DSpace Comunidad: Tesis de la Maestría en Diseño, Producción y Automatización Industrial
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/7671
Tesis de la Maestría en Diseño, Producción y Automatización Industrial2024-03-28T14:15:35ZImplementación y desarrollo de un protocolo de pruebas de funcionamiento de un horno incinerador prototipo energizado con resistencias eléctricas.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24755
Título: Implementación y desarrollo de un protocolo de pruebas de funcionamiento de un horno incinerador prototipo energizado con resistencias eléctricas.
Autor: Moposita Manotoa, Roberto Danilo
Resumen: The objective of this titling work is to accompany and tracking the process of construction, installation and testing of the prototype incinerator furnace. The process is carried out first with the determination of the site, acquisition of materials and elements necessary for construction, the construction of the refractory structure, thermal insulation, metal casing and the chimney were verified. A protocol of functional tests was carried out to implement it after the construction process of the incinerator furnace, once the protocol has been developed, eight tests have been carried out in which data on the behavior of the furnace are taken. Once the tests are finished, it is detected that it is necessary to make some adjustments in the construction.
Descripción: El presente trabajo de titulación tiene como objetivo el acompañamiento y seguimiento del proceso de construcción, instalación y pruebas del horno incinerador prototipo. El proceso se realiza primero con la determinación del sitio, adquisición de materiales y elementos necesarios para la construcción, se verifico la construcción de la estructura refractario, aislamiento térmico, carcasa metálica y la chimenea. Se realizó un protocolo de pruebas de funcionamiento para implementarlo luego del proceso de construcción del horno incinerador, una vez elaborado el protocolo se han hecho ocho pruebas en las cuales se toman datos del comportamiento del horno. Terminadas las pruebas se detecta que es necesario hacer algunos ajustes en la construcción.2023-05-01T00:00:00ZDiseño y simulación de un robot móvil con navegación autónoma para el traslado de coches entre dos estaciones de trabajo en la empresa Aymesa.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21603
Título: Diseño y simulación de un robot móvil con navegación autónoma para el traslado de coches entre dos estaciones de trabajo en la empresa Aymesa.
Autor: Maroto Sánchez, Washington Ricardo
Resumen: The company Aymesa S.A. reference of the automotive industry in Ecuador for 5 decades, as part of the continuous improvement of its processes and innovation in the material handling system that allows the increase in productivity, the reduction of manufacturing times and costs, requires the design and simulation of a mobile robot for the transfer of cars between two work stations with autonomous navigation that travels from an initial position to a desired position.
For the study of this mobile robot with autonomous navigation, the design of a robot with differential traction and the modeling of an intelligent control is established through the development of two Fuzzy controls: robot direction angle and advance speed. The Matlab software allows simulation, programming and validation; through a graphical interface in the input of input values, output values are obtained for each control, allowing the visualization and analysis of the behavior of the speeds of each of the wheels.
Descripción: La empresa Aymesa S.A. referente de la industria automotriz en el Ecuador desde hace 5 décadas, como parte de la mejora continua de sus procesos e innovación en el sistema de manejo de material que permita el incremento de la productividad, la reducción de tiempos de fabricación y costos, requiere el diseño y simulación de un robot móvil para el traslado de coches entre dos estaciones de trabajo con navegación autónoma que recorre desde una posición inicial hasta una posición deseada.
Para el estudio de este robot móvil con navegación autónoma, se establece el diseño de un robot con tracción diferencial y modelación de un control inteligente mediante el desarrollo de dos controles Fuzzy: ángulo de dirección del robot y la velocidad de avance. El software Matlab permite la simulación, programación y validación; a través de una interfaz gráfica en el ingreso de valores de entrada se obtiene valores de salida para cada control, permitiendo la visualización y el análisis del comportamiento de las velocidades de cada una de las ruedas.2021-03-01T00:00:00ZDiseño del control de una Microcentral Hidroeléctrica con Turbina Michell Banki 213Kw
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20710
Título: Diseño del control de una Microcentral Hidroeléctrica con Turbina Michell Banki 213Kw
Autor: Proaño Guevara, Roberto Felipe
Resumen: The objective of this project is to develop a methodology that allows obtaining a control system of a turbine-generator group from data obtained in the field to carry out the design and construction of a micro-hydroelectric power station. In addition, the titling work proposes to be a practical guide to have the global vision of the different elements that make up a power generation plant in treated water pipes. The description is developed from the analysis of the generation capacity to the implementation of the automation and control algorithm in a PLC (Programmable Logic Controller). Once the elements that make up the micro-central were implemented, the control system was adapted to the turbine-generator group, obtaining stable results.
Descripción: El presente proyecto tiene por objetivo desarrollar una metodología que permita obtener un sistema de control de un grupo turbina-generador a partir de datos obtenidos en campo para realizar el diseño y construcción de una micro-central hidroeléctrica. Además el trabajo de titulación plantea ser una guía práctica para tener la visión global de los diferentes elementos que componen una central de generación eléctrica en tuberías de agua tratada. Se desarrolla la descripción desde el análisis de la capacidad de generación hasta la implementación del algoritmo de automatización y control en un PLC (Controlador Lógico Programable). Una vez implementados los elementos que componen la micro-central, se logró que el sistema de control se adapte al grupo turbina-generador obteniendo resultados estables.2019-12-12T00:00:00ZProcesado y caracterización de nitratos como materiales de cambio de fase para evaluar su capacidad de almacenamiento energético
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20287
Título: Procesado y caracterización de nitratos como materiales de cambio de fase para evaluar su capacidad de almacenamiento energético
Autor: Orozco Salcedo, Marco Andrés
Resumen: There are three forms of thermal energy storage, in the form of sensible heat, by thermochemical reaction and by latent heat. In relation to the last case, the latent heat is the amount of energy that is stored in a material when it changes its molecular structure, its phase or its state of hydration without there being an increase in temperature. This form of storage has great advantages in relation to the first two such as higher storage density, reduction of energy losses due to the change in temperature and the possibility of selecting the working temperature. This research work was oriented to the analysis of energy efficiency based on the analysis of phase change materials (PCMs), through experimental characterization using validated methods.
A PCM is one that has the ability to store energy in the form of latent heat, has a high melting point and phase transition point around the operating temperature. They are designed with the purpose of avoiding the loss of heat by absorbing or detaching it.
Descripción: Existen tres formas de almacenamiento térmico de energía, en forma de calor sensible, por reacción termoquímica y por calor latente. En relación al último caso, el calor latente es la cantidad de energía que se guarda en un material cuando cambia su estructura molecular, su fase o su estado de hidratación sin que haya un incremento de temperatura. Esta forma de almacenamiento presenta grandes ventajas en relación a las dos primeras tales como mayor densidad de almacenamiento, reducción de las pérdidas energéticas debido al cambio de temperatura y la posibilidad de selección de la temperatura de trabajo. Este trabajo de investigación se orientó al análisis de la eficiencia energética partiendo del análisis de los materiales de cambio de fase (PCMs del inglés Phase Change Materials), mediante la caracterización experimental utilizando métodos validados.
Un PCM es aquel que posee la capacidad de almacenar energía en forma de calor latente, posee un alto punto de fusión y punto de transición de fase alrededor de la temperatura de operación. Son diseñados con el propósito de evitar la pérdida de calor mediante la absorción o desprendimiento del mismo.2019-06-19T00:00:00ZDesarrollo de controladores por software para un manipulador usando OROCOS
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20207
Título: Desarrollo de controladores por software para un manipulador usando OROCOS
Autor: Acosta Ruales, Christian Javier
Resumen: The present work as part of the research project PIMI 15-04 “Control adaptativo basado en inteligencia artificial aplicado a un sistema mecatrónico fundado en un robot paralelo para la diagnosis y rehabilitación”, carried out by the Facultad de Ingeniería Mecánica in collaboration with the Universidad Politécnica de Valencia, seeks to implement controllers for a manipulator based on open source software by using mainly OROCOS. The controller is applied in an anthropomorphic manipulator of three degrees of freedom which transfers metallic red or green objects of circular shape, these objects are located in specific points of the work area, so the manipulator moves them to their respective container depending on the color of the object. For the implementation, we use an Arduino card, to acquire data control the motors, and read the signal of a button that gives the beginning of the process. Also, a web camera is used to identify the colors of the objects.
Descripción: El presente trabajo es parte del proyecto de investigación PIMI 15-04 “Control adaptativo basado en inteligencia artificial aplicado a un sistema mecatrónico fundado en un robot paralelo para la diagnosis y rehabilitación”, realizado por la facultad de Ingeniería Mecánica en colaboración con la Universidad Politécnica de Valencia, en el cual se busca implementar controladores para un robot paralelo mediante la programación en software libre basado en la utilización del software OROCOS. El controlador se lo implementó a un manipulador antropomórfico de tres grados de libertad, el cual traslada objetos metálicos de forma circular de color rojo o verde, que estarán ubicados en puntos específicos del área de trabajo, a su respectivo contenedor dependiendo del color del objeto. Para la implementación se utilizó una tarjeta Arduino como tarjeta de adquisición de datos, para controlar los motores, e ingresar la señal de un pulsador que da el inicio del proceso, Además se utilizó una cámara web para identificar los colores de los objetos.2019-04-23T00:00:00ZAnálisis cinemático y cinético del mecanismo Theo Jansen. Diseño y construcción de juguete prototipo
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19785
Título: Análisis cinemático y cinético del mecanismo Theo Jansen. Diseño y construcción de juguete prototipo
Autor: Cuadrado Mazón, Karina Cecilia
Resumen: In the present titling work, the kinematic and kinetic study of the mechanism Theo Jansen, created by the Dutch artist of the same name, has been made. As an application of the mechanism studied, a prototype toy has been designed and built. To do this, we studied the theoretical basis of mechanisms, mainly Theo Jansen mechanism. The kinematic analysis consisted of determining the positions, velocities and linear accelerations of each mechanism joint, which was achieved by the closed loop method. The kinetic or dynamic analysis of the mechanism consisted in determining the value of the Torque needed for its movement, which was achieved by the virtual work method. The application developed was a toy horse, designed with the Solidworks program and printed using FDM technology, in ABS and PLA material.
Descripción: En el presente trabajo de titulación, se ha realizado el estudio cinemático y cinético del mecanismo Theo Jansen, creado por el artista holandés del mismo nombre. Como aplicación del mecanismo estudiado se ha diseñado y construido un juguete prototipo. Para efectuar lo indicado, se estudió el fundamento teórico de mecanismos, principalmente del mecanismo Theo Jansen. El análisis cinemático consistió en determinar las posiciones, velocidades y aceleraciones lineales de cada junta del mecanismo, lo cual se logró mediante el método de bucle cerrado. El análisis cinético o dinámico del mecanismo consistió en determinar el valor del Torque necesario para su movimiento, lo que se consiguió mediante el método del trabajo virtual. La aplicación desarrollada fue un caballo de juguete, diseñado con el programa Solidworks e impreso mediante la tecnología FDM, en material ABS y PLA.2018-10-12T00:00:00ZAnálisis de la eficiencia de una turbina tipo francis con características similares a la de la central hidroeléctrica San Francisco-Ecuador
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19561
Título: Análisis de la eficiencia de una turbina tipo francis con características similares a la de la central hidroeléctrica San Francisco-Ecuador
Autor: Mora Sánchez, Christian Andrés
Resumen: One of the major challenges in the field of electrical generation by hydraulic means is to measure the impact of the wear caused by water on the global efficiency of the machine. In this context, the aim of this work is analyze the efficiency of a Francis-type turbine that belongs to San Francisco Hydroelectric Plant (Ecuador) for different gap dimensions between the guide vanes and the facing plates using CFD. To carry out this study was necessary to obtain real information from the operating conditions and geometry of the entire turbine. It was necessary to study the sediments of Pastaza River’s water since these residues cause an accelerated deterioration of the components, the three-dimensional survey of all the elements of the turbine was carried out starting from 2D drawings provided by CELEC EP HIDROAGOYÁN, In addition we reverse engineering was performed by 3D scanning of all elements with complex geometries such as the impeller and guide vanes and thus to generate the complete geometry to obtain the computational domain for running the simulation of the efficiency by numerical methods using the Computational Fluid Dynamics (CFD) methodology. For the simulation, the k-epsilon turbulence model was used since it requires a lower computational cost and does not need a generation of structured mesh to obtain good results. With this study, it was possible to determine the real value of the efficiency with the current model of the turbine with a reliability of 90% in the simulation.
Descripción: Uno de los principales desafíos en el campo de la generación eléctrica por medios hidráulicos es dimensionar el impacto del desgaste ocasionado por el agua en la eficiencia de la máquina. En este contexto, el presente trabajo tiene como objetivo analizar la eficiencia de una turbina tipo Francis de la central hidroeléctrica San Francisco-Ecuador para diferentes dimensiones de holgura entre los álabes directores y las placas de desgaste utilizando CFD. Para llevar a cabo este estudio fue necesario obtener información real de las condiciones de operación y la geometría de toda la turbina. Se necesitó caracterizar los sedimentos del agua del río Pastaza ya que estos residuos ocasionan un deterioro acelerado de las piezas, se realizó el levantamiento tridimensional de todos los elementos de la turbina partiendo de planos 2D facilitados por CELEC EP HIDROAGOYÁN, además se realizó ingeniería inversa mediante escáner 3D de todos los elementos con geometrías complejas como el rodete y los álabes directrices y así poder generar la geometría completa para obtener el dominio computacional para estudiar y simular mediante métodos numéricos la eficiencia utilizando la metodología de la dinámica de fluidos computacional (CFD). Con este análisis se llegó a determinar el valor real de la eficiencia con el modelo actual de la turbina con una confiabilidad del 90% en la simulación.2018-07-17T00:00:00ZCaracterización de un material compuesto de matriz aleación de aluminio-silicio reforzada con partículas de carburo de silicio
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19428
Título: Caracterización de un material compuesto de matriz aleación de aluminio-silicio reforzada con partículas de carburo de silicio
Autor: Barona López, Gustavo Alfredo; Guilcamaigua Padilla, Juan Carlos
Resumen: This project aims at characterize an aluminium-silicon alloy matrix composite reinforced with silicon carbide particles. For this, low density composites were obtained from a matrix alloy Al-Si 365.0 and a ceramic reinforcement of SiC mesh #400, obtaining a combination of properties required by the automotive industry to reduce fuel consumption. For the 365.0 alloy, a cylinders block of a Honda automobile was used, selected from the ANSI 3xx.x series. SiC is a particulate powder, selected from ceramics of Al2O3, B4C, TiC. A stir casting equipment was built for the preliminaries tests of the dispersion of SiC particles in the melted matrix 365.0. In addition, a fabrication process of ingots was developed by stir casting with gravitational pouring in a binder sand mold, obtaining composites 365.0/SiC/2p (2%SiC), 365.0/SiC/4p (4%SiC), 365.0/SiC/6p (6%SiC). By melting the block the matrix 365.0 was obtained. From these materials, under ASTM Standard, specimens were prepared for tensile, hardness and microscopy tests. The 365.0, 365.0/SiC/2p, 365.0/SiC/4p y 365.0/SiC/6p specimens were characterized, obtaining values of strength [MPa]-hardness [HBW] of 108-46, 101-52, 119-56 and 131-58, respectively, concluding that the increase of the percentage of SiC in the matrix 365.0 the strength and hardness are increasing. The microstructural test shows the phases present of the composites. Finally, a composite C-365.0/SiC/6p (6%SiC) was also developed but pouring in steel mold, its strength is 217 MPa and hardness 78 HBW, presenting better properties compared to composite 365.0/SiC/6p.
