseño y construcción de un prototipo educacional para el control de velocidad y posición de un motor eléctrico
José Ángel Sirgo Blanco (ISA) - sirgo@uniovi.es
El objetivo del TFM es el diseño de un equipo que sustituya los que actualmente se utilizan en el primer semestre del Máster para la realización de los trabajos prácticos de control de velocidad y posición de motores eléctricos. Se pretende que el dispositivo sea robusto y de fácil construcción, mantenimiento y reparación, mediante el uso de componentes estándar de fácil adquisición y la elaboración del soporte y las partes mecánicas mediante aluminio e impresión 3D.
-----> Asignado a Jorge López Fernández (MIM)
11. Desarrollo de un cabezal MEX optimizado de calentamiento inductivo
David Blanco Fernández (IPF) - dbf@uniovi.es
Juan Antonio Martín Ramos (TE) - jamartin@uniovi.es
Se propone el desarrollo de un cabezal de fabricación aditiva para extrusión de termoplásticos MEX, optimizado para la reducción de tiempos de fabricación y la mejora de la calidad de las piezas.
Para ello se plantea desarrollar un prototipo funcional basado en tres características: calentamiento del conducto mediante inducción, diseño optimizado del cabezal para minimizar pérdidas energéticas por transmisión de calor y diseño de un sistema de generación de capas mediante deposición no circular
-----> Asignado a Miguel Rodríguez Rodríguez (MIM)
12. Determinación del vector campo magnético en una estructura formada por bobinas de compensación
Alberto Martín Pernía (TE) - amartinp@uniovi.es
Para la caracterización del campo magnético generado por bobinas de Helmhotz se pretende incorporar un sensor magnético 3D mediante un brazo robotizado que permita el desplazamiento del sensor en el interior de las bobinas para determinar el vector campo magnético en cualquier posición dentro del cilindro equivalente.
Se pretende desarrollar un prototipo que pueda colocar el sensor en cualquier punto del interior del cilindro para realizar la medida del campo magnético ante distintos valores de corriente circulando por las bobinas. La información así obtenida deberá ser procesada para determinar el vector campo magnético.
-----> Asignado a Jimena Menéndez Maco (MIM)
13. Mesa para la caracterización magnética de circuitos
Miguel Ángel José Prieto (TE) - mike@uniovi.es
Para la caracterización del campo magnético generado por circuitos electrónicos se pretende incorporar un sensor magnético mediante un brazo robotizado que permita el desplazamiento del sensor sobre una superficie definida, con el objetivo de obtener la amplitud de campo y realizar una visualización 3D mediante mapas de colores o similar.
Se pretende desarrollar un prototipo que permita recorrer toda la superficie de la PCB para realizar la medida del campo magnético en cada punto y procesar la información así obtenida para determinar el valor del campo magnético en cada punto.
-----> Asignado a David Cendán García (MIM)
14. Desarrollo de un sistema de digitalizado de rostros humanos basado en sensores ópticos
David Blanco Fernández (IPF) - dbf@uniovi.es
Alejandro Fernández Suárez (IPF) - uo250789@uniovi.es
El sistema de digitalizado tiene como finalidad la obtención de un modelo 3D del rostro con la que personalizar automáticamente la geometría de mascarillas buconasales que serán producidas mediante fabricación aditiva. Se espera obtener datos objetivos que permitan conocer qué características debe poseer un sistema de digitalizado adaptado a las particularidades de la personalización de mascarillas buconasales. También se espera determinar, con el desarrollo del banco de ensayos, la viabilidad del desarrollo de un equipamiento propio por parte de la empresa, con la perspectiva futura de una fabricación seriada del mismo.
-----> Asignado a David García Manzanares (MIM)
18. Sistema automático de limpieza de paneles solares
Juan Antonio Martín Ramos (TE) - jamartin@uniovi.es
Los sistemas de captación de energía solar son intensivos en el uso de agua para su limpieza. El rendimiento de los paneles cae rápidamente si se encuentran sucios, por ello es necesario limpiarlos aproximadamente cada 4 o 5 días. Actualmente el sistema de limpieza más extendido se basa en el uso de un tractor que transporta un cepillo en forma de rodillo. Este cepillo se aplica con agua jabonosa para eliminar la suciedad de los paneles. En este proyecto se propone el desarrollo de un sistema automático para limpieza de paneles solares que persiga reducir el agua necesaria en el proceso. Para ello se explorarán alternativas que precisen menos cantidad o que puedan recuperar al menos parte de la que se use.
