TFM 23/24

TFMs propuestos (curso 23/24)

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.

2. Diseño, desarrollo y validación de un sistema de extrusión para bioimpresoras

Daniel Álvarez Díaz (Fundación Idonial) - daniel.alvarez@idonial.com
David Blanco Fernández (IPF) - dbf@uniovi.es 

Idonial, dentro de su línea de actividad de bioimpresión 3D, plantea el desarrollo de un trabajo fin de máster orientado al desarrollo de un nuevo sistema de extrusión para los equipos de bioimpresión desarrollados en Idonial. Para ello, partiendo de los diferentes diseños realizados con anterioridad, se buscará realizar con el alumno un proceso completo de proyecto de investigación aplicado a esta temática.

El proyecto incluirá desde la definición de los requerimientos iniciales, tanto desde el punto de vista de fabricabilidad, de la integración en el sistema de control, criterios de higiene y limpieza, así como criterios de uso y rendimiento propios del equipo, hasta el diseño en detalle de una solución, una validación virtual, y el montaje y testeo de una unidad prototipo

3. Diseño de un sistema de vigilancia móvil autónomo

Daniel Setó Rey (Alisys Digital S.L.) - daniel.seto@alisys.net
Ignacio Álvarez García (ISA) - ialvarez@uniovi.es 

El presenta trabajo se desarrollará sobre el robot Panther de Husarion, un robot móvil de ruedas con protección IP66 y una capacidad de carga de hasta 80kg. El objetivo principal de este proyecto es diseñar un payload para integrar un sistema de vigilancia perimetral en la estructura del robot.

El payload estará formado por un mástil con un sistema mecánico que permita adaptar la altura a las condiciones del entorno. Se deberá mantener la protección IP del robot y el montaje debe ser sencillo. El proyecto consistirá en el diseño y montaje mecánico, y en el control a bajo nivel del sistema de elevación del mástil.

4. Rediseño del sistema de payloads

Daniel Setó Rey (Alisys Digital S.L.) - daniel.seto@alisys.net
Ignacio Álvarez García (ISA) - ialvarez@uniovi.es 

El objetivo principal del proyecto es rediseñar el sistema de payloads para que sea más genérico y cómodo a la hora de intercambiar payloads. Se diseñará una base modular con conexiones electromecánicas para aumentar la rapidez de intercambio de payloads. Se fabricará considerando tanto procesos tradicionales como fabricación aditiva. En el interior de esta base se realizarán las conexiones necesarias, se puede estudiar la opción de montar un PC por piezas dentro de este módulo.

También se diseñará un módulo genérico común para todos los payloads, de modo que se puedan intercambiar en todas las posiciones del robot. Este módulo contará con un sistema electromecánico de anclaje, para poder estandarizar las conexiones y facilitar el ensamblaje del payload. Habrá que estudiar opciones de materiales y fabricación para este módulo.

5. Adaptación de sistemas automatizados para el sector logístico para condiciones extremas

Ricardo Grande Sariego (DF Logistic Systems) - ricardo.grande@durofelguera.com
José Manuel Sierra Velasco (IM) - jmsierra@uniovi.es 

La automatización se extiende a diferentes ámbitos, sectores y negocios, con exigencias cada vez mayores. Una de las áreas con mayor potencial para la completa automatización es la de condiciones ambientales extremas, especialmente en frío negativo. En tales circunstancias, la participación de recursos humanos en el desarrollo de las tareas se hace o bien muy dificultoso y costoso o incluso imposible.

El objeto del proyecto es la adaptación de los sistemas mecatrónicos de máquinas como transelevadores o cargadores automáticos de camiones para su correcto funcionamiento en condiciones de frío extremo (aprox. -40ºC).