Descripción: El presente proyecto tiene por objetivo caracterizar un material compuesto de matriz aleación aluminio-silicio reforzada con partículas de carburo de silicio. Para esto, se fabricaron materiales compuestos (MC) de baja densidad a partir de una matriz aleación Al-Si 365.0 y un refuerzo cerámico de SiC malla #400, obteniendo una combinación de propiedades que requiere la industria automotriz para reducir el consumo de combustible. Para la aleación 365.0 se utilizó un block de cilindros de un automóvil Honda, seleccionada de entre las series ANSI 3xx.x. El SiC es un polvo particulado, seleccionado a partir de Al2O3, B4C, TiC. Se construyó un equipo stir casting para las pruebas preliminares de dispersión del SiC en la matriz fundida 365.0, desarrollándose un proceso de fabricación de lingotes colados por fuerza de gravedad en molde de arena aglomerante, obteniéndose los MC 365.0/SiC/2p (2%SiC), 365.0/SiC/4p (4%SiC), 365.0/SiC/6p (6%SiC). Mediante fundición del block se obtuvo la matriz 365.0. A partir de estos materiales, bajo normas ASTM, se prepararon probetas para ensayos de tracción, dureza y microscopia. Se caracterizó las probetas 365.0, 365.0/SiC/2p, 365.0/SiC/4p y 365.0/SiC/6p, obteniendo valores de resistencia [MPa]-dureza [HBW] de 108-46, 101-52, 119-56 y 131-58, respectivamente, concluyendo que al incrementar el porcentaje de SiC en la matriz 365.0 la resistencia y dureza van incrementándose. El ensayo microestructural muestra las fases presentes de los MC. Finalmente, se desarrolló un MC C-365.0/SiC/6p (6%SiC) colado en molde de acero, su resistencia es de 217 MPa y la dureza 78 HBW, presentando mejores propiedades en comparación al MC 365.0/SiC/6p.2018-05-22T00:00:00ZAnálisis comparativo a fatiga y vibración de resortes automotrices tipo hoja de la empresa Vandervilt S.A. por el método de elementos finitos y pruebas experimentales
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19357
Título: Análisis comparativo a fatiga y vibración de resortes automotrices tipo hoja de la empresa Vandervilt S.A. por el método de elementos finitos y pruebas experimentales
Autor: Curicama Pinargote, Francisco Javier; Cueva Vargas, Carlos Napoleón
Resumen: Leaf spring suspensions are traditional and generally used in the car industry due to their effective capacity of absorbing the shock energy produced by impact force charges. The study analysis is concentrated in optimizing the leaf spring design for truck model: Chevrolet Luv Dimax RT50 of General Motors of Ecuador, improving its design by the use of methods of analysis by finite elements, which will allow detect possible failures, correcting any defects, and to guarantee good performance. Different types of suspensions and manufacturing processes were analyzed, from material evaluation, forming processes, up to mechanical testing. The design theory was established using The Spring design manual for static analysis such as fatigue, and the software ANSYS of finite elements methods (FEM) for the simulation of the model that was considered in contact between the leaf springs. The results showed static and dynamic stress, natural frequency of operation, life cycles and harmonic results. This study will allow implementing a virtual laboratory, once the model is correctly calibrated, allowing Vanderbilt S.A to produce new designs and analysis and optimizing the resources for leaf spring manufacture.
Descripción: Los resortes tipo ballesta son tradicionales y ampliamente utilizados en la industria automotriz, esto se debe a su gran capacidad de absorber energía producida por la carga. El estudio se centró en optimizar el diseño de un modelo de ballesta tipo resorte para la camioneta Chevrolet Luv Dimax RT50 de General Motors Ecuador, mejorando su diseño planteando el uso del método de análisis por elementos finitos, que permitirá detectar su posible falla, corrigiendo cualquier defecto, garantizando su buen funcionamiento. Se analizó los diferentes tipos de suspensiones y el proceso para la fabricación desde la evaluación de la materia, proceso de conformado hasta los ensayos mecánicos. Se utilizó la teoría de diseño de ballestas utilizando el Spring Design manual para el análisis estático como la fatiga, y el programa de elemento finito (MEF) ANSYS para la simulación del modelo que consideró contactos entre hojas. Los resultados mostraron los esfuerzos a carga estática y dinámica, la frecuencia natural de operación, los ciclos de vida y la respuesta armónica. El estudio permitirá la implementación de un laboratorio virtual, una vez calibrado adecuadamente el modelo, permitiendo que Vanderbilt S. A. realice nuevos diseños y análisis con el fin de optimizar recursos en el proceso de fabricación de las ballestas.2018-04-18T00:00:00ZEstudio del incremento de la productividad a partir de la optimización en la eficiencia energética de sistemas motrices y programas de mantenimiento en una planta industrial metalmecánica: Caso INDIMA S.A.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19302
Título: Estudio del incremento de la productividad a partir de la optimización en la eficiencia energética de sistemas motrices y programas de mantenimiento en una planta industrial metalmecánica: Caso INDIMA S.A.
Autor: Maldonado Castro, Mario Andrés; Montalvo Quizhpi, Fernando Gustavo
Resumen: These days there is an increasing interest in those studies that aim towards energy optimization in companies, since such optimization not only has a direct impact on energy consumption costs, but affects positively energy production as well. From the moment the energy user sets strategies for energy optimization, energy delivery expands, which means a benefit for the general public. Most of the existing studies are focused on energy management through the application of standards such as ISO 50002. However, in addition to the proper management, it is important to define the possibility of replacing the equipment identified as great energy consumer, which might be related to a low efficiency equipment selection. In this project, it is expected to propose an energy optimization related to motor driven systems in the INDIMA S.A. case study. In order to achieve this objective, the following activities will be performed: energy quality analysis, energy consumption description focusing on motor driven systems, and maintenance programs analysis. Using all the data collected and existing standards, the energy delivered to the company will be evaluated; therefore, electrical variables such as current, voltage, power factor and harmonics will be considered. The detailed description of energy consumption will allow identifying those working areas and equipment which register the greatest energy consumption rates. This information will be used in a Pareto analysis, so that the optimization proposal can be oriented to the most representative working area and equipment. Finally, the advantages related to a proper maintenance program will be discussed, since the maintenance practices also have a sensitive influence over the energy consumption and company productivity.
Descripción: Actualmente existe un creciente interés en los estudios que buscan la optimización energética en las empresas, pues dicha optimización, a más de influenciar de manera directa en los costos del consumidor, también afecta sensiblemente al generador de la energía, debido a que este último, desde el momento en que el consumidor establece estrategias para optimizar, puede entregar energía a un mayor número de consumidores, beneficiando así a la sociedad. La mayoría de estudios existentes se enfocan en la gestión de la energía a través de normas como la ISO 50002; sin embargo, es importante no solo definir la gestión, sino también la posibilidad del cambio de elementos que en la actualidad son consumidores altos de energía y que específicamente se encuentran asociados a una selección de equipos ineficientes. El presente estudio busca proponer una optimización en el uso de la energía en los sistemas motrices de la empresa estudiada INDIMA S.A. Esto se realizará a partir del análisis de la calidad de la energía que recibe la empresa, el levantamiento de los consumos energéticos de los equipos existentes con enfoque en los sistemas motrices, y el análisis de los programas de mantenimiento para la identificación de mejoras. El trabajo evaluará, en función de las normas existentes, la calidad de la energía que recibe la empresa por parte de la distribuidora de energía eléctrica; es decir, se analizarán variables como corrientes y voltajes de alimentación, factor de potencia y armónicos. El análisis de energía comenzará con la tabulación de los consumos de las diferentes máquinas y equipos de la empresa, logrando la identificación de las áreas de mayor consumo. A partir de esto, se buscará focalizar el problema mediante un análisis de Pareto para conseguir mejores resultados con un enfoque mínimo. Por último, se analizará el aporte de un buen programa de mantenimiento de los equipos con la finalidad de alcanzar mejoras en el consumo de estos y que a su vez pueda influenciar en la productividad de la empresa.2018-03-19T00:00:00ZDiseño y construcción de una descortezadora de coco
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19172
Título: Diseño y construcción de una descortezadora de coco
Autor: Mora Tipán, Miguel Angel; Landa Changalombo, Carlos Aníbal
Resumen: Coconut fiber dehusking is performed by manual, mechanical and machine-based methods. There are toothed roller devices, a rotary punch, tweezers and a rotary-shaft machines. The objective of this project was to design and build a coconut dehusker to provide the national market with an alternative to industrialize the dehusking process. A set of three equipment alternatives was formulated. The equipment to be designed was selected based on the manufacturing cost, production capacity, percentage of total fiber removal, operating cost and coconut control in the dehusking process. The required technical specifications were determined, the performance of the machine manufactured was evaluated and a preventive maintenance plan was formulated in order to reduce operational working times, reduce manufacturing costs, increase the amount of fiber traditionally removed by means of a semiautomated deburring machine. The equipment developed is of the hydraulic oil type, driven by a lever control that activates the clamping, displacement and dehusking mechanism. The equipment was checked and validated by means of a test protocol, obtaining an average of 3 peeling coconuts per minute, a percentage of fiber removal of more than 95%, costing less than $ 4500 and a semiautomation percentage of 90%. All the design parameters were met and a robust, reliable, low cost and easy maintenance equipment was obtained
Descripción: El descortezado de la fibra del coco se realiza por métodos manuales, mecánicos y con el uso de máquinas. Existen máquinas de rodillos dentados, de punzón rotatorio, de pinzas y de eje rotatorio. El objetivo de este proyecto fue diseñar y construir una descortezadora de coco para brindar al mercado nacional una alternativa que permita industrializar el proceso de descortezado. Se formuló un conjunto de tres alternativas de equipos. El equipo a diseñar fue seleccionado en base a la ponderación de costos de fabricación, capacidad de producción, porcentaje de retirado total de fibra, costo de operación y control del movimiento del coco en el descortezado. Se determinó las especificaciones técnicas requeridas, se evaluó el desempeño de la máquina fabricada y se formuló un plan de mantenimiento preventivo. Todo esto con el fin de reducir tiempos de trabajo operacional, reducir costos de fabricación, aumentar la cantidad de fibra retirada tradicionalmente por medio de una descortezadora semi-automatizada. El equipo desarrollado es de tipo oleo-hidráulico, accionado por medio de un mando de palancas que activan los mecanismos de sujeción, desplazamiento y descortezado. Se realizó la verificación y validación del equipo por medio de un protocolo de pruebas obteniendo un promedio de 3 cocos descortezados por minuto, un porcentaje de retirado de fibra superior al 95%, con un costo inferior a $4500 dólares y un porcentaje de semi-automatización del 90%. Se cumplió con todos los parámetros de diseño planteados y se obtuvo un equipo robusto, confiable, de bajo costo y fácil mantenimiento.2016-02-08T00:00:00ZDiseño preliminar y análisis tecno-económico de un avión personal
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/18967
Título: Diseño preliminar y análisis tecno-económico de un avión personal
Autor: Ponce Montenegro, Daniel Alexander
Resumen: Recent developments in materials and automatic controls have allowed manufacturers to build smaller and lighter aircraft. Hence, they have developed even personal or unmanned models. These aerial vehicles show two main constraints. The first one is that they need runways to take off and landing. The second one is their high cost, which depends on the demand for the product in addition to operating costs. Three aircraft have been analyzed in this project. The first one is the Cessna 172; this aircraft was investigated to allow the comparison of equations accounting the propulsion system and airframe to ensure their suitability on the design conducted in this investigation. The other two aircraft are named as DPM-A concept and DPM-B concept. These aircraft have been designed for Quito and the Andean region based on parametric sizing, and aerodynamic and propulsion performance equations. Both concepts (DPM-A and DPM-B) shown that most of the materials required to build the airframe of these aircraft can be found in Ecuador. A TERA (Techno-Economic Environmental Risk Assessment) approach has been applied on this project. This approach focuses on an energy analysis which compares the performance of each concept with an automobile.
Descripción: El reciente desarrollo en materiales y control automático ha permitido que las personas puedan construir aviones pequeños y ligeros, incluso se han desarrollado modelos personales o no tripulados. Estos vehículos aéreos tienen dos restricciones principales, la primera es que necesitan pistas de despegue-aterrizaje y la segunda es el alto costo, el mismo que dependerá de la demanda de dichos aviones y de los costos operativos. En este proyecto han sido desarrollados tres aviones, el primero es un Cessna 172, este avión fue consultado para permitir comparar ecuaciones del sistema de propulsión y armazón para asegurar su funcionalidad en el diseño de este proyecto. Los otros dos aviones son denominados como modelo DPM-A y modelo DPM-B. Estos aviones han sido diseñados para Quito y la región andina basados en el dimensionamiento paramétrico y ecuaciones de desempeño aerodinámicas y de propulsión. Ambos modelos DPM-A y DPM-B mostraron que la mayoría de materiales, requeridos para construir el armazón de estos aviones, pueden ser encontrados en Ecuador. Una propuesta TERA (análisis tecno-económico del riesgo ambiental por sus siglas en inglés) ha sido aplicado en el proyecto. Esta propuesta se enfoca en el análisis energético, la cual compara el desempeño de cada modelo con un automóvil.2017-12-01T00:00:00ZDeterminación del rango óptimo de las variables de soldadura e implementación de un sistema de control de calidad en el proceso de fabricación de estructuras metálicas de la Planta Industrial Instrumental Inc.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/18956
Título: Determinación del rango óptimo de las variables de soldadura e implementación de un sistema de control de calidad en el proceso de fabricación de estructuras metálicas de la Planta Industrial Instrumental Inc.
Autor: Hernández Salinas, Carlos Alfonso
Resumen: The purpose of this document is to determine the optimal range of welding variables and to implement a quality control operation system in the process of manufacturing of metal structures of the Instrumental Inc Company, as a solution to the continuous welding reprocessing in the final product, which is implemented mainly for the production and quality areas, mainly for the manufacture of monopoles and metal beams. The methodology developed is based in the circle of continuous improvement, the statistical control of processes and the six sigma, for the creation of an experimental design, which all variables with greater problem can be verified and attack them directly increasing the efficiency in the production. According to the experimental design and the tests performed, results were obtained such as a 90% decrease in weld defects, better appearance of the weld bead, and a statistical process control that allows continuous monitoring of the welds. Main variables of soldering avoiding defects in the final product. The work carried out allowed to establish the optimal ranges of current, voltage and welding speed in which the process is stable with specific welding procedures for each structure taking as reference the WPS developed for each type of joint.