-----> Asignado a Luis Díaz Rodríguez (MIM)
22. Instalación robotizada para soldadura por resistencia de pernos y tuercas utilizando tecnología belt picking
Ángel J. Rodríguez Fernández (WIP Proyectos Industriales) - Angel_rf@wip.es
Ignacio Álvarez García (ISA) - ialvarez@uniovi.es
La soldadura de componentes, pernos y tuercas, en determinadas partes del cuerpo del automóvil, es un trabajo que históricamente se ha realizado a mano, con elevados costes por lo tanto, y con tasas de fallo humanas mucho mayores de las que admite hoy la industria. WIP Proyectos Industriales tiene avanzados varios estudios que indican la factibilidad de coger con un robot piezas no orientadas desde una cinta transportadora o superficie plana, lo que intuitivamente puede solucionar la automatización de la carga de un proceso sin atención humana. En consecuencia, una pieza ya cogida y referenciada con un robot puede ser procesada de forma automática.
El objetivo que se plantea es la realización de determinadas partes de un proyecto real que permitan al alumno desarrollar soluciones industriales de automatización, en particular diseño mecánico, diseño eléctrico y programación.
-----> Asignado a Juan Antonio Mínguez Picasso (MIM)
23. Desarrollo de un sistema de un sistema de inspección superficial mediante robots móviles en espacios confinados
Rafael Corsino González de los Reyes (ISA) - rcgonzalez@uniovi.es
Durante el desarrollo del presente trabajo se definen tres objetivos:
1. Diseño del sistema de fijación de la cámara al robot móvil.
2. Automatización del movimiento de la cámara.
3. Diseño de la trayectoria que debe seguir el robot durante la inspección mientras se lleva a cabo la adquisición de datos
-----> Asignado a Christian Heinzmann (MIM)
XX. Autonomous pick & place robot for electronic component drawers in their shelves
Ignacio Álvarez García (ISA) - ialvarez@uniovi.es
The project consists in the development of an autonomous robotic base, together with an elevating arm and a gripper that can extract the desired drawer from a shelf of electronic components and place it in the user table. In return, if possible, it should be able to return it back to the shelf.
The main targets of the project are the mechanical design, with special emphasis on the gripper able to pick the drawer; the coordination of the movements for the extraction operation; and electronics for autonomous operation.
-----> Asignado a Md. Shafiqul ISLAM (EU4M)
TFMs en el extranjero (curso 22/23)
EU1. Test bench for the assessment of breathing aid devices
Gustavo Gil (Scaleo Medical) – gustavo.gil@scaleomedical.com
Miguel Ángel José Prieto (TE) - mike@uniovi.es
This work is framed on the assessment of medical device products for pre- and post-production. The skill set required is mainly mechatronics (mindset design towards producing synergies between mechanics, electronics, and informatics systems). An example of our products is an oxygen concentrator (https://www.youtube.com/watch?v=6QjfWFnv6kY) called Horizon S5, which is a way to delivering a bigger amount of oxygen to patients with difficulties to breath.
Development of a test bench for the assessment of breathing aid devices, in particular to achieve the quantification of breathing mask leaks under different scenarios. We will propose to the intern an initial setup for fast prototyping, and we will provide her/him a set of components electronic sensors and pneumatic elements (e.g., pneumatic valves, restrictions, piping, pressure, flow sensors). Thus, the intern will be in charge of building the test bench (TRL 4 level).
-----> Asignado a Amgad Ehab Mohamed Yousry HASSAN (EU4M)
EU2. Robotic tools, methods for nanomanipulation tasks inside of Electron Microscopes with digital twin environment
Cédric Clévy (FEMTO-ST) – cclevy@femto-st.fr // Jean-Yves Rauch (FEMTO-ST) – jy.rauch@femto-st.fr
Miguel Ángel José Prieto (TE) - mike@uniovi.es
At the nanoscale, i.e. when components have a size of one thousandth of the hair diameter, robots appear as a unique way for human to achieve tasks such as manipulation, assembly or charactirization. At this scale, several interesting robotic developments have been demonstrated showing the feasibility of such tasks inside Scanning Electron Microscopes.
In the frame of ANR (National French Research Agency) project DynaBot, PRC, we propose to investigate Robotic tools and metosd intended to achieve various robotized tasks at the nanoscale and in an intuitive way for the user. For that, the main objective of the internship will be to integrate several robotic tools that have recently been bought.