6. Modificación de sistema de alimentación eléctrica de cargador automático de camiones

Ricardo Grande Sariego (DF Logistic Systems) - ricardo.grande@durofelguera.com
José Manuel Sierra Velasco (IM) - jmsierra@uniovi.es 

Con objeto de mejorar la movilidad de los sistemas automáticos de carga de camiones y maximizar su versatilidad y flexibilidad, así como minimizar las necesidades de instalación en planta, se plantea el objetivo de implementar un sistema de alimentación eléctrica por baterías alternativo al sistema actualmente alimentado por cable.

El alumno deberá analizar la máquina existente e integrar el sistema de alimentación mediante batería a todos los niveles mecatrónicos (rediseño mecánico para integrar baterías, diseño eléctrico de nueva alimentación, adaptación electrónica de nuevos posibles sensores requeridos), así como desarrollar el sistema de control necesario para la gestión de la carga automática de baterías. Será recomendable la fabricación de un prototipo simplificado que permita simular el sistema real (opcional).

7. Integración de dispositivo alimentador de palés (Pallet Feeder Device) sobre AGV

Ricardo Grande Sariego (DF Logistic Systems) - ricardo.grande@durofelguera.com
José Manuel Sierra Velasco (IM) - jmsierra@uniovi.es 

El sector logístico demanda cada vez más versatilidad y flexibilidad en las instalaciones, con una tendencia clara a la sustitución de los tradicionales sistemas fijos de transporte (transportadores de rodillos, cadenas, banda) por sistemas móviles como vehículos automáticos guiados (AGV), que permiten efectuar movimientos de cargas sin condicionar el espacio disponible en las plantas y permitiendo áreas diáfanas de trabajo.

DF y su división Logistic Systems cubren las necesidades de automatización en todo tipo de instalaciones, siendo una de las áreas aún por desarrollar, la incorporación e integración de AGVs con los sistemas en catálogo de DF. El objeto del proyecto es la integración mecatrónica del dispositivo alimentador de palés (PFD), máquina fija diseñada y desarrollada por DF, sobre un sistema AGV (comercial).

8. Sistema automático de chorreo en cabina para superficies regulares

Ricardo Grande Sariego (DF Logistic Systems) - ricardo.grande@durofelguera.com
José Manuel Sierra Velasco (IM) - jmsierra@uniovi.es 

El proceso de chorreo en cabina tradicional implica la dedicación de un recurso humano que aplica la proyección sobre la superficie a tratar. Se trata de una tarea que requiere un esfuerzo físico considerable en unas condiciones muy exigentes (traje especial), más aún cuando las superficies son de grandes dimensiones.

El presente proyecto plantea la necesidad de desarrollar una solución mecatrónica que replique la tarea desarrollada de forma manual por el operario, es decir, el barrido completo de superficies regulares (envolventes de tanques) soportando la manguera de chorreo en cabina. El sistema deberá ser suficientemente robusto para resistir el exigente ambiente corrosivo de la cabina. Complementariamente se plantea el desarrollo de una maqueta prototipo (opcional).

9. Puesta a punto de IKSAFECOBOT

Irune Aguirre (Ikerlan) - iaguirre@ikerlan.es
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es 

Este proyecto tiene por objeto definir y realizar una primera implementación del demostrador IKSAFECOBOT, que se trata de una plataforma móvil con un brazo robótico para que pueda interactuar con personas de manera segura para recoger platos de la cantina y llevarlos al lavavajillas industrial. En la implementación se desarrollará una primera versión del demostrador sin colaborar con personas, aunque la definición de arquitectura debiera contemplar la funcionalidad global.

Objetivos: 1. Definir en detalle el demostrador IKSAFECOBOT. - 2 Implementar una primera versión del IKSAFECOBOT.

10. Diseño, modelado y control de robot paralelo neumático reconfigurable

Iker Elorza (Ikerlan) - ielorza@ikerlan.es
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es 

Se trata de refinar el diseño, modelo y control de un robot paralelo con actuadores neumáticos, para su fabricación en el laboratorio de control inteligente de Ikerlan. El robot será reconfigurable, de forma que sea posible modificar fácilmente la posición y el tamaño de sus elementos para obtener cierta 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.