Descripción: El presente documento tiene por objetivo determinar el rango óptimo de las variables de soldadura e implementar un sistema de control de calidad en el proceso de fabricación de estructuras metálicas de la Planta Industrial Instrumental Inc., como solución a los continuos reprocesos de soldadura en el producto final, implementado principalmente para las áreas de producción y calidad, en la fabricación de monopolos y vigas metálicas. La metodología desarrollada en el presente proyecto está basada en la teoría del círculo de mejora continua, control estadístico de procesos y seis sigma, para la creación de un diseño experimental en el cual se pueden identificar las variables con mayor problema y atacarlas directamente incrementando la eficiencia en la producción. Con el diseño experimental y las pruebas realizadas se obtuvieron resultados como disminución en un 90% de los defectos de soldadura, mejor apariencia del cordón de soldadura, y un control estadístico del proceso que permite monitorear continuamente las variables principales de soldadura evitando defectos en el producto final. El trabajo realizado permitió establecer rangos de corriente, voltaje y velocidad de soldadura óptimos con procedimientos de soldadura específicos para cada estructura tomando como referencia los WPS desarrollados para cada tipo de junta.2017-11-28T00:00:00ZModelo dinámico de un robot paralelo para rehabilitación de rodilla
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/18939
Título: Modelo dinámico de un robot paralelo para rehabilitación de rodilla
Autor: Aquino Arroba, Sócrates Miguel; Pozo Safla, Edwin Rodolfo
Resumen: The parallel robot is a machine made up of mechanical and electronic components governed by a computer program. The parallel robot is formed by a mechanical mechanism composed of a fixed platform and a mobile platform joined by a links. The movement characteristics of this type of robot are suitable for applications in medical rehabilitation. The robot 3UPS + RPU allows generating 4 degrees of freedom, two translations and two rotations, degrees of freedom combination allow to generate the main movements for knee rehabilitation. For the study of this robot establishes the use of the generated coordinates since they ensure the proper calculation of the kinematics, starting with the determination of the generalized positions, that positions are derived respect to the generalized coordinates and it is possible to obtain generalized speeds and they are derived and it is possible to obtain generalized accelerations. The kinematic study allows the generation of dynamic models through the Gibbs Appell method, virtual work method and virtual power method. The dynamic models allow to study of the behavior of the robot for knee rehabilitation, generalized loads are calculated for each linear actuator of the robot.
Descripción: El robot paralelo es una máquina formada por componentes mecánicos y electrónicos gobernados por un programa de computadora. El robot paralelo está formado por un mecanismo mecánico compuesto por una plataforma fija y una plataforma móvil unidas por un conjunto de accionamiento. Las características de movimiento de este tipo de robots lo hacen adecuado para las aplicaciones en rehabilitación médica. El robot 3UPS + RPU permite generar 4 grados de libertad, dos traslaciones y dos rotaciones, que al combinarse son adecuados para generar los principales movimientos de rehabilitación de rodilla. Para el estudio de este robot se establece la utilización de coordenadas generalizadas ya que aseguran el adecuado cálculo de la cinemática, partiendo por la determinación de posiciones generalizadas de lo cual por medio de derivación respecto a las coordenadas generalizadas se obtiene velocidades generalizadas y estas al ser derivadas aceleraciones generalizadas. El estudio cinemático permite generar los modelos dinámicos por medio de los métodos de Gibbs Appell, trabajos virtuales y potencias virtuales. Los modelos dinámicos permiten realizar un estudio del comportamiento del robot al realizar los movimientos de rehabilitación calculándose las fuerzas generadas por los actuadores lineales del robot.2017-11-20T00:00:00ZDiseño y construcción de un elevador una columna para autos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/18828
Título: Diseño y construcción de un elevador una columna para autos
Autor: Novoa Trávez, Fernando Efraín; Rodríguez Flores, Juan Carlos
Resumen: The present project has designed and manufactured a single-column car elevator, which will be used to carry out practices that allow the investigation and dismantling of used automotive parts of teaching material for both undergraduate and postgraduate students of the Faculty of Engineering Mechanics. This lift will facilitate the observation of the different automotive systems located at the bottom to improve student learning. The choice of the alternative to design and manufacture was based on the book "Design Concurrent" by Carles Riba with the method of evaluation of solutions. This lifting system is structured in two sliding arms anchored to a hydraulic cylinder that rests on the main lifting beam and the base; favoring the distribution of loads being very useful in all types of flat surfaces. The automotor is fixed in the arms of the elevator of symmetrical form guaranteeing the balance and security wanted. The entire system is powered by an electro-hydraulic system powered by 220 V three-phase alternating current that can be obtained from the mains.
Descripción: En el presente proyecto se ha diseñado y fabricado un elevador de autos de una sola columna, el cual se usará para realizar prácticas que permitan investigar y desmontar partes de automotores utilizados como material didáctico para los estudiantes tanto de pregrado como posgrado de la Facultad de Ingeniería Mecánica. Este elevador facilitará la observación de los diferentes sistemas del automotor ubicados en la parte inferior para mejorar el aprendizaje de los estudiantes. La elección de la alternativa a diseñar y fabricar se basó en el libro “Diseño Concurrente” de Carles Ribas con el método de evaluación de soluciones. Está estructurado en cuatro brazos deslizables anclados a un cilindro hidráulico que reposa en la viga principal de elevación y su base; favoreciendo el reparto de cargas siendo muy útil en todo tipo de superficies planas. El automotor se fija en los brazos del elevador de forma simétrica garantizando el equilibrio y seguridad deseada. Todo el sistema es propulsado por un sistema electrohidráulico alimentado con corriente alterna trifásica de 220 Vac. que se puede obtener de la red.2017-10-10T00:00:00ZDiseño, desarrollo e implementación de un sistema adaptativo neuro-difuso aplicado al brazo robot Mitsubishi RV-2AJ con visión artificial, utilizando un controlador basado en procesador ARM
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/18642
Título: Diseño, desarrollo e implementación de un sistema adaptativo neuro-difuso aplicado al brazo robot Mitsubishi RV-2AJ con visión artificial, utilizando un controlador basado en procesador ARM
Autor: Celi Sánchez, Carmen Johanna
Resumen: The present project consists of implementing an artificial intelligence algorithm in a Mitsubishi robot model RV-2AJ, in other words to convert a conventional robot arm into intelligent arm. In the first instance, it must be able to discriminate between the different patterns presented to the robot, and to perform a machining process on the pattern. The process is based on a camera that acquires the image of the pattern and sends it to a 32-bit ARM processor known as RaspberryPi. This RaspberryPI uses artificial vision techniques that performs the pre-processing of images and calculates the HU´s invariant moments, which serve in the following process as inputs to the neural network. The neuro-diffuse algorithm establishes the velocity of the penetration of the tool, data which is very important for the robot to realize a perforation on the pattern depending on the material. The advanced RISC machine system sends the X,Y coordinates to the robot arm, performing the job in the right place and also the velocity of penetration of the drill bit on the Z axis, generating a control of the manipulator with reverse kinematics. The project´s execution will enable the robot to become independent from the CIROS software.
Descripción: El presente trabajo consiste en implementar un algoritmo de inteligencia artificial en el brazo robot Mitsubishi modelo RV-2AJ, para convertir un brazo robot convencional en un brazo inteligente. En primera instancia debe ser capaz de discriminar entre los diferentes patrones presentados al robot, para realizar un proceso de maquinado sobre el patrón específico. El proceso se basa en una cámara que adquiere la imagen del patrón y la envía a un procesador de 32 bits ARM conocido como RaspberryPi, esta tarjeta a través de las técnicas de visión artificial realiza el pre-procesamiento de las imágenes y calcula los momentos invariantes de HU, que sirven en el siguiente proceso como entradas a la red neuronal. Estos procedimientos inteligentes entregan al sistema la clasificación de los patrones y con el algoritmo neuro-difuso se establece la velocidad de penetración de la herramienta, datos muy importantes para que el robot realice una perforación sobre el patrón dependiendo del material de fabricación. El sistema ARM envía las coordenadas X,Y al brazo robot y la velocidad de penetración de la broca en el eje Z generando un control del manipulador con cinemática inversa. Así se logra independizar al brazo robot del software propietario CIROS.2017-08-29T00:00:00ZManejo de sustancias tóxicas por medio de una mano inalámbrica
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17494
Título: Manejo de sustancias tóxicas por medio de una mano inalámbrica
Autor: Orozco Ramos, Jhonny Marcelo
Resumen: The handling of toxic substances by means of a wireless hand, part of a study of the compounds manipulated by the people in this type of work, verifying the degree of incidence and exposure to these chemicals. The modeling of the human hand is designed with a percentile of 95, considering the movements and anthropometry. The designed hand is commanded by a sensory glove, placed in the operator, with an independent power supply, its movements are the result of the reproduction of the anatomy, the modeling, assembly, simulation and reproduction of movements by means of plates Arduino assembled to bluetooth HC05 in master - slave condition in wireless communication, in an experimental range of 15 to 20 meters. Each of the elements that make up the wireless hand are designed and assembled in Solidworks, then be executed each movement, previous step to 3D printing and conclude in the union of all movement mechanisms. Generating a clamping force of 8 to 12 kgf which is the capacity of a normal person, achieving an average effectiveness of 85% and a handling of substances of 98%. Important research to ensure the integrity of workers.
Descripción: El manejo de sustancias tóxicas por medio de una mano inalámbrica, parte de un estudio de los compuestos manipulados por las personas en este tipo de trabajo, verificando el grado de incidencia y exposición a estos productos químicos. El modelado de la mano humana se diseña con un percentil de 95, considerando los movimientos y la antropometría. La mano diseñada es comandada por un guante sensorial, colocado en el operario, con una fuente de alimentación independiente, sus movimientos son el resultado de la reproducción de la anatomía, la modelación, ensamblaje, simulación y reproducción de movimientos por medio de placas Arduino ensamblado al bluetooth HC05 en condición master – esclavo en la comunicación inalámbrica, en un rango experimental de 15 a 20 metros. Cada uno de los elementos que conforman la mano inalámbrica son diseñados y ensamblados en Solidworks, posteriormente ser ejecutado cada movimiento, paso previo a la impresión 3D y concluir en la unión de todos los mecanismos de movimientos. Generando una fuerza de sujeción de 8 a 12 kgf que es la capacidad de una persona normal, consiguiendo una efectividad promedio del 85% y un manejo de las sustancias del 98%. Investigación importante para precautelar la integridad de los trabajadores.2017-07-17T00:00:00ZDiseño y construcción de un prototipo de control automático que permita aceptar o rechazar tramos de bandejas porta cables por medio de visión artificial para la empresa Sedemi
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17486
Título: Diseño y construcción de un prototipo de control automático que permita aceptar o rechazar tramos de bandejas porta cables por medio de visión artificial para la empresa Sedemi
Autor: Tapia Zurita, Edison Gustavo; Bastidas Chalán, Rodrigo Vladimir
Resumen: The present project consist in the design and construction of a machine to do quality control in laterals of cable trays for Sedemi Company. To get the proposed goal artificial vision is used and computer assistance to analyze the images. The laterals of cable trays are used to transport electrical power and control cables. Its shape and material depends of application in which it is used. Actually, the quality control process is manual, and is performed measuring the distance of the holes witch each other and the edge of the cable trays. However, this process is repetitive and tedious for the workers. In the artificial vision process are used two web cams located in the extreme of the cabins, while HMI is used to process the information using Matlab GUI. The program compares the percentage of similarity between each part of the photograph taken with a photograph that have previously been accepted by the quality control department, if that percentage is similar, the lateral of tray is approved, and otherwise it is rejected. The cabin can detect the width of the cable tray by using optical sensors. The mechanical design of the cabin components is done by finite elements.
Descripción: El presente proyecto consiste en el diseño y construcción de una máquina para hacer control de calidad en laterales de bandejas porta-cables en la empresa Sedemi, para lo cual se utiliza visión artificial y asistencia por computadora para el análisis de las imágenes. Los laterales de bandejas porta-cables se usan para transportar cables eléctricos de control y fuerza. Su forma y material depende de la aplicación. Actualmente, el proceso de control de calidad es manual, y se realiza midiendo la distancia de los agujeros entre sí y con los bordes de las bandejas. Sin embargo, este proceso es repetitivo y tedioso para los operadores. Para la visión artificial se utiliza cámaras web mientras que para procesar la información se desarrolla un HMI mediante un GUI de Matlab. El programa compara el porcentaje de similitud entre cada parte de la fotografía tomada con una fotografía que previamente ha sido aceptada por el departamento de control de calidad, si dicho porcentaje es similar se aprueba la bandeja, caso contrario es rechazada. La cabina puede detectar el ancho de los laterales mediante la utilización de sensores ópticos. El diseño mecánico de los componentes de la cabina se lo hace con elementos finitos.2017-07-12T00:00:00ZDiseño y construcción de un banco de cuádriceps automático, para rehabilitación física de rodilla en pacientes del Patronato de Amparo Social Niño de Isinchi – Pujilí, Provincia de Cotopaxi
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17468
Título: Diseño y construcción de un banco de cuádriceps automático, para rehabilitación física de rodilla en pacientes del Patronato de Amparo Social Niño de Isinchi – Pujilí, Provincia de Cotopaxi
Autor: Sánchez Ocaña, Wilson Edmundo; Singaña Amaguaña, Marco Adolfo
Resumen: Equipment and systems for physical rehabilitation and recovery of knee problems are designed for patient use after surgery or rehabilitation of joint member injuries. Being the knee important for the march of all individuals, transmission of loads, conservation of moments and provides a pair of adequate strength. An anthropometric study of the population under study was made, establishing that both men and women are in a percentile of 50% (175 cm in height and body mass of 80.5 kg), data necessary for the design, modeling and selection of the system drive. Through the quality house, the technical and construction characteristics of the Automatic Quadriceps Bank (BCA) were determined, and through the functional analysis the best solution alternative was decided, validating the results through the modeling with computer tools. The main technical specifications of the BCA are: angular displacement from 0 to 90º, speeds from 10 to 50 ° / min, load capacity from 0 to 11 kg, has an operator panel and EMG sensors to monitor muscle activity; Its operation has modes of operation: active and passive, analysis of rehabilitation and decision making will be supervised by a health professional.
Descripción: Los equipos y sistemas para rehabilitación física y recuperación de problemas de rodilla están diseñados para el uso de pacientes después de una cirugía o para rehabilitación de lesiones en miembros articulares. Siendo la rodilla importante para la marcha de todo individuo, transmisión de cargas, conservación de momentos y brinda un par de fuerza adecuado. Se realizó un estudio antropométrico de la población en estudio, estableciéndose que tanto hombres y mujeres se encuentran en un percentil del 50% (175 cm de altura y masa corporal de 80.5 kg.), datos necesarios para el diseño, modelación y selección del sistema de accionamiento. Mediante la casa de la calidad se determinó las características técnicas y de construcción del Banco de Cuádriceps Automático (BCA), y mediante el análisis funcional se decidió la mejor alternativa de solución, validando los resultados mediante la modelación con herramientas informáticas. Las especificaciones técnicas del principales del BCA son: desplazamiento angular de 0 a 90º, velocidades de 10 a 50 °/min, capacidad de carga de 0 a 11 Kg, posee un panel de operador y sensores EMG para monitorear la actividad muscular; su funcionamiento posee modos de operación: activo y pasivo, el análisis de la rehabilitación y la toma de decisiones será supervisada por un profesional de la salud.2017-07-07T00:00:00ZSíntesis de espumas metálicas de aluminio de celda abierta
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17431
Título: Síntesis de espumas metálicas de aluminio de celda abierta
Autor: Abarca Pérez, Edison Patricio
Resumen: In the present work samples of aluminum foams of open cell were obtained by the method of infiltration of molten metal in soluble preforms, using as preform the sodium chloride (NaCl), with grain size in the range of 0.85- 1.7 mm. These samples were subsequently characterized structurally and mechanically. Regarding the structural characterization, parameters such as relative density, pore size, percentage of porosity and others were studied. All these parameters were analyzed statistically, and indicate that the samples are not totally homogeneous, since, in the majority there is a considerable standard deviation. The average porosity in the samples analyzed was 85.5%, indicating the production of a highly porous foam. The presence of pores with sizes above the established range of NaCl grains (0.85-1.7 mm) indicates that it is inherent in the process. With respect to the mechanical characterization, the compression test performed on a representative sample results in the fact that the extended plateau area of the strain-deformation curve has a slight positive slope, which may be the result of the hardening by constant deformation of the foam. The calculation of the absorbed compressive energy, verifies the high capacity of absorption of energy of deformation, in these materials.
