http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/50534 Mecatrónica 2026-06-19T00:11:59Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69050 Title: Diseño de un router CNC para la fabricación de PCB, utilizando la estructura de un plotter como base Authors: Nieto Mata, Karla; Vinueza Freire, Djoselyn; Muso Pilchisaca, Diego, director Abstract: El proyecto consistió en la modificación estructural de un plotter modelo DMP 4 de la marca Houston Instrument's con el objetivo de reacondicionarlo como una máquina de Control Numérico Computarizado (CNC). Inicialmente, se evaluó la funcionalidad del equipo original, el cual disponía únicamente de la mesa de trabajo y los motores para los ejes X e Y acoplados a un sistema de poleas, procediendo a realizar un mantenimiento integral de todo el sistema móvil. Para incorporar el movimiento tridimensional requerido en los procesos CNC, se diseñó y probó un prototipo inicial de madera para el eje Z, el cual, tras sucesivas variaciones y mejoras, fue fabricado definitivamente en metal junto con sus piezas mecánicas complementarias. Adicionalmente, se construyeron y programaron tarjetas electrónicas exclusivas para el control de los motores, desarrollando soluciones equivalentes a los componentes comerciales disponibles. Las pruebas finales demostraron el correcto funcionamiento de la máquina y el cumplimiento de los objetivos planteados, dejando la plataforma óptima para la implementación del software de control numérico correspondiente. 2013-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69047 Title: Diseño de una herramienta de corte accionada eléctricamente para un sistema de poda automática Authors: Banchón González, Xavier Eduardo; Sotomayor Valencia, Marcelo Josías; Fajardo Pruna, Marcelo Rodolfo, Director Abstract: The designed tool is a proposed alternative within the efforts made in research related to the automation of the wine industry. The objectives of this project include the design of a tool intended for use by an autonomous system, the selection of suitable components for the task, the implementation of a control system, and the validation of its operation under real pruning scenarios. Finite element analysis of the support structure estimated a maximum shear stress resistance of 67 MPa with a safety factor of 3. Regarding energy consumption, it was calculated that the tool requires 0.69 mAh per cut and is capable of successfully performing 6,000 cane cuts in the most critical scenario using a 24 V battery with a capacity of 6 Ah. A support structure is designed with the option of being customizable for coupling with different models of autonomous systems. The selected components perform satisfactorily during realistic cutting simulations, highlighting the precise motor control achieved through the emulation of square signals derived from the Hall position sensor used. Keywords: Control, winter pruning, vineeyards, agricultural robotics Description: La herramienta diseñada es una alternativa propuesta a los esfuerzos realizados en investigaciones relacionadas a la automatización de la industria vitivinícola. Los objetivos de este proyecto constituyen el diseño de una herramienta orientada al uso por parte de un sistema autónomo, seleccionar los componentes adecuados para el trabajo, implementar un sistema de control y corroborar el funcionamiento con escenarios de poda reales. El análisis de elementos finitos de nuestro diseño de soporte estimó una resistencia a esfuerzos cortantes de máximo 67 MPa y con un factor de seguridad de 3. En cuanto al consumo de energía, se calculó que la herramienta necesita de 0.69 mAh por corte y que es capaz de realizar exitosamente 6000 cortes de sarmientos en el escenario más crítico usando una batería de 24V con capacidad de 6Ah. Se diseña un soporte con opción de ser personalizable para acoplamiento a distintos modelos de sistemas autónomos. Los componentes escogidos rinden perfectamente durante simulaciones de corte reales, y se destaca el control preciso del motor por la emulación de señales cuadradas derivadas del sensor de posición Hall utilizado 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69046 Title: Desarrollo de un posicionador robótico de dos grados de libertad para manufactura aditiva Authors: Carpio Rivas, Pedro Andrés; Crespo Constante, Carlos Eduardo; Fajardo Pruna, Marcelo Rodolfo, Director Abstract: Additive manufacturing faces geometric limitations that force the use of support, reducing process efficiency. This project develops a two-degree-of-freedom robotic positioner to optimize FDM printing through dynamic part reorientation. The central objective is to integrate open hardware architecture with an ABB industrial controller, justifying the need for accessible solutions versus expensive and closed commercial equipment. An iterative mechatronic design methodology was used for development; components were modeled in CAD software and structurally validated through Finite Element Analysis. The physical construction employed additive manufacturing in PLA/PETG, stepper motors, and timing belts, managed by an Arduino microcontroller with TCP/IP communication towards the RobotStudio environment. The results evidenced effective synchronization between the controller and the physical prototype, achieving a positioning precision lower than 0.1° in tilting and a thermal stability of ±2°C. It is concluded that integrating standard protocols with industrial controllers is technically and economically viable, validating a functional system that democratizes access to multi-axis manufacturing technologies in academic environments. Keywords: Additive manufacturing