La alumna o el alumno modelará el robot mediante Simscape, y desarrollará algoritmos de control que probará sobre el modelo resultante. Además, avanzará en la fabricación del robot en la medida en que lo hagan posible las circunstancias relativas a la provisión de materiales.

11. Desarrollo y validación de una garra robótica biestable-compliant para manipulación segura y colaborativa de productos en la industria

Mario Cabello (Ikerlan) - mjcabello@ikerlan.es
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es 

La automatización industrial de procesos de montaje mediante tecnologías robóticas en entornos colaborativos se enfrenta al reto de controlar con precisión las fuerzas de los actuadores para no dañar los objetos y asegurar la calidad de los mismo. Este es un reto complejo para las estrategias de control ya que requiere simultáneamente controles de posición y fuerzas con cambios repentinos de estados que no siempre son efectivos. En consecuencia, muchas veces se incrementa significativamente los costes y complejidades de las garras para asegurar las fuerzas de trabajo de los actuadores realmente precisas y seguras. Una solución viable podría ser complementar el control mediante la sustitución de esta funcionalidad de mecanismos compliant-biestables (inteligencia física).

Objetivos: 1. Implementar y validar experimentalmente una metodología de diseño basada en modelos de simulación de mecanismos compliant-biestable para utilizarlos como garras de robótica segura en aplicaciones de automatización industrial colaborativa. - 2. Desarrollar una garra de robots biestable para funcionar con fuerza controlada en una operación de manipulación y compararlo con una solución tradicional de control.

12. Implementación de una célula de soldadura Láser en un robot industrial y validación experimental de modelos de simulación soldadas láser con aporte

Iban Retolaza (Ikerlan) - iretolaza@ikerlan.es
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es 

En la industria moderna se utilizan comúnmente estructuras y componentes de máquinas armadas mediante uniones soldadas. Las uniones soldadas son elementos de unión complejas de modelar por la multifísica que interviene en el proceso y en consecuencia hay una carencia de herramientas de simulación para el diseño basada en modelos de este tipo de uniones sobre todo cuando son multicordones en grandes estructuras complejas. Desarrollar modelos de simulación de procesos y metodologías de diseño basadas en ellos para optimizar la fabricación de estructuras y componentes complejos de máquinas, es una necesidad real de la industria que se quiere abordar en este trabajo.

Objetivos: 1. Desarrollar y validar experimentalmente una metodología de diseño basada en modelos de simulación de grandes estructuras con uniones soldadas multicordón que permita evaluar la distorsión de las piezas y el impacto del proceso en la resistencia y vida de los componentes estructurales. - 2. Implementar un proceso de soldadura láser con un robot industrial y validar mediante un caso de estudio demostrativo los modelos de simulación desarrollados para evaluar el proceso de soldadura y su efecto en el componen fabricado.

13. Adaptación y puesta a punto de un banco de ensayos para la demostración de soluciones de monitorización

Urko Leturiondo (Ikerlan) - uleturiondo@ikerlan.es
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es 

En el contexto de diferentes proyectos de investigación, IKERLAN ha desarrollado diferentes herramientas SW que permiten llevar a cabo diagnósticos y pronósticos de sistemas mecatrónicos (detección de anomalías, evaluación de la condición, estimación de vida útil remanente, análisis prescriptivo, etc.). En este contexto, se busca adaptar un banco de ensayos que permita la demostración práctica a nivel de laboratorio de estas herramientas de monitorización.

Objetivos: 1. Diseñar, modificar y poner a punto un banco de ensayos. - 2. Aplicar herramientas SW de monitorización en dicho banco.

14. A mechanical fatigue testing set-up for lifetime evaluation of LED packages

Golta Khatibi (TU Wien) - golta.khatibi@tuwien.ac.at
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es 

Light emitting diode (LED) packages are broadly used for automotive lighting due to their electrical efficiency and durability. The components must fulfil high reliability requirements even under harsh conditions. One of the main causes of failure in LED packages is wire-bond fatigue failure due to thermal mismatch between the micro-wires and the silicone encapsulant. The reliability of packages is evaluated by time consuming thermal cycling tests with more than 3000 loading cycles.