Descripción: En el presente trabajo se obtuvieron muestras de espumas de aluminio de celda abierta, mediante el método de infiltración de metal fundido en preformas solubles, utilizando como preforma el cloruro de sodio (NaCl), con tamaño de grano en el intervalo de 0,85-1,7 mm. Posteriormente estas muestras fueron caracterizadas estructural y mecánicamente. Respecto a la caracterización estructural, se estudiaron parámetros tales como densidad relativa, tamaño de poro, porcentaje de porosidad y otros. Todos estos parámetros se analizaron estadísticamente, e indican que las muestras no son totalmente homogéneas, ya que, en la mayoría existe una desviación estándar considerable. La porosidad promedio en las muestras analizadas fue del 85,5%, lo que indica la producción de una espuma altamente porosa. La presencia de poros con tamaños por encima del rango establecido de granos de NaCl (0,85-1,7 mm), indica que es inherente al proceso. Respecto a la caracterización mecánica, el ensayo de compresión realizada a una muestra representativa, da como resultado que el área de meseta extendida de la curva esfuerzo-deformación, presenta una ligera pendiente positiva, lo que puede ser el resultado del endurecimiento por deformación constante que sufre la espuma. El cálculo de la energía compresiva absorbida, verifica la elevada capacidad de absorción de energía de deformación, en estos materiales.2017-06-13T00:00:00ZDiseño y construcción de un prototipo de máquina de pultrusion y estudio experimental de las variables para la obtención de perfiles “O” de material compuesto con matriz termoestable
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17384
Título: Diseño y construcción de un prototipo de máquina de pultrusion y estudio experimental de las variables para la obtención de perfiles “O” de material compuesto con matriz termoestable
Autor: Sánchez Carrión, Edgar Fabián; Jiménez Gonzales, Jonathan Paúl
Resumen: The work presents a design and construction of a prototype pultrusion machine, which is a process to obtain "O" profiles based on composite materials by means of FRP Fiber reinforced plastic, for the design Was developed by the concurrent engineering, establishing technical specifications, according to the needs of the client, and later a functional analysis was done according to the prototype modules and resulting in an optimum design, which finally was reflected in the construction of the same. Once the machine was developed, an experimental study of the variables of the pultrusion process was established. This was done according to the tests performed. The main parameters were the concentration of the mixture (resin), mold heat zones and The speed of the pullers, with which in the end it was possible to obtain the ideal parameters with which an optimum profile was obtained taking into account that the profile has necessary physical characteristics, that is to say, that it has its desired shape and thickness; It should be noted that the main materials used were the polyester isophthalic resin, catalyst, accelerator, roving thread among others. Subsequently, the material was characterized by the tests developed in the LANUM of the EPN, the tests carried out were tensile and flexion to three points, achieving acceptable values within the characteristics of the machine.
Descripción: El trabajo presenta un diseño y construcción de un prototipo de máquina de pultrusion, que es un proceso para la obtención de perfiles tipo “O” en base a materiales compuestos por medio refuerzo de fibra de vidrio (FRP Fiber reinforced plastic), para el diseño se desarrolló mediante la ingeniería concurrente, estableciendo especificaciones técnicas, según las necesidades del cliente, y posteriormente se hizo un análisis funcional según módulos del prototipo y obteniendo como resultado un diseño optimo, que finalmente se plasmó con la construcción del mismo. Una vez desarrollado la maquina se estableció un estudio experimental de las variables del proceso de pultrusion, esto se hizo en función de las pruebas realizadas, se varió los parámetros principales que son las concentración de la mezcla (resina), zonas de calor del molde y la velocidad de los pullers, con el cual al final se logró obtener los parámetros idóneos obteniendo un perfil optimo, teniendo en cuenta que el perfil tenga las características físicas necesarias, es decir, que tenga su forma y espesor deseados; cabe destacar que los principales materiales que se utilizó fueron la resina poliéster Isoftalica, catalizador, acelerante, el hilo roving entre otros. Posteriormente se caracterizó el material por medio de los ensayos desarrollados en el LANUM de la EPN, los ensayos realizados fueron a tracción y flexión a tres puntos, logrando valores aceptables dentro de las características de la máquina.2017-06-05T00:00:00ZDiseño y simulación de una máquina multifunción para punzonado de láminas y perfiles de acero de bajo carbono de hasta 3mm de espesor
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17338
Título: Diseño y simulación de una máquina multifunción para punzonado de láminas y perfiles de acero de bajo carbono de hasta 3mm de espesor
Autor: Guamán Quinatoa, Edisson David
Resumen: The main objective of this project was the design and simulation of a multifunctional machine for punching of sheets and profiles of low carbon steel up to 3mm thick. The parameters of the punching process and complementary cutting and bending processes were defined. This machine arose from the need to develop a multifunction equipment for the production area of any metalworking, since it couples the main processes: cutting, bending, notching. The processes mentioned with employees in the manufacture of various products, such as: gondolas, cabinets, racks, lockers, light and heavy load racks, and others. The requirements were collated using the quality house, the functional structure, the determination of the various options for each module and the subsequent design of the solutions found. Throwing as a final result a machine with three working zones: the punching zone, power of 5hp, processes sheets of up to 3mm of thickness; The bending-guillotine zone, for steel sheets, useful length of 1220mm, while for profiles processes sections U, G and angles, this zone has a power of 5hp; and the notching zone, power of 2hp, processes sheets of steel up to 3mm thick.
Descripción: El presente proyecto tuvo como objetivo principal el diseño y simulación de una máquina multifunción para punzonado de láminas y perfiles de acero de bajo carbono de hasta 3mm de espesor. Se definieron los parámetros del proceso de punzonado y procesos complementarios de corte y plegado. Esta máquina surgió de la necesidad de desarrollar un equipo multifunción para el área de producción de cualquier metalmecánica, ya que acopla los principales procesos: corte, plegado, despunte. Los procesos mencionados con empleados en la fabricación de diversos productos, tales como: góndolas, gabinetes, racks, lockers, estanterías de carga liviana y pesada, y otros. Los requerimientos fueron cotejados mediante el empleo de la casa de la calidad, la estructura funcional, la determinación de las diversas opciones para cada módulo y el posterior diseño de las soluciones encontradas. Arrojando como resultado final una máquina con tres zonas de trabajo: la zona de punzonado, potencia de 5hp, procesa láminas de hasta 3mm de espesor; la zona de plegado-guillotina, para láminas de acero, longitud útil de 1220mm, en tanto que para perfiles procesa secciones U, G y ángulos, esta zona tiene una potencia de 5hp; y la zona de despunte, potencia de 2hp, procesa láminas de acero de hasta 3mm de espesor.2017-05-23T00:00:00ZUtilización del middleware orocos para la implementación de controladores en tiempo real
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17334
Título: Utilización del middleware orocos para la implementación de controladores en tiempo real
Autor: Tipantocta Pillajo, Fabricio Manuel
Resumen: The present work is part of the research project PIMI 15-04 that deals with the "Adaptive control based on artificial intelligence applied to a mechatronic system based on a parallel robot for diagnosis and rehabilitation", carried out by the Faculty of Mechanical Engineering in Collaboration with the Polytechnic University of Valencia. The objective of the project is to implement real-time drivers using the Orocos Middleware, programming and developing component drivers. To achieve this, we worked in an environment created exclusively for free software such as the Ubuntu Linux operating system, with the ROS and OROCOS programs. The Orocos Middleware is a software tool, which allowed to create real-time controllers, to develop algorithms in C ++ programming language, with the advantage that it can link software and hardware. As an application it is used for the creation of an algorithm of a PID controller for the automatic control in closed loop of a DC motor, for which a data acquisition card is implemented. To physically demonstrate the operation of the controller, a closed loop speed control system was designed, for which a DC motor is used as the plant. The results obtained comply with the objective of the work since the speed regulation of the DC motor controlled with the PID algorithm implemented and developed in Orocos Middleware shows optimal results of regulation.
Descripción: El presente trabajo, es parte del proyecto de investigación PIMI 15-04 que trata acerca del “Control adaptativo basado en inteligencia artificial aplicado a un sistema mecatrónico fundado en un robot paralelo para la diagnosis y rehabilitación”, realizado por la facultad de Ingeniería Mecánica en colaboración con la Universidad Politécnica de Valencia. El objetivo del proyecto es implementar controladores en tiempo real mediante el Middleware Orocos, programando y desarrollando controladores por componentes. Para lograrlo, se trabajó en un ambiente creado exclusivamente para software libre como es el sistema operativo Linux Ubuntu, con los programas ROS y OROCOS. El Middleware Orocos es una herramienta de software, que permitió crear controladores en tiempo real, para desarrollar algoritmos en lenguaje de programación en C++, con la ventaja que puede enlazar software y hardware. Como aplicación se lo utiliza para la creación de un algoritmo de un controlador PID para el control automático en lazo cerrado de un motor DC, para lo cual se implementa una tarjeta de adquisición de datos. Para demostrar físicamente el funcionamiento del controlador, se diseñó un sistema de control de velocidad en lazo cerrado, para lo cual se usa un motor de corriente continua como planta. Los resultados obtenidos cumplen con el objetivo del trabajo ya que la regulación de velocidad del motor DC controlado con el algoritmo PID implementado y desarrollado en Middleware Orocos muestra resultados óptimos de regulación.2017-04-26T00:00:00ZDesarrollo e implementación de un controlador difuso utilizando realimentación por visión artificial aplicado a un sistema de posicionamiento Ball and Plate por levitación magnética
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17245
Título: Desarrollo e implementación de un controlador difuso utilizando realimentación por visión artificial aplicado a un sistema de posicionamiento Ball and Plate por levitación magnética
Autor: Núñez Verdezoto, Hamilton Leonardo
Resumen: A fuzzy control was developed using LabView software for the Ball and Plate system model 33-240 Feedback. This fuzzy controller serves as a system upgrade, which is implemented with a conventional PID controller. The objective is to control the position of a sphere on a point of the moving plate by changing its angles of inclination and measuring the position of the sphere by artificial vision. The measured variables are four, the rotation angles of the alpha and beta plate, and the coordinates X and Y of position of the sphere on the plate. The variables to be controlled are the voltages to four Thomson inductors located at each corner of the plate. The system is treated as two independent processes separating the rotation control of the plate with respect to its alpha and beta angles, and the control of the position of the sphere on the plate referred to its X and Y coordinates; hence the control of the system required the development of four fuzzy controllers. Finally, the performance comparison between the fuzzy controller and the conventional PID was performed using the integral of the absolute error IEA of each one, and verification of the best performance using the Wilcoxon test.
Descripción: Se desarrolló un control difuso utilizando el software LabView para el sistema Ball and Plate modelo 33-240 Feedback. Este controlador difuso sirve como actualización del sistema, el cual viene implementado con un controlador PID convencional. El objetivo es controlar la posición de una esfera sobre un punto del plato móvil cambiando sus ángulos de inclinación y midiendo la posición de la esfera por visión artificial. Las variables medidas son cuatro, los ángulos de giro del plato alfa y beta, y las coordenadas X e Y de posición de la esfera sobre el plato. Las variables a controlar son los voltajes hacia cuatro inductores Thomson ubicados en cada esquina del plato. Se trata al sistema como dos procesos independientes separando el control de giro del plato respecto a sus ángulos alfa y beta, y el control de la posición de la esfera sobre el plato referidos a sus coordenadas X e Y; de ahí que el control del sistema requirió del desarrollo de cuatro controladores difusos. Finalizando, se realizó la comparación del desempeño entre el controlador difuso y el PID convencional utilizando la integral del error absoluto IEA de cada uno, y verificación del mejor desempeño con la prueba de Wilcoxon.2017-04-17T00:00:00ZDiseño y construcción de un equipo para ensayo de impacto por caída de dardo conforme a la norma ASTM D1709-15
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17224
Título: Diseño y construcción de un equipo para ensayo de impacto por caída de dardo conforme a la norma ASTM D1709-15
Autor: Macas Valdez, Xavier Oswaldo; Salazar Alvear, Marcelo Vinicio
Resumen: This paper presents the design and construction of a dart drop impact testing equipment, according to ASTM D1709-15. Considering the requirements of this standard, a functional analysis of sub-systems is performed to obtain the characteristics of the film holding system and the dart release system. The film holding system includes 2 pneumatic actuators of 50 millimeters in diameter, a fixed and a mobile ring. It maintains a film up to 0.8 mm thick without slipping after the impact of 2000 g dart released from 150 cm height. The dart release system comprises a 10 mm diameter anti-rotating actuator, a release element and a sensor. It can release a 2000 g dart using a pressure of 3.5 bar. The electrical and electronic design focuses on a programmable logic controller and operator panel, for which a control application and a report downloader are developed. Finally, two polypropylene based plastic films used in food packaging are tested. It should be noted that not all plastic films can be characterized by this method, particularly when the fail impact energy is too low.
Descripción: Este trabajo presenta el diseño y construcción de un equipo para ensayo de impacto por caída de dardo, según la norma ASTM D1709-15. Tomando en cuenta los requerimientos de esta norma, se realiza el análisis funcional de sub-sistemas para obtener las características del sistema de sujeción de film y liberación de dardo. El sistema de sujeción de film contiene 2 actuadores neumáticos de 50 mm de diámetro y los anillos fijo y móvil. Este mantiene un film de hasta 0,8 mm de espesor sin deslizamiento tras el impacto de un dardo de 2000 g liberado desde 150 cm de altura. El sistema de liberación de dardo contiene un actuador anti-giratorio de 10 mm de diámetro, un elemento liberador y un sensor. Este libera un dardo de 2000 g, usando una presión de 3,5 bar. El diseño eléctrico-electrónico se centra en un controlador lógico programable y panel de operador, para el cual se desarrolla la aplicación de control y un ejecutable de descarga de resultados. Finalmente se ensaya dos films plásticos de base de polipropileno, usados en empaques alimenticios. Cabe señalar que no todas las láminas plásticas pueden ser caracterizadas por medio de este método, esto cuando su energía de impacto en la falla es demasiado baja.2017-04-10T00:00:00ZDiseño y modelización del proceso de embutición del protector metálico para el tanque de combustible del Chevrolet SZ mediante el método de elementos finitos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17210
Título: Diseño y modelización del proceso de embutición del protector metálico para el tanque de combustible del Chevrolet SZ mediante el método de elementos finitos
Autor: Salazar Masson, Juan Fernando; Villacrés Paredes, Israel Mauricio
Resumen: Nowadays, the sheet metal drawing designs are based on the experience of the designer which has been acquired through years of trial and error. This implies longer manufacturing times and high costs. The objective of this project is to model the drawing process of an automobile body part through finite element analysis (FEA) with the ANSYS software. In this simulation, the parameters were varied in order to identify the effects they had in the process. Additionally, the results were compared with the real auto body part. The first chapter describes the sheet metal drawing process by reviewing topics such as deformation theory, sheet metal drawing, and deformation criteria. The second chapter explains the settings of the finite element analysis and its application on this specific case, which will be by the explicit method. The third chapter describes the design process based on the context of current manufacturing methods. The fourth chapter describes the simulation of the sheet metal drawing process by the ANSYS software and the LS-DYNA module. It also describes the simulation methodology used by the software, the meshing of the part, the boundary conditions values assigned and other parameters. This chapter presents the results obtained, and their validation by comparing them with the real sheet metal drawing process. These results were also validated by the Hourglass zero-energy method. Finally, the fifth chapter presents the conclusions from the simulation and recommendations based on them.
Descripción: Actualmente los diseños de embutición en el país mayormente se basan en la experiencia de los diseñadores, la cual ha sido adquirida de forma empírica a base de prueba y error, lo que conlleva elevados costos y tiempos de fabricación. El presente trabajo tiene como objetivo principal simular el proceso de embutición empleando elementos finitos mediante el software ANSYS para una autoparte. En dicha simulación se varió los parámetros involucrados para identificar sus consiguientes efectos. Adicionalmente se comparó los resultados obtenidos con la pieza real embutida. En el primer capítulo se describieron los conceptos involucrados en la embutición, abordando temas como la teoría de deformación, conformación, criterios de fluencia entre otros. En el segundo capítulo se explicó la formulación del método de elementos finitos y la aplicación específica para el caso de estudio, la cual fue mediante el método explícito. Posteriormente, en el capítulo tercero, se describió el proceso de diseño basado en el contexto actual de los métodos de fabricación. En el capítulo cuarto se desarrolló la simulación del proceso de embutición dentro del programa ANSYS y el módulo LS-DYNA. También se describió la metodología de simulación que utiliza el software, la creación de la malla, la asignación de condiciones de frontera entre otros parámetros. Este capítulo también presenta los resultados obtenidos y la validación de los mismos al compararlos con el proceso real de embutición. Adicionalmente se validó con el método de la energía cero Hourglassing. Finalmente en el último capítulo se presentan las conclusiones finales obtenidas y recomendaciones.2017-03-28T00:00:00ZModelo dinámico de los movimientos de flexo extensión cervical del cuello humano, basado en pares de rodadura
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17173
Título: Modelo dinámico de los movimientos de flexo extensión cervical del cuello humano, basado en pares de rodadura
Autor: Escobar Guachambala, Miguel Ángel
Resumen: The aim of this investigation was to design a dynamic model of the cervical flexion-extension movements of the human neck. A dynamic-inverse study and an analogy with rigid solid materials and the state of the art were carried out to determine and mention anthropometric data related to physical and geometrical properties of the head. For example: mass, moment of inertia, position of occipital condyles, center of mass, turning angle and so on. From the inverse dynamics, it was necessary to get experimental data of instantaneous acceleration of the gravity center of the head that is why it was necessary to record a video at 30 frames per second (FPS). This recording shows a person in motion cervical flexion- extension in a sagittal plane during a given time period. By analyzing the movements, the head trajectory coordinates (x,y) according to the time could be gotten. Later, we made a filtration process for rectification of experimental data in order to eliminate the noise in the data. Finally, we carried out trajectory settings and the calculation of its derivatives (instantaneous velocity and acceleration). The calculations of reaction forces and momentum generating in the occipital condyles for several movement cycles of cervical flexion extension have been carried by Matlab algorithms.
Descripción: Un modelo dinámico de los movimientos de flexo extensión cervical del cuello humano, ha sido propuesto en la presente investigación. Para el desarrollo de esta investigación se realizó un estudio dinámico inverso y analogía con los sólidos rígidos, se realizó el estado del arte para determinar y citar datos antropométricos relacionados con las propiedades físicas y geométricas de la cabeza, por ejemplo: masa, momento de inercia, posición de los cóndilos occipitales, centro de masa, el ángulo de giro y otros. Partiendo del principio de la dinámica inversa fue necesario obtener datos experimentales de aceleración instantánea del centro de gravedad de la cabeza mediante análisis de video, para lo cual fue necesario filmar un video a 30 fotogramas por segundo (fps), esta grabación muestra un individuo realizando movimientos de flexo extensión cervical en el plano sagital durante un periodo de tiempo determinado; la finalidad de realizar el análisis de video del movimiento de flexo extensión cervical es obtener las coordenadas (x, y) de la trayectoria que sigue la cabeza (marcadores) en función del tiempo, posteriormente se realizó un proceso de filtrado para la rectificación de los datos experimentales para eliminar en lo posible el ruido presente en los datos. Finalmente se realizó de ajuste de las trayectorias y el correspondiente cálculo de sus derivadas (velocidad instantánea y aceleración instantánea). Mediante algoritmos de cálculo generados en Matlab se pudo realizar los cálculos de las fuerzas de reacción y momento que se genera en los cóndilos occipitales para varios ciclos de movimiento de flexo extensión cervical.2017-03-27T00:00:00ZDesarrollo e Implementación del Algoritmo de un Controlador Neuro-Difuso Tipo ANFIS aplicado a un Sistema Aerodinámico TRMS (Twin Rotor MIMO System)
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16986
Título: Desarrollo e Implementación del Algoritmo de un Controlador Neuro-Difuso Tipo ANFIS aplicado a un Sistema Aerodinámico TRMS (Twin Rotor MIMO System)
Autor: Figueroa Olmedo, Junior Rafael
Resumen: The main objective of this research work was to develop the algorithm of programming of a neuro-diffuse system known as ANFIS (Adaptive Network based Fuzzy Inference System) and apply it in modeling and control processes on a TRMS (Twin Rotor MIMO System) aerodynamic system. At the beginning the analysis of its operation and architecture is realized, aiming at being able to develop and implement its programming algorithm using Matlab software and its Simulink environment. The performance of the ANFIS controller was evaluated by implementing it on the TRMS control system together with a conventional PID controller, to do later a comparative statistical analysis using the absolute error integral (IAE) obtained from the outputs of both control systems. Prior to the physical implementation of the ANFIS controller, simulated working tests were done using as plant the mathematical model of the TRMS system.
Descripción: El objetivo principal de este trabajo de investigación fue desarrollar el algoritmo de programación de un sistema neuro-difuso conocido como ANFIS (Adaptive Network based Fuzzy Inference System) y aplicarlo en procesos de modelamiento y control sobre un sistema aerodinámico TRMS (Twin Rotor MIMO System). En un principio se realiza el análisis de su funcionamiento y arquitectura, teniendo como meta el poder desarrollar e implementar su algoritmo de programación utilizando el software Matlab y su entorno Simulink. El desempeño del controlador ANFIS se evaluó implementándolo sobre el sistema de control TRMS junto con un controlador PID convencional, para posteriormente realizar un análisis estadístico comparativo utilizando como marco de referencia la integral del error absoluto (IAE), obtenida desde las salidas de ambos sistemas de control. Previamente a la implementación física del controlador ANFIS se realizaron pruebas simuladas de funcionamiento utilizando como planta el modelo matemático del sistema TRMS.2016-09-01T00:00:00ZAnálisis cinemático inverso y directo del robot paralelo
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16868
Título: Análisis cinemático inverso y directo del robot paralelo
Autor: Fernández Yánez, Lorena Alejandra; Sotomayor Reinoso, Luisa Fernanda
Resumen: This work is a part of a multidisciplinary research project from Escuela Politécnica Nacional. The objective of this work is to analyze the kinematics of a parallel robot with 4GDL, which contains a static and a mobile platform, connected by 3UPS (Universal, Prismatic, Spherical) - RPU (Rotational, Prismatic, Universal) chains, to apply in knee rehabilitation. In view of the functions to be performed by the robot, it stablishes a geometric initial configuration, which will be verified through a simulation process. Denavit - Hartenberg (D-H) parameters are determined to define the transformation matrices that establish the constraint equations. Principles of forward and reverse kinematics are aplied to find generalized coordinates and joint velocities. Workspace of robot is established with limit positions of the lower limb. Matlab programming subroutines are developed to enter mobile platform rotations and translations as inverse kinematics parameters; the positions obtained are used as inputs to direct kinematics and the error generated is determined. Geometric model is developed in VRBUILD module from Matlab in order to appreciate movements from the robot and results are viewed with GUIDE interface.
Descripción: El presente trabajo es parte de un proyecto de investigación multidisciplinario de la Escuela Politécnica Nacional. El objetivo es analizar la cinemática de un robot paralelo con 4GDL, constituido por una plataforma fija y una móvil, unidas por cadenas cinemáticas tipo 3UPE– RPU, para aplicarlo en actividades de rehabilitación de rodilla. En atención a las funciones que debe desempeñar el robot, se establece una configuración geométrica inicial que se verifica a través de un proceso de simulación. Se determinan los parámetros de Denavit – Hartenberg (D-H) para definir las matrices de transformación y establecer las ecuaciones de restricción. Se aplican los principios de la cinemática inversa y directa para encontrar las coordenadas generalizadas y velocidades de las articulaciones. Con las posiciones límites del miembro inferior, se establece el espacio de trabajo del robot. Se desarrollan subrutinas de programación en Matlab que permiten ingresar los giros y traslaciones de la plataforma móvil como parámetros de la cinemática inversa; las posiciones obtenidas se utilizan como entradas de la cinemática directa. A fin de poder apreciar de mejor manera el movimiento del robot se desarrolla el modelo geométrico en el módulo VRBUILD en Matlab y se observa los resultados con la interfaz en GUIDE.2016-11-14T00:00:00ZDiseño, construcción y simulación del llenado de un molde en arena en verde para fundición de piezas de aluminio blanco
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16845
Título: Diseño, construcción y simulación del llenado de un molde en arena en verde para fundición de piezas de aluminio blanco
Autor: Garcés García, Manuel Alejandro
Resumen: It is design, build, and perform the filling simulation for a green sand mold for white aluminum cast pieces with the purpose of performing a comparative analysis of the results obtained through the technique test-error in foundry and the use of a CFD software in the stages of design and optimization of molds in the foundry industry, its aim is to show that the use of this technology produces a gain to reduce operative costs in patterns and molds manufacture and the optimization of the same ones in his foundries. This project focuses on the use of the ANSYS software, to perform mold filling and cast pieces solidification simulations to predict failures. For the analysis there has performed the calculation of mold dimensions and corresponding variables. To validate the results they were compared with the practical essays performed.
Descripción: Se diseña, construye y se realiza la simulación del llenado de un molde en arena en verde para la fundición de piezas de aluminio blanco con la finalidad de realizar un análisis comparativo de los resultados obtenidos mediante la técnica prueba-error en fundición y el uso de software de simulación CFD en las etapas de diseño y optimización de moldes en la industria de la fundición, su objetivo es mostrar que el uso de esta tecnología permite reducir costos en la fabricación de modelos y moldes de piezas y la optimización de los mismos en sus fundiciones. Se hace uso del software ANSYS para simular el llenado de moldes y solidificación de piezas fundidas con el fin de anticipar fallas. Para los análisis se realizó el cálculo de las dimensiones del molde y las variables correspondientes. Una vez realizadas las simulaciones y con el fin de validar los resultados obtenidos se recurrió a comparar los mismos con los ensayos prácticos realizados.2016-11-14T00:00:00ZDiseño y simulación de un brazo mecánico de accionamiento hidráulico de tres grados de libertad para levantar baterías del piso a las plataformas de los genedrados de RS ROTH
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16807
Título: Diseño y simulación de un brazo mecánico de accionamiento hidráulico de tres grados de libertad para levantar baterías del piso a las plataformas de los genedrados de RS ROTH
Autor: Palacios Rojas, John Paúl
Resumen: In the present project the basic criteria relating to the modeling, simulation and static structural analysis of the mechanical arm of hidraulic drive of 3 degrees of freedom to lift batteries of the floor to the platforms of the generators of RS ROTH.
Descripción: En el presente proyecto se obtienen las criterios básicos referentes a la modelación, simulación y análisis estático estructural del brazo mecánico de accionamiento hidráulico de 3 grados de libertad para levantar baterías del piso a las plataformas de los generadores de RS ROTH.2016-11-09T00:00:00ZDiseño e implementación del sistema de adquisición de datos de una máquina para ensayos de compresión
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16791
Título: Diseño e implementación del sistema de adquisición de datos de una máquina para ensayos de compresión
Autor: Sosa Cruz, Juan Pablo
Resumen: Considering the availability of free hardware (Arduino cards) and free software (Processing) in the local market and the possibility of using these in different projects, a data acquisition system DAQ was designed. This system was implemented in a Soiltest compression testing machine and the information flow generated in a hydraulic power unit was automated. The DAQ receives analog signals of pressure and temperature using a transducer and a thermistor; it consists of sensors, a USB interface, an Arduino card one and connecting cables. The collected data are displayed in an easy-to-use graphical interface. To evaluate the data acquisition operation, tests were conducted on several materials. The resulting errors of the applied force do not exceed 1%, off the maximum scale to be measured of 52 000 lbf. It was also confirmed that there are no signals losses of pressure and temperature in the data acquisition system. The chart was compared in real time from the text file that shows the values of pressure and temperature, with a file plotted in Excel and it was noted that they are the same. However better graphics can be generated using Excel. In this software different plot types can be chosen, titles can be placed, and so on. Finally, it can be concluded that the testing machines existing on the market are much more expensive than the readjustment of the repowered machine. The costs of materials, equipment, hardware, software, tools, etc. that were used to put together the compression testing machine and implement the data acquisition system are lower compared to those existing in the market.
Descripción: Considerando la disponibilidad de hardware libre (tarjetas Arduino) y software libre (Processing) en el mercado local y la posibilidad de utilizar estos en diferentes proyectos, se diseñó un sistema de adquisición de datos, DAQ. Este sistema se implementó en una máquina de ensayos Soiltest y se automatizó el envío de la información generada en la unidad de alimentación hidráulica. El DAQ recibe señales analógicas de presión y temperatura mediante el transductor y un termistor, se compone de sensores, el USB, una tarjeta Arduino uno y cables de conexión. Los datos recolectados se muestran en una interfaz gráfica de fácil uso. Para evaluar el funcionamiento de la Adquisición de datos, se realizaron ensayos sobre distintos materiales. Los errores resultantes de la fuerza aplicada no exceden el 1%, respecto a la escala máxima a medirse 52 000 lb. Se confirmó que en el DAQ no haya pérdida de las señales de presión y temperatura. Se comparó el gráfico en tiempo real del archivo de texto que muestra los valores de presión y temperatura, con un archivo graficado en Excel y se observó que son iguales. Sin embargo en Excel se puede realizar un mejor gráfico, escoger el tipo, colocar títulos, etc. Finalmente se puede concluir que las máquinas de ensayos existentes en el mercado son mucho más costosas que la readecuación de la máquina repotenciada. Los costos de todos los materiales, equipos, hardware, software, herramientas, etc. que se utilizaron para poner operativo el equipo de ensayos de compresión e implementar el sistema DAQ son más bajos respecto a los existentes en el mercado.2016-10-31T00:00:00ZAnálisis y simulación por computador de una mano robótica de cinco dedos.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16728
Título: Análisis y simulación por computador de una mano robótica de cinco dedos.
Autor: Boada Zurita, Alfonso Xavier.
Resumen: The loss by amputation of a limb of a person produces profound psychological and labor affectations in those who suffer them. Thus arises the need to mitigate the adverse effects of such losses, one of whose solutions lies in the manufacture of robotic prosthesis, such as five-fingered hand motif of this work. As a first step towards this, the direct kinematics of the prosthesis, which starts with a geometric design that allows it to determine the dimensions, angular displacements feasible and degrees of freedom and mobility restrictions of the prosthesis is determined. Subsequently the Denavit-Hartenberg parametrization of each finger is made to determine the position reached by its end for different angular displacements of the joints. Then the concept of coordinate transformation by matrix multiplication is applied to find the equations of the rectangular coordinates of the position as a function of the angular displacement of each joint. Then the validity of the proposed model is verified by comparing coordinates obtained and calculated. Finally a simulation in Matlab of movement of each finger assembled in a single programming code is realized using the “robot” Matlab tool.
Descripción: La pérdida por amputación de una de las extremidades de una persona produce profundas afectaciones psicológicas y laborales en quienes las padecen. Surge así la necesidad de paliar los efectos adversos de tales pérdidas, una de cuyas soluciones estriba en la fabricación de prótesis robóticas, como la mano de cinco dedos motivo del presente trabajo. Como primer paso para esto, se determina la cinemática directa de la prótesis, que inicia con un diseño geométrico de la misma que permita determinar las dimensiones, desplazamientos angulares factibles y grados de libertad, así como restricciones de movilidad de la prótesis. Posteriormente se efectúa la parametrización Denavit-Hartenberg de cada dedo para determinar la posición alcanzada por el extremo del mismo para diferentes desplazamientos angulares de las articulaciones. A continuación se aplica el concepto de transformación de coordenadas por multiplicación matricial para encontrar las ecuaciones de las coordenadas rectangulares de la posición en función del desplazamiento angular de cada articulación. Posteriormente se verifica la validez del modelo propuesto mediante comparación de coordenadas obtenidas y calculadas. Por último se realiza una simulación en Matlab del movimiento de cada dedo de la mano ensamblada en un solo código de programación, utilizando la herramienta “robot” de Matlab.2016-09-02T00:00:00ZAnálisis Estructural a cargas de impacto frontal de un bus tipo Interprovincial mediante el Método de Elementos Finitos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16531
Título: Análisis Estructural a cargas de impacto frontal de un bus tipo Interprovincial mediante el Método de Elementos Finitos
Autor: Manjarrés Arias, Félix Javier; Santillán Mariño, Ernesto Ramiro
Resumen: In this project simulation and analysis methodology is developed to determine the structural behavior of a body of interprovincial buses under a condition of a frontal impact as international standards and allows to establish as most critical to the front of the body element. mathematical analysis to idealize the behavior of the critical area of the front of the body, based on the material properties and application of dynamic explicit, and the use of explicit Lagrange as a basis for analysis and simulation is developed in under the dynamic characteristics of the phenomenon of impact, with high deformations in very small periods of time. ANSYS LS-DYNA software was used for the simulation process, establishing the boundary conditions and application methodology based on generally in three main stages; preprocessing (construction CAD model body types using 3D surface elements), Solver (determination and application loads, boundary conditions, speed, movement restrictions, explicit dynamics control) and post - processing (obtaining , presentation and interpretation of results) The process of validation of the results, are related to the parameter Hourglass (Hourglass) and the method selected solution, "Flanagan - Belytschko Stiffness" which allowed to validate the study, both for the body and for the idealized element.
Descripción: En este proyecto se desarrolla la metodología de simulación y análisis, para determinar el comportamiento estructural de una carrocería de buses interprovincial sometido a una condición de impacto frontal según normativa internacional y que permite establecer como elemento más crítico al frontal de la carrocería. Se desarrolla el análisis matemático para idealizar el comportamiento de la zona critica del frontal de la carrocería, basado en las propiedades del material y en la aplicación de la dinámica explicita, así como el uso de Lagrange explicito como base para el análisis y simulación, en virtud de las características dinámicas del fenómeno de impacto, con elevadas deformaciones en periodos de tiempo muy pequeños. Se utilizó el software ANSYS LS-DYNA para el proceso de simulación, estableciéndose las condiciones de borde y la metodología de aplicación que se basa en forma general en tres etapas principales; pre- procesamiento (construcción del modelo CAD de la carrocería en 3D utilizando elementos tipos superficie), Solver (determinación y aplicación de las cargas, condiciones de frontera, velocidades, restricciones de movimiento, control de la dinámica explicita) y pos - procesamiento (obtención, presentación e interpretación de los resultados) El proceso de validación de los resultados obtenidos, están en relación al parámetro del reloj de arena (Hourglass) y al método de solución seleccionado “Flanagan - Belytschko Stiffness”, que permitió validar el estudio, tanto para la carrocería como para el elemento idealizado.2016-07-05T00:00:00ZDiseño y construcción de un banco de pruebas para la detección de fallas en motores de inducción trifásicos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/15224
Título: Diseño y construcción de un banco de pruebas para la detección de fallas en motores de inducción trifásicos
Autor: Sotomayor Cárdenas, Danny Alexander; Castellanos Villa, Santiago David
Resumen: This work presents the design, construction and validation of a test bench system for electrical and mechanical fault detection in 3-phase induction motors by using Motor Current Signal Analysis technique (MCSA). Signals are treated by Fourier Transform. Harmonic’s failure in the stator current are measured by hall effect sensors and digital-analogic converters in each of phases. Equipment is designed to work with 1 HP induction motors in different working setup regimens, where the speed and load applied to the motor can be changed. For equipment validation, electric motors were analyzed with one, two and three broken bars in their structure, the results obtained are then compared with a mathematical model for broken bars failures based on the resistance and inductance matrix of the motors. Data arrays of up to 600000 samples with different performance parameters, allow the implementation of a detection and signal classification algorithm.
Descripción: El presente trabajo expone el diseño construcción y validación de un banco de pruebas para la detección de fallas eléctricas y mecánicas de motores de inducción trifásico de 1 HP a través del análisis de las señales de corrientes de alimentación de motor (MCSA), estas señales están tratadas a través de la transformada de Fourier, los armónicos de falla en la corriente del estator, son medidos a través de sensores de efecto hall y conversores análogo-digitales en cada una de las fases. El equipo está diseñado para someter motores de inducción de 1 Hp a diferentes regímenes de funcionamiento pudiendo variar la velocidad y la carga aplicada al motor. Para la validación del equipo son analizados motores con una dos y tres barras rotas. Los resultados de este análisis son contrastados con un modelo matemático de las fallas por barras rotas en base a la matriz de resistencias e inductancias del motor. Se obtienen matrices de datos de hasta 600000 muestras con diferentes parámetros de funcionamiento, que permiten aplicar algoritmos de detección y clasificación de señales.2016-03-14T00:00:00ZDiseño y construcción de un equipo para corte de planchas con plasma operado por computador
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/15095
Título: Diseño y construcción de un equipo para corte de planchas con plasma operado por computador
Autor: Peña Jordán, Francisco Agustín; Zúñiga Morales, Ángel Gabriel
Resumen: The use of plasma torches represents a versatile alternative for metal cutting because it facilitates the processing of pieces of a variety of dimensions and thicknesses. These pieces have to be made of electrically conductive materials, due to the fact that they are part of the system circuit. This work is related to the design and construction of a computer operated table prototype that can be used to cut steel plates using a plasma torch. The selection of the parts used for the machine is analyzed with the weighted matrix method. The criteria considered include the following factors: economic factors, maintenance, noise, mechanical efficiency, among others. The systems that compose the equipment are the following: transmission movement in three axes, guiding, driving and controlling, lifting and supporting. The parameter that determines the final cost of the project is the cost of the three motors required, which can be stepper motors or servomotors. In this case, stepper motors were used because of their lower cost. If servomotors are used, it must be verified that the encoder resolution is compatible or reachable with the working speed of the nucleus or computer processor. The analysis of the loads and stresses induced in the mechanical components was performed using SolidWorks 2013, which uses the finite element method for the analysis. SAP2000 was used for the structural analysis. The equipment control and user interface was prepared using MACH3, which interprets the numerical control codes. The dimensional capacity of the cutting prototype is 2440 mm by 1220 mm with thicknesses between 4 and 35 mm. The speed range goes from 8 to 130 mm/s for diameters and notches greater than 60 mm and 5 mm, respectively.
Descripción: El uso de antorchas de plasma representa una alternativa muy versátil para el corte de metales porque facilitan el procesamiento de piezas de distintas dimensiones y espesores. Tales piezas tienen que ser de materiales conductores eléctricos, puesto que estos son parte del circuito de funcionamiento del sistema. Este trabajo trata sobre el diseño y la construcción de un equipo para corte de planchas con plasma operado por computador. La selección de partes que conforman la máquina se analiza por el método de la matriz de decisión ponderada. Los criterios considerados incluyen factores económicos, de mantenimiento, ruido, eficiencia mecánica, entre otros. Los sistemas que componen el equipo son los siguientes: transmisión de movimiento en los tres ejes, guiado, accionamiento y control, sustentación o soporte. El parámetro que determina el costo final proyecto es el costo de adquirir los motores, que pueden ser de paso o servomotores. En este caso se utilizó los motores de paso por ser más económicos. Si se usa servomotores, se debe verificar que la resolución de los codificadores sea compatible o alcanzable con la velocidad de funcionamiento del núcleo o procesador del computador. Los análisis de cargas y esfuerzos de las partes mecánicas se realizan por medio de SolidWorks 2013, que utiliza el método de elementos finitos. Para el análisis de la estructura se usa el software SAP2000. El control del equipo y la interfaz con el usuario se realiza por medio del software MACH3, mismo que interpreta los códigos de control numérico. La capacidad dimensional de corte del prototipo construido es de 2440 mm por 1220 mm con espesores de 4 a 35 mm. Los rangos de velocidad están entre 8 y 130 mm/s, para diámetros y muescas mayores a 60 mm y 5 mm, respectivamente.2016-01-26T00:00:00ZDiseño y construcción de un equipo para obtener no tejidos a partir de fibras naturales
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/15047
Título: Diseño y construcción de un equipo para obtener no tejidos a partir de fibras naturales
Autor: Terán Echeverría, Miguel Andrés
Resumen: Nonwovens are layers produced by mechanical entanglement of fibers. Natural fibers are great alternatives to develop nonwovens, due to their interesting properties like weight, strength, absorbency, resiliency and filtration, with automotive, textile and construction industry application. This work describes the design and construction of a prototype that can be used to obtain natural fiber nonwovens, which can be used as reinforcements for polymer matrix composites. A functional analysis is performed to develop the equipment design, which works directly with long fibers, whereas with short fibers a grinding preprocess has been added. The equipment is composed of several systems: speed reduction, carding, fiber input, nonwoven sheet output, electrical system and industrial safety. By using the prototype, various nonwovens were manufactured with abaca, sisal, jute and coconut fibers. The nonwovens were characterized by means of area density, traction, liquid time and absorption capacity tests, according to the ISO 9073 standard. Results are later compared with those presented by other authors. The values obtained for the weight density were 365, 197, 210 and 370 g / m2, respectively. For the ultimate tensile force values obtained were 716, 410, 1145 and 80 N, respectively. The liquid absorption capacity LAC values calculated were 143, 180, 423 and 274, respectively. These are higher or similar to those shown in other research works. The results obtained with the prototype will allow future research related to the characterization of short natural fiber nonwovens.
Descripción: Los no tejidos son láminas producidas por enredo mecánico de fibras. Las fibras naturales constituyen una gran alternativa como materia prima para desarrollar no tejidos, dadas sus interesantes propiedades de gramaje, tracción, absorbencia, resiliencia y filtración, con aplicaciones en la industria automotriz, textil y construcción. En este trabajo se presenta el diseño y construcción de una máquina para elaborar no tejidos con fibras naturales, que pueden posteriormente utilizarse como refuerzos en la elaboración de materiales compuestos de matriz polimérica. Se ejecuta un análisis funcional para diseñar el equipo, que trabaja directamente con fibras largas, mientras que para fibras cortas se adiciona un pre-proceso de molienda. El equipo está compuesto por varios sistemas como son de reducción de velocidad, cardado, ingreso de fibra, salida de lámina de no tejido, sistema eléctrico y de seguridad industrial. Utilizando el equipo construido se fabricaron varios no tejidos con fibras abacá, cabuya, yute y coco, materiales que se evalúan mediante la caracterización en base a ensayos de gramaje, tracción, tiempo y capacidad de absorción de líquido, según la norma ISO 9073. Posteriormente se comparan los resultados con los presentados en otras investigaciones. Se obtuvieron gramajes de 365, 198, 210 y 370 g/m2, respectivamente. Los valores de fuerza a la tracción fueron 716, 410, 1145 y 82 N, respectivamente. Se alcanzan capacidades de absorción de líquido LAC de 143, 180, 423 y 274, respectivamente. Los valores obtenidos en todas las pruebas son superiores o similares a los referenciales mostrados en otras investigaciones. Los resultados obtenidos con el equipo construido permitirán realizar futuras investigaciones respecto a obtención y caracterización de no tejidos elaborados con fibras naturales cortas.2016-02-19T00:00:00ZDiseño e implementación de un sistema de control, supervisión y adquisición de datos (scada) para una unidad de generación de vapor
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/13593
Título: Diseño e implementación de un sistema de control, supervisión y adquisición de datos (scada) para una unidad de generación de vapor
Autor: Abata Viera, Diego Paul; Arias Barrionuevo, Washington Leonardo
Resumen: There are automatic systems for steam generation, controlled by electromechanical elements, which is why nowadays it is convenient to optimize control systems, as to strengthen control and monitoring tasks using up-to-date equipment, using communication systems and visualization tools that allow the effectiveness of the control process. To that end, technological innovation for the existing electromechanical control system of a steam generator will be done to a system of control, monitoring and data acquisition (scada), that allows controlling of operating parameters in real time. Obtaining knowledge of the Mechanical Engineer in the application and technological development in the design, production and industrial automation will be of great importance in the workplace, thus fulfilling the training in a different area of specialization of high-growth in the industry.
Descripción: Existen sistemas de generación de vapor automáticos, controlados por elementos electromecánicos, por lo que en la actualidad es conveniente optimizar los sistemas de control, para afianzar las tareas de mando y supervisión mediante equipos de última generación, utilizando sistemas de comunicación y herramientas de visualización que permiten efectivizar el proceso de control. Para tal efecto, se realizará la innovación tecnológica del sistema de control electromecánico existente de un generador de vapor, hacia un sistema de control, supervisión y adquisición de datos (scada), que permita controlar parámetros de funcionamiento en tiempo real. La obtención de conocimientos del Ingeniero Mecánico en la aplicación y desarrollo tecnológico en el diseño, producción y automatización industrial, será de gran importancia en el campo laboral, cumpliendo así la formación en un área diferente de especialización de gran crecimiento en la industria.2015-11-20T00:00:00ZDiseño y simulación de un Router CNC para corte por plasma a partir de archivos DXF 2D
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/13592
Título: Diseño y simulación de un Router CNC para corte por plasma a partir de archivos DXF 2D
Autor: Moreno Zapata, Eduardo Patricio; Poma Ordóñez, Diego Alexander
Resumen: This text describes a conceptual detailed design of the different components being part of a three axes CNC plasma cutting machine where the equipment´s specifications were established by applying the methodology of development based on the QFD quality functions. Likewise, the selection of electronic components is presented by this type of machine based on the characteristics determined in the mechanical design. It established a wiring diagram that was used to perform a simulation of the engine’s control for each axis from the communication processing software codes G and the control board. Meanwhile, a CAM software to generate cutting instructions was also developed, in consequence they used the Matlab software platform programmer. This application, called "Plasma CNC V1.0" creates G codes from 2D DXF files and these formats can be saved to be opened by any CNC post processor
Descripción: En este trabajo se presenta el diseño conceptual y de detalle de los diferentes componentes que conforman una máquina CNC para corte por plasma de tres ejes donde se establecieron las especificaciones del equipo aplicando la metodología del desarrollo de la función de la calidad, QFD. Así también, se presenta la selección de los componentes electrónicos para éste tipo de máquinas con base a las características definidas en el diseño mecánico. Se estableció un diagrama de conexionado que fue utilizado para realizar una simulación del control de los motores correspondientes a cada eje a partir de la comunicación entre un software procesador de códigos G y la tarjeta controladora. Paralelamente, se desarrolló un software CAM para la generación de instrucciones de corte para lo cual se utilizó Matlab como plataforma de programación. Ésta aplicación, denominada “Plasma CNC V1.0” permite crear códigos G a partir de archivos en formatos DXF 2D los mismos que pueden ser guardados para ser abiertos por cualquier post procesador CNC.2016-01-18T00:00:00ZCaracterización de materiales termoplásticos de ABS y PLA semi - rígido impresos en 3D con cinco mallados internos diferentes
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/13064
Título: Caracterización de materiales termoplásticos de ABS y PLA semi - rígido impresos en 3D con cinco mallados internos diferentes
Autor: Molina Osejos, Jaime Vinicio
Resumen: This work studies the mechanical properties of Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) and polylactic acid (PLA) of the samples obtained by additive manufacturing technique with 3D printing by the deposition process of molten material; the mechanical behavior investigated materials being formed by an internal mesh occupying 1/3 the thickness of the specimen, consisting of geometric figures, such as triangle, square, pentagon, concentric circles, and finally the material distributed diagonally in one direction. All samples obtained were characterized by standard tensile and flexural tests; the material deposition was performed at 45 ° tilt. The maximum stress obtained in the solid material of PLA was 57 [MPa] and the ABS 35 [Mpa], the semi-rigid material with the closest resistance was the PLA diagonal mesh with 46.6 [Mpa]; while the ABS square mesh obtained 30.7 [MPa]. Besides, an electron microscopy analysis was performed to analyze the adhesion between layers of printed material in the fracture zones. Also, comparative tables were develop, between the different configurations for PLA and ABS, representing the mechanical properties: tensile strength, modulus of elasticity, flexural strength, and 3D printing weight and time. Finally, it was observed that meshed specimens have advantages over one another depending on the mechanical property and specific application.
Descripción: En este trabajo se estudia las propiedades mecánicas del Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) y Ácido Poliláctico (PLA) de las probetas obtenidas mediante manufactura aditiva con la técnica de la impresión 3D por el proceso de deposición de material fundido, se investiga el comportamiento mecánico de los materiales al estar conformado internamente por mallados que ocupa 1/3 del espesor de la probeta, formados por figuras geométricas, como: triángulo, cuadrado, el pentágono, círculos concéntricos, y por último material distribuidas en forma diagonal sentido unidireccionales. Todas las probetas obtenidas se caracterizaron mediante ensayos normalizados de tracción y flexión, la deposición de material se realizó a 45o de inclinación. El esfuerzo máximo obtenido en el material sólido de PLA fue 57 [Mpa] y en el ABS de 35 [Mpa], el material semirrígido con el mallado diagonal fue el más cercano con 46,6 [Mpa] en el PLA, mientras que el mallado cuadrado en el ABS obtuvo 30,7 [Mpa], además se realizó un análisis de microscopia electrónica para analizar la adherencia entre capas de material impreso en las zonas de fractura. Finalmente se elaboró tablas comparativas entre las diferentes configuraciones de PLA y ABS, que agrupan las propiedades mecánicas de: resistencia a la tracción y flexión y módulo de elasticidad, se indican los datos de la impresión 3D, como: peso de la probetas, tiempo de impresión. Se observó que las probetas malladas tienen ventajas una sobre otra dependiendo de la característica mecánica y constructiva que el diseñador busque en una aplicación específica.2016-01-04T00:00:00ZConstrucción de un prototipo de cubreneumático mediante moldeo por transferencia de resina de compuestos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/12461
Título: Construcción de un prototipo de cubreneumático mediante moldeo por transferencia de resina de compuestos
Autor: Anchatuña León, José Gabriel; Loachamín Navarrete, Víctor Hugo
Resumen: The Light Resin Transfer Molding (LRTM) is a process that can be used to manufacture a variety of parts, such as those used in the automotive industry. This process can use different types of resin, reinforced with natural and synthetic fibers. In this work, a LRTM equipment was assembled and used to obtain composites reinforced glass fiber mats (GF) and 5 cm long randomly distributed abaca fibers (AF). Tire cover prototypes were also manufactured. The unsaturated polyester resin used in this work was formulated incorporating 10 vol% styrene, 90 vol% polyester resin; 0,25 vol% of accelerator and 0,25 vol% catalyst were added to this resin. Reinforced laminates were obtained using this resin and 14 and 20 vol% GF, 12 vol% FA and a 16 vol% hybrid fiber reinforcement (8,6 vol% AF and 7,4 vol% GF). These composites were used to extract samples for tensile, bending and impact testing according to ASTM D3039, D7264 and D5628 standards, respectively. Drilling, cutting, screwing and the surface finish were also evaluated. The quality of the surface finish of the GF and hybrid composites decreased while increasing the fiber volume fraction. The 14 vol% GF reinforced material showed the best property combination: 9776 MPa for Young´s modulus and 60,2 MPa for the tensile strength, 4396 MPa for elastic modulus and 159,3 MPa for bending strength, and a 0,436 J absorbed impact energy. The tire cover prototype was obtained using this material, since the tensile and flexural properties were higher to those of the original tire cover made of polypropylene (PP); however, its absorbed energy was lower. The weight of the tire cover prototype was similar to the original (2.4 kg), even though the density of the composite material (CM) was higher than that of the original (1,31 g/cm3 CM; 0,95 g/cm3 PP). The possibility of conducting studies on the maximum amount of reinforcement to be used in the composite produced by LRTM, without affecting the surface finish, remains open.
Descripción: El moldeo ligero por transferencia de resina (MLTR) es un proceso que se puede usar para producir una amplia gama de partes, como las empleadas en la industria automotriz. Dada su naturaleza, con este proceso se pueden usar diferentes tipos de resina, reforzadas con fibras naturales y sintéticas. En este trabajo se construyó un equipo de MLTR con el que se obtuvieron laminados reforzados con mats de fibra de vidrio (FV) y fibra de abacá (FA) de 5 cm de longitud con arreglo aleatorio. Además se fabricaron prototipos de cubreneumáticos. La resina poliéster insaturada usada se formuló incorporando 10 vol% de estireno, 90 vol% de resina poliéster; al 100 vol% de la mezcla se añadió el 0,25 vol% de acelerante y 0,25 vol% de catalizador. Con esta resina se obtuvieron laminados reforzados con 14 y 20 vol% FV, 12 vol% de FA y un refuerzo híbrido de 16 vol% de fibra (8,6 vol% FA y 7,4 vol% FV). Los laminados obtenidos se usaron para extraer probetas que se ensayaron a tracción, flexión e impacto, de acuerdo con las normas ASTM D3039, D7264 y D5628, respectivamente. También se efectuaron pruebas de taladrado, corte, atornillado y acabado superficial. La calidad superficial de los laminados con FV e híbridos disminuyó con el incremento de la fracción volumétrica de fibra. El material reforzado con 14 vol% de FV mostró la mejor combinación de propiedades: un módulo de 9776 MPa y una resistencia de 60,2 MPa a tracción, un módulo de 4396 MPa y una resistencia de 159,3 MPa a flexión, y una energía de impacto de 0,436 J. El prototipo de cubreneumático (PC) se obtuvo usando este material, ya que las propiedades de tracción y flexión fueron superiores a las del material usado en el cubreneumático tomado como base (CO), no así, la resistencia al impacto que fue menor. El peso del prototipo de cubreneumático obtenido es similar al original (2,4 kg), a pesar de que la densidad del material usado resultó ser mayor (1,31 g/cm3 PC; 0,95 g/cm3 CO). Queda abierta la posibilidad de realizar estudios acerca de la cantidad máxima de refuerzo que se debe colocar en el material compuesto producido por MLTR sin que afecte su acabado superficial.2015-08-01T00:00:00ZObtención de materiales compuestos de matriz polimérica formulados incorporando tejidos y no tejidos de fibras naturales
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11901
Título: Obtención de materiales compuestos de matriz polimérica formulados incorporando tejidos y no tejidos de fibras naturales
Autor: Herrera Álvarez, Mónica Paulina
Resumen: The great potential shown by natural fiber reinforced composite materials gives priority to the study of these fibers, particularly in countries where they are widely available. In this work, polymer matrix composites reinforced with woven and nonwoven natural fibers were characterized and evaluated. In the first part, an unsaturated polyester matrix composite material was obtained by manual stratification, using a satin 5/2 abaca fiber fabric with a 0.2 volume fraction. The satin abaca fiber fabric was developed manually since it could not be manufactured using a conventional loom. The composite obtained was characterized according to the ASTM D3039-10, ASTM D7264-07 and ASTM D256-10 standards for tensile, bending and impact tests, respectively. The results obtained showed improved tensile mechanical properties while an insignificant bending and impact improvement was also observed. The tensile strength reached 27.5 MPa, while the flexural strength was 62.4 MPa and the impact energy was 7.1 kJ / m2. In the second part of this study, coconut fiber nonwovens were obtained using a particular formulation of natural latex as a binder. The coconut fibers were extracted using a wet process. The resulting fibers were formed into sheets of different thicknesses binding them with natural latex. The methods for the application of latex on the nonwoven were immersion and spraying. A set of 3, 6 and 8 mm thick specimens were evaluated in tensile tests according to ASTM D5034-95. A set of 20, 30 and 40 mm thick specimens were tested in compression following ASTM D6571-00. In every case the mass per unit area was also determined using the ASTM D6242-98 standard. The 3, 6 and 8 mm thick nonwovens bound by immersion showed higher ultimate strength (27, 14 and 10 kPa, respectively) and mass per unit area (364.6, 464.3 y 601.7 g/m2), in comparison to the spray bound nonwovens. Moreover, 30 mm thick nonwovens showed higher compression strength and shorter recovery times compared to the 20 and 40 mm thick nonwoven.
Descripción: El gran potencial industrial de los materiales compuestos que incorporan fibras naturales como refuerzo hace que estudiar estas fibras sea prioritario en países en los que están ampliamente disponibles. Este trabajo tuvo por objetivo caracterizar y evaluar materiales compuestos de matriz polimérica que incorporan tejidos y no tejidos de fibras naturales. En la primera parte, mediante estratificación manual se obtuvo un compuesto de matriz poliéster insaturado reforzado con tejido de fibra de abacá tipo satín 5/2 con una fracción volumétrica de 0.2. El tejido de abacá tipo satín se obtuvo manualmente pues debido a su estructura no se pudo obtenerlo mediante un telar convencional. El material compuesto formulado se caracterizó siguiendo las normas ASTM D3039-10, D7264-07 y D256-10 para tracción, flexión e impacto, respectivamente. Los resultados obtenidos mostraron una mejora en las propiedades mecánicas a tracción, alcanzándose una resistencia de 27.5 MPa. A flexión se alcanzó una resistencia de 62.4 MPa mientras que la energía absorbida al impacto ascendió a 7.1 kJ/m2, representando mejoras no significativas. En la segunda parte del trabajo se desarrollaron no tejidos de fibras de coco ligados con una formulación definida de látex natural. La extracción de las fibras de coco se realizó en húmedo, para posteriormente ser conformadas en láminas de diferentes espesores ligadas con látex natural. Los métodos para la aplicación del látex en el no tejido fueron inmersión y aspersión. De esta forma se obtuvieron probetas que se evaluaron a tracción según la norma ASTM D5034-95 para espesores de 3, 6 y 8 mm, y a compresión según la norma ASTM D6571-00 para espesores de 20, 30 y 40 mm. En todos los casos también se obtuvo la masa por unidad de área según la norma ASTM D6242-98. Los no tejidos con espesores de 3, 6 y 8 mm ligados por inmersión mostraron valores mayores en cuanto a la resistencia última (27, 14 y 10 kPa, respectivamente) y de masa por unidad de área (364.6, 464.3 y 601.7 g/m2) en comparación con los no tejidos ligados por aspersión. Los no tejidos de 30 mm de espesor mostraron valores superiores de resistencia a la compresión y recuperación en un corto tiempo en comparación con los no tejidos de 20 y 40 mm.2015-10-27T00:00:00ZDiseño, simulación y optimización de un proceso industrial discreto e híbrido en el área de fabricación y ensamblaje
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11857
Título: Diseño, simulación y optimización de un proceso industrial discreto e híbrido en el área de fabricación y ensamblaje
Autor: Echeverría Yánez, Mario Enrique; Villacís Buenaño, Luis Francisco
Resumen: The national industry, in general, has not taken advantage of the existing tools on the market to integrate in a efficient way evaluation mechanisms (environments of simulation) with mechanisms of search (optimization) that allow to gibe response to the needs of the modern organizations to improve competitive in time and costs in a market submitted to constant changes in type and pace of production. From this perspective, the written present seeks to spread and to document the phases that any project of simulation must have. In particular, it has focused in the simulation and optimization of processes of discrete and hybrid manufacturing two Ecuadorian factories, using as tool the Flexsim software, in such a way that the method here exposed uses as material and can be extrapolated to the processes other companies bye his respective realities.