-----> Asignado a Ralf HANNOUCH (EU4M)
EU3. Capillary Microrobotic Positioning System with Nanometric Accuracy using Magnetic Actuation and Pseudo Periodic Patterns
Antoine Barbot (FEMTO-ST) - Antoine.barbot@femto-st.fr
Miguel Ángel José Prieto (TE) - mike@uniovi.es
The goal is to develop a nano positioning system based on a liquid joint actuated using magnetic fields and measured through accurate pseudo periodic patterns. A sandwich device of substrate-liquid-substrate will be used as the main component of the system. The lower substrate will be fixed, while the upper substrate will be free to move. A permanent magnet or a ferromagnetic element will be attached to the upper substrate to enable its control using magnetic actuation. A pseudo periodic patterns that allows sub-pixel resolution measurements through image processing will be also used. Finally, a camera attached to an optical microscope will be used to observe the system.
-----> Asignado a Damilare Samuel OJO (EU4M)
TFMs no asignados (curso 22/23)
1. Desarrollo de banco de ensayos para cepillos industriales
Juan I. Martínez Baragaño (Cepillos Sacema) - juan.martinez@sacema.es
Gonzalo Valiño Riestra (IPF) - gvr@uniovi.es
El objeto del proyecto es desarrollar, a partir del limpiador de banda, que es un producto industrializado ya disponible en la cartera de la empresa (https://sacemagroup.com/es/producto/banda-transportadora/limpiador-de-banda-transportadora), un banco de ensayos para testear los cepillos industriales.
Para ello, a partir de este limpiador de banda, habrá que diseñar funcionalidades adicionales que permitan preparar los ensayos de los cepillos.
7. Tecnologías de monitorización de célula robotizada
Javier Anduaga (Ikerlan) - janduaga@ikerlan.es
Miguel Muñiz Calvente (MMCyTE) - munizcmiguel@uniovi.es
El objetivo del proyecto consiste en demostrar el potencial de diferentes técnicas de monitorización en celular robotizadas. Durante una primera fase del proyecto, se seleccionarán una serie de técnicas de monitorización con las que se tratará de monitorizar diferentes aspectos aplicables después en la célula.
Existen diversas técnicas de monitorización que permiten conocer el estado de piezas o elementos de máquinas. Estas tecnologías abarcan un rango muy diverso como son: visión artificial, emisiones acústicas, vibraciones, ultrasonidos, termografía, etc. Durante este proyecto se analizarán los beneficios de las distintas técnicas disponibles y se seleccionarán aquellas que se consideren más interesantes para monitorizar algunos de los fallos mecánicos más habituales.
8. Diseño, modelado y control de robot paralelo neumático reconfigurable
Iker Elorza (Ikerlan) - ielorza@ikerlan.es
Juan Carlos Álvarez Álvarez (ISA) - juan@uniovi.es
Se trata de diseñar un robot paralelo basado en músculos neumáticos de tipo McKibben, para su posible fabricación posterior en el laboratorio de control inteligente de Ikerlan. El robot será reconfigurable, de forma que sea posible modificar fácilmente el número, la posición y el tamaño de los músculos para obtener una amplia variedad de relaciones cinemáticas y dinámicas. El objetivo del robot es servir de banco de pruebas para técnicas de aprendizaje autónomo, y dicha variedad será la que permita definir diferentes problemas de aprendizaje.
Se modelará el robot mediante Simscape u OpenModelica, y se desarrollarán algoritmos de control que se probarán sobre el modelo resultante.
9. Propuesta de mejora y validación experimental del diseño basado en modelos de una máquina de empaquetado
Mario López Lombardero (Ikerlan) - mlopez@ikerlan.es
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es
Las máquinas industriales con altas dinámicas son susceptibles al desgaste y la degradación de sus componentes en el tiempo, lo que afecta a su correcto funcionamiento a lo largo de su vida. Conocer la evolución de la degradación de sus componentes permite mejorar los diseños de las máquinas. El objetivo de este trabajo consiste en el estudio del comportamiento dinámico de un prototipo experimental (máquina de empaquetado) para la mejora de su diseño. Mediante la combinación de modelos MBD con procedimientos experimentales se estudiará la influencia de las holguras y de flexibilidad en los mecanismos y su comportamiento dinámico sobre la funcionalidad de la máquina. Para la obtención de los datos se llevará a cabo una campaña experimental que se correlacionará con los modelos y estos últimos se utilizarán para implementar mejoras de diseño basado en modelos (model based design).
15. Diseño de la arquitectura hardware y software de un vehículo de recolección de datos para aplicaciones en vehículo autónomo
Santiago Royo (Universidad Politécnica de Cataluña) - santiago.royo@upc.edu
Miguel Ángel José Prieto (TE) - mike@uniovi.es
Our research group has in the past developed a large number of lidar prototype systems and technologies for different autonomous vehicles, including applications on ground, railway, boats and space vehicles. Recently, we have secured funding for the construction of a data collection vehicle, that is, a real car which has to be densely packed with sensors and an architecture network to generate datasets including several imaging modes. This poses several alternatives to be decided within the project, including which are the sensors to be included, where they are positioned, how do they communicate with the central storage computer, how they are fed with power, how to cable the car, etc. No integration with CAN bus is expected in first instance. Our intial estimate is working with at least three cameras at different wavebands and two lidars, in principle under a ROS (Robotic Operating System) architecture. Integration of screens and computers are also part of the project.