Recently, a set-up has been designed to induce predefined stresses in the wire bond loops of non-encapsulated LED packages in order to mimic their cyclic deformation behavior during the thermomechanical loading. The test chip is mounted on the sample holder of a piezoelectric driven stage which is integrated in the semi-automatic bonder- tester (Bondtec BAMFIT tester). During the testing the wire bonds are fixed at the desired position of the loop with the gripping tool and subjected to vibrational loads by means of the piezoelectric stage in the frequency range of a few 100 Hz and different displacement amplitudes until fatigue failure of the wire-bonds.

The objective of this master’s thesis is adaptation and optimization of the available mechanical fatigue testing setup for lifetime evaluation of thermo-sonic wire bonds in LED packages under multiaxial loading conditions.

15. Sistema de fabricación aditiva con cabezales intercambiables para extrusión de termoplásticos

David Blanco Fernández (IPF) - dbf@uniovi.es 

La fabricación aditiva ha demostrado ser una herramienta valiosa en diversos campos, y la extrusión de termoplásticos es uno de los métodos más utilizados en la impresión 3D. Este proyecto propone llevar esta tecnología un paso más allá mediante la implementación de un sistema con cabezales intercambiables., La inclusión de cabezales intercambiables en un sistema de impresión 3D ofrece beneficios clave: permite usar cabezales de diferentes tamaños para depositar material, mejorando la eficiencia de producción. Cambiar rápidamente entre cabezales también serviría para optimizar las características de las piezas.

TFMs en el extranjero (curso 23/24)

EU1. Photometric pose and deformation estimation in GutSLAM 

Nicolas Andreff (FEMTO-ST) - nicolas.andreff@femto-st.fr
Miguel Ángel José Prieto (TE) - mike@uniovi.es 

This project concerns one crucial step in the 3D reconstruction of the small bowel from endoscopic images, which belongs to the class of non-rigid structure-from-motion algorithms.

The purpose of this work is, starting from an initial pose estimation of the initial cylinder with respect to the camera in its first location, to estimate a first deformation to apply to the initial cylinder. To do so, the geometric information extracted from the ORB descriptors is not enough and can only provide with a wireframe image (Fig.1). However, relying on the image colour intensities should bring complementary information.

Starting from the work done last year, the main steps of the project will be: (1) Literature search and state-of-the-art analysis. (2) Appropriation of previous software version. (3) Integration of radiosity models into the projection of the model. (4) Optimization of the photometric reprojection error between the image and the projection of the 3D+colour template. (5) Implementation in Octave. 

-----> Preasignado a Miterrand SANI EKOLE (EU4M) 

EU2. Improvement of the control law of a permanent-magnet synchronous motor

[Company supervisor to be determined] (Valeo)
Miguel Ángel José Prieto (TE) - mike@uniovi.es

This work deals with improving the control law of an electric motor by first analyzing the existing situation in order to understand how it works and identify areas for improvement. Subsequently, additional functions to be coded in embedded C language will have to be specified and developed/optimized. The student will also have to follow the test trials and validation of these functions on a test bench that allows various physical quantities (temperature, torque, voltage, etc.) to be varied. The existing graphical interface will have to be improved using Python language.

-----> Preasignado a Yaman SAHU (EU4M)

EU3. Implementation of a mathematical model for the automatic detection of downhole hazards in drilling operations using model-based-design 

Pedro Arévalo (FEMTO-ST) - pedro.arevalo@bakerhughes.com
[Academic supervisor to be determined] 

Description and objectives: (1) Data analysis (sensor data, environmental data). (2) Prepare datasets towards implementation of ML/AI models. (3) Implementation of Simulink Model for signal processing and mathematical model of downhole hazards. (4) Implement Simulink Model for the ML/AI based detection. (5) Create fast prototype of model. (6) Automated C-code generation. (7) Master thesis document.