Descripción: La industria nacional, en general, no ha aprovechado las herramientas existentes en el mercado para integrar de modo eficiente mecanismos de evaluación (entornos de simulación) con mecanismos de búsqueda (optimización) que permitan dar respuesta a las necesidades de las organizaciones modernas para poder mejorar su competitividad en tiempo y costos en un mercado sometido a constantes cambios en tipo y ritmo de producción. Desde esta perspectiva, el presente escrito busca divulgar y documentar las fases que todo proyecto de simulación debe tener. En particular, se ha enfocado en la simulación y optimización de procesos de fabricación discretos e híbridos en dos fábricas ecuatorianas, usando como herramienta el software FlexSim, de tal manera que el método aquí expuesto sirva de material de consulta y se pueda extrapolar a los procesos de otras empresas con sus respectivas realidades.2015-10-26T00:00:00ZDiseño, Automatización y Simulación de una línea para Fabricación de pinturas
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11513
Título: Diseño, Automatización y Simulación de una línea para Fabricación de pinturas
Autor: Parra Mena, Juan Carlos; Sotomayor Torres, Ángel Rosalino
Resumen: The project involves the design of a line for production of water-based paint for PRODUTEKN company whose goal is to produce 2000 gallons / day. Components and types of paints that exist and are distributed in the local market as well as manufacturers and demand for paintings by type in Ecuador are highlighted, without neglecting the standard paint production lines and the current situation of the applicant company . Approach and selecting the alternatives based upon the QFD method (design quality) is then performed. Then it proceeds with the theoretical design of each of the systems that make up the paint manufacturing plant. Finally simulations are made using finite element dedicated software such as SolidWorks and Inventor Simulation to corroborate the theoretical designs, FluidSIM for automation and simulation of pneumatic components and control and IN TOUCH for simulating paint manufacturing process, considers the proposed design future expansion in production, allowing increase is by 50% more than the initial target of 2000 gallons / day. The entire project is reflected by the planes generated from the design and finite element simulation.
Descripción: El proyecto consiste en el diseño de una línea para fabricación de pintura en base agua para la empresa PRODUTEKN cuya meta es la de producir 2000 galones/día. Se destacan los componentes y tipos de pinturas que existen y se distribuyen en el mercado local, así como los fabricantes y la demanda de pinturas según su tipo en Ecuador, sin descuidar las líneas estándar de producción de pinturas y la situación actual de la empresa solicitante. Luego se realiza el planteamiento y selección de las alternativas basándose en la metodología QFD (diseño para la calidad). Posteriormente se procede con el diseño teórico de cada uno de los sistemas que conforman la planta para fabricación de pinturas. Finalmente se realizan simulaciones mediante software especializado en elementos finitos como SolidWorks Simulation e Inventor para corroborar los diseños teóricos, FluidSIM para la automatización y simulación de componentes neumáticos y de control e IN TOUCH para la simulación del proceso de fabricación de pinturas, el diseño propuesto considera una futura expansión en la producción, permitiendo aumentar está en un 50% más que la meta inicial de 2000 galones/día. Todo el proyecto se encuentra plasmado mediante los planos generados a partir del diseño y la simulación por elementos finitos.2015-09-07T00:00:00ZDiseño e implementación de un sistema de visión artificial para clasificación de al menos tres tipos de frutas
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11368
Título: Diseño e implementación de un sistema de visión artificial para clasificación de al menos tres tipos de frutas
Autor: Constante Prócel, Patricia Nataly; Gordón Garcés, Andrés Marcelo
Resumen: This research presents artificial vision techniques applied to the detection of fruit’s features that can be used in the food industry. A computer vision system based in artificial neural networks and organized as a deep architecture comprises the main body of our method. The architecture is trained by using noise compensated learning, which creates a strong relationship between the artificial neural network and the object (fruit). This allows the recognition of complex features in selected fruits: strawberries, blackberries and uvillas; even with changing conditions in illumination, size and orientation. The programed algorithms use OpenCV libraries, which have been installed on Visual C++ Express 2010 free software. Also a database of fruits images captured through a high definition webcam was created.Edge detection algorithms and the use of a region of interest (ROI) allow the definition of a binary pixel image which constitutes the input for training the artificial neural network assigned to the tracking and tracing of the fruit. Isolated trainable agents take the information of the tracking network and use it for learning purposes. In this way important features concerning the shape and state of the fruits object of this investigation can be recognized. The systems have been tested in real time with real images. When a specific fruit kind is detected specific LED signals are activated.
Descripción: El presente trabajo de investigación, presenta técnicas de visión artificial aplicadas a la detección de características en frutas las cuales pueden ser destinadas a la industria alimenticia; para ello se utiliza un sistema de visión por computador basado en redes neurales artificiales organizadas en una arquitectura profunda; el sistema ha sido entrenado mediante aprendizaje compensado por ruido. La finalidad es crear una fuerte relación entre la red neural artificial y el objeto (fruta) que permite reconocer características complejas de frutas seleccionadas: fresas, moras y uvillas; se ha considerado condiciones cambiantes tanto en la iluminación, tamaño así como la orientación. El algoritmo de programación utiliza librerías de OpenCV, las cuales han sido montadas sobre Visual C++ Express versión 2010, ya que es libre, se ha creado una base de datos de imágenes de frutas las cuales han sido capturadas mediante una webcam de alta definición. Comandos de detección de borde y localización de una región de Interés (ROI) permiten definir la imagen que se constituye en la entrada para entrenar la Red Neuronal Artificial encargada de rastreo y seguimiento de la fruta. Agentes Neuronales Entrenables Aisladamente toman la información de la red de seguimiento para entrenamiento, y así reconocer características importantes referentes a la como forma de cada una de las frutas objeto de estudio del presente trabajo. El sistema ha sido probado en tiempo real con imágenes reales. Al detectar la fruta de interés se generan salidas que se verifican en un led.2015-08-12T00:00:00ZAnálisis comparativo de los procesos de soldadura GTAW-SMAW, GTAW-GMAW y GMAW-GMAW aplicados en dos posiciones de soldadura 6G y 1GR utilizado en la industria petrolera en tubería de acero ASTM A -106 GR B
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11157
Título: Análisis comparativo de los procesos de soldadura GTAW-SMAW, GTAW-GMAW y GMAW-GMAW aplicados en dos posiciones de soldadura 6G y 1GR utilizado en la industria petrolera en tubería de acero ASTM A -106 GR B
Autor: Jaramillo Recalde, Luis Jilber; Velasteguí Balda, Gabriel Edmundo
Resumen: This project presents a comparative study between different welding processes used on pipes for the petroleum industry like SMAW, GTAW and GMAW. These welding processes are developed and qualified by the ASME IX code. For the comparative analysis two methods are necessary. The first one includes non- destructive tests like Industrial Radiography (RX) and Penetrating Test (PT). The second one is a destructive analysis where tension, bending, hardness, micrography, and metallographic test are used. Using the main welding variables (voltage, amperage, and travel speed), the heat input is determined and compared with the specified inputs in the standard. After the comparative analysis is finished, it is clear that semi-automatic GMAW with RMD / pulsed transfer process has the greatest productivity because it is easier to control the variables, and hand the parameters. Compared with SMAW and GTAW processes, the welding speed and productivity in GMAW are higher; also, the repair, cleaning and labor costs are lower.
In addition, it is determined that the size of the heat affected zone (HAZ) depends of the welding position. The HAZ formed in flat rotated position (1GR) is bigger than the performed in fixed position 45 ° (6G). This is produced due to the fact that the speed travel in the first process is higher than the second one.
Descripción: Este proyecto presenta el estudio comparativo entre los diferentes procesos de soldadura que se utilizan en la industria petrolera SMAW, GTAW y GMAW, para la soldadura de tubería que conduce petróleo o sus derivados. Se elabora y califica los procedimientos de soldadura que se utilizan bajo el código ASME IX. Para la comparación de los procesos de soldadura se utiliza ensayos no destructivos como: Radiografía Industrial (RX) y Tintas penetrantes (PT) y ensayos destructivos como: Tracciones, doblados, dureza, macrografía, y metalografía. Con las variables principales de soldadura (voltaje, amperaje y velocidad de avance) se calcula la aportación de calor (Heat Input) y se compara con los parámetros establecidos en códigos. Tras la culminación del proyecto se determina que el proceso en estudio con mayor productividad es el proceso semi-automático GMAW con transferencia RMD / pulsada, ya que posee un buen control de las variables y buen manejo de los parámetros, presenta mayor velocidad de soldadura, y productividad, disminuye las reparaciones, limpieza y los costos de mano de obra que los procesos manuales SMAW y GTAW. También se determina que la dimensión de zona afectada por el calor depende de la posición de soldadura en que se realice, la soldadura realizada en la posición plana rotada (1GR) posee mayor zona afectada por el calor que la soldadura realizada en la posición fija a 45 ° (6G).2015-07-27T00:00:00ZDiseño y construcción de un prototipo de sistema de visión artificial para la clasificación y control de calidad de la chapa de madera
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11086
Título: Diseño y construcción de un prototipo de sistema de visión artificial para la clasificación y control de calidad de la chapa de madera
Autor: Quezada Cantuña, Ana Lucía
Resumen: This proyect explain the design and construction of a prototype machine vision system for classification and quality control of wood veneer, for improving productivity in the craftsman dedicated to the manufacture of furniture with wood veneer. The vision system identifies the color and defects present in commercial wood veneers in Ecuador, including Eukaliptus, Sapele, Rose, Etimoe and reconstituted veneers. Defects such as stains, moths, broken are verified to rank in faces B or C, the system has a front lighting to avoid higher rates of error in the measurement. After completion of the project is evident that this work opens the door to the field of research in application timber can be developed and installed in production lines, where volumes productivity are higher, with this being diminished fatigue and job stress staff dedicated to the classification of wood veneer.
Descripción: El objetivo de este trabajo es dar a conocer el diseño y construcción de un prototipo de sistema de visión artificial para la clasificación y control de calidad de la chapa de madera, con el fin de mejorar la productividad en los artesanos dedicados a la fabricación de muebles con chapa de madera. El sistema de visión identifica el color y defectos presentes en las chapas de madera comerciales en el Ecuador, entre ellas Eukaliptus, Sapelly, Rose, Etimoe y chapas reconstituidas. Los defectos como manchas, polillas, rotos están verificados para clasificar en caras B o C, el sistema cerrado cuenta con una iluminación frontal que evita mayores porcentajes de error en la medición.2015-06-18T00:00:00ZAutomatización e implementación de un sistema CNC para una fresadora vertical tipo torreta
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11029
Título: Automatización e implementación de un sistema CNC para una fresadora vertical tipo torreta
Autor: Pérez Segura, Mario Alejandro
Resumen: Resumen .- En este documento se analiza una solución práctica y económica para los talleres de mecanizado convencional, que han visto lejana la actualización de su maquinaria de mecanizado por arranque de viruta. Para ello se analiza varias soluciones planteadas por los clientes e ingeniería, las que llegaron a determinar un sistema de interfaz hombre maquina HMI. La automatización CNC definida utiliza elementos electrónicos y electro mecánico que son seleccionados en una serie de opciones con su respectiva ponderación. Con este sistema de control numérico computarizado se actualizo una máquina herramienta que operará con los métodos de mecanizado CAD/CAM, elevando a los talleres de mecanizado a un nivel competitivo aceptable frente a la competencia de mecanizados. Abstract.- In this document, we analyze a practical and economical solution for conventional machining workshops, which have been far updating, its machinery for metal removal machining. To do this, several solutions raised by customers and engineering were analyzed, which came to determine a system of man machine interface HMI. The CNC automation defined using electro mechanical and electronic elements that are selected on a series of options with their weightings. With this system of computerized numerial control machine we updated a machine tool that will operate with methods of CAD/CAM machining, elevating machine shops to an acceptable competitive against competition from mechanized.
Descripción: 172 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 63622015-05-21T00:00:00ZRediseño y construcción de un prototipo de una mesa quirúrgica manual
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11003
Título: Rediseño y construcción de un prototipo de una mesa quirúrgica manual
Autor: Rivera Valenzuela, Mario Augusto; Sarango Puma, Víctor David
Resumen: Resumen .- La presente investigación se enfoca en lograr el rediseño y construcción de un prototipo para una mesa quirúrgica manual, tomando en cuenta sus principios de funcionamiento, así como las necesidades por parte del equipo médico, en dependencia de la complejidad en la intervención quirúrgica. Se usan criterios como: Análisis Funcional, Diseño Concurrente y Adoptivo para así obtener la simulación y diseño de este equipo médico con materiales, mecanismo de bajo costo y primordialmente que existen en el mercado nacional, con lo cual se garantiza la producción nacional. Luego de desarrollar los nuevos diseños dentro del prototipo original se realizaron las pruebas operacionales, con lo cual se garantiza que la mesa quirúrgica manual puede soportar el peso de un ser humano y producir las principales posiciones operativas establecidas dentro de la práctica quirúrgicas, adicionalmente se realiza un análisis económico del proyecto, que indica que es un proyecto rentable para la inversión pública o privada. Abstract.- This research focuses on achieving the redesign and construction of a prototype for a manual surgical table, taking into account their operating principles as well as the needs by the medical team, depending on the complexity of the surgery. As used criteria: Functional Analysis, Design and Concurrent Foster to obtain the simulation and design of this medical equipment materials, low cost mechanism that exist primarily in the domestic market, which ensures domestic production. After developing new designs within the original prototype operational tests were performed, which ensures that manual operating table can support the weight of a human and produce the main operating positions set within the surgical practice, addition is performed an economic analysis of the project, indicating that it is a profitable project for public or private investment.
Descripción: 120 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 63572015-05-26T00:00:00ZDiseño, construcción y control de un hexacóptero de monitoreo
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/10924
Título: Diseño, construcción y control de un hexacóptero de monitoreo
Autor: Orna Chávez, Javier Enrique; Dávila Aldás. Paúl Sebastián
Resumen: Resumen .- Esta tesis de grado se centra en el diseño y construcción de un hexacóptero de monitoreo, construido con fibra de carbono para obtener el menor peso posible en la estructura y de esta manera poder aumentar la carga útil del equipo. En primera instancia se define una metodología de diseño donde se determinan las especificaciones técnicas que se requiere en el equipo. En el diseño de materialización se realizan los cálculos aerodinámicos para determinar la potencia requerida en los rotores, para ello se comparan dos teorías, la teoría de cantidad de movimiento y la teoría de elemento de pala, al finalizar este análisis se determina que cada motor requiere una potencia de 614,64 W. Para cumplir con los requerimientos de autonomía se utilizan hasta 6 baterías LiPo de 5000 mAh de capacidad de 6 celdas para obtener un voltaje de salida de 22,2 V. Con esta configuración se obtienen tiempos de vuelo continuo sin carga de 40 minutos. En conclusión este proyecto ha cumplido con todos los objetivos propuestos, donde, partiendo desde cero, se ha construido un hexacóptero con una capacidad de carga de 5 kg y una autonomía máxima de 40 minutos sin carga. Abstract.- The present work aims to perform the design and construction of a monitoring hexacopter, made of carbon fiber, in order to obtain the lightest structure possible and in this way, increase the aircraft payload. At first, the methodology of the hexacopter design was determined according to the required technical specifications and then a conceptual analysis was performed to determine all the device functions. In the design of materialization, the aerodynamic calculations were made in furtherance of determining the required power for the rotors. For this, two theories were compared, the momentum theory and the propeller theory. After performing this analysis it was possible to determine that each engine requires a power equal to 614,64 W. In pursuance of the autonomy requirements, six LiPo batteries of 5000 mAh, with six cells in order to get an output voltage of 22,2 V, were used. This configuration allows obtaining times of continuous flight without load of 40 minutes. In conclusion, this work has accomplish the proposed objectives, where, starting from the very beginning, a hexacopter has been built with a loading capacity of 5 kg and a maximum autonomy of 40 minutes without any load
Descripción: 237 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 63432015-06-30T00:00:00Z