16. Design and construction of an underwater lidar system
Santiago Royo (Universidad Politécnica de Cataluña) - santiago.royo@upc.edu
Miguel Ángel José Prieto (TE) - mike@uniovi.es
Our research group has in the past developed a large number of lidar prototype systems and technologies for different autonomous vehicles, including applications on ground, railway, boats and space vehicles. Lidar is a laser-based technique enabling to acquire a dense situational awareness of the surroundings of the vehicle, which may be combined with different types of cameras. Thus, a large amount of the technological background required for the development of an underwater lidar is already existent within the group related to the sensor. However, the development of a solution for an underwater lidar poses several differences with conventional units. One of the most relevant is the design and construction of a mechanical envelope sealed to allow underwater survival of the delicate electronic systems inside the unit, and the decision on the optimal communication strategy to be implemented to send the data and control the unit.
The project, thus, is oriented to the design and implementation of the mechanical envelope for an underwater lidar, including optical tests.
17. Geolocalización y sensorización para robots en aplicaciones de seguridad
Amaia Urkidi (Ikerlan) - ponaindia@ikerlan.es
[Tutor académico por determinar]
Los sistemas autónomos van remplazando las actividades de los humanos y a su vez interactuando en aplicaciones con una criticidad cada vez mayor.
Para ello, los sistemas autónomos deben llevar a cabo la geolocalización con una precisión determinada y la detección y actuación frente a obstáculos de una forma segura. En este TFM se abordan ambos retos desarrollando un demostrador sobre un bot que se desplaza por el laboratorio hasta detectar un semáforo rojo.
19. Desarrollo de sistema de visión artificial para robótica
Joaquín García Cabezas (KHIS) - jgcabezas@khisgroup.com
[Tutor académico por determinar]
Se solicita en este proyecto el desarrollo un sistema embebido para visión artificial utilizando diferentes sistemas de presentes en la industria electrónica, que deberán ser reacondicionados, ensamblados y puestos a punto para obtener un sistema hardware-software de bajo costo para realizar diferentes aplicaciones con visión artificial.
Como resultado, el sistema constara de microprocesadores, un menú de navegación y una pantalla de visualización. El sistema deberá tener la capacidad de analizar 10 imágenes por segundo, almacenar 16 imágenes por segundo y visualizar una imagen cada 0.2s. La visión artificial junto con el código desarrollado, sería implementada en robótica FANUC.
20. Banco de investigación de estrategias de actuación electromecánica
Iker Elorza (Ikerlan) – ielorza@ikerlan.es
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es
Se investigarán métodos de caracterización electromecánica y térmica de motores eléctricos basados en documentación publicada por los fabricantes, ensayos específicos en banco y medidas en máquina. Posteriormente, se propondrán métodos de control de máquina inteligentes que, mediante el uso de un modelo electromecánico y térmico de cada motor, sean capaces de degradar la funcionalidad de máquina de forma progresiva ante ciclos de trabajo que normalmente resultarían en una o varias paradas por sobrecalentamiento o sobreintensidad.
El objetivo final es proponer una metodología sistemática para la selección, caracterización, integración y uso de motores eléctricos en soluciones mecatrónicas, con especial énfasis en el modelado electromecánico y térmico para el control inteligente de máquinas frente a ciclos de trabajo que excedan sus capacidades nominales.
21. Calibración y evaluación de un sensor inercial de alta resolución para la medida de la velocidad en trenes de alta velocidad
Ikjer Muniategui (Ingeteam) – iker.muniategui@ingeteam.com
Fernando Briz del Blanco (ISA) - fbriz@uniovi.es
La operación de los modernos trenes de alta velocidad requiere el conocimiento de la velocidad del tren. La medida de la velocidad del tren a partir de la velocidad de la rueda no es fiable en caso de deslizamiento, fenómeno que es relativamente frecuente cuando la vía no está seca y limpia. Métodos alternativos para la medida de la velocidad de tren incluyen la visión artificial, radar, GPS, y sensores inerciales entre otros. Tanto radar visión son costosos y presentan dificultades de implementación importantes. Por otra parte, el GPS carece de la precisión necesaria.
Los sensores inerciales son una alternativa viable. Los principales retos para su utilización se derivan del valor relativamente pequeño de las aceleraciones a medir, y de las derivas intrínsecas al proceso de integración de la señal del sensor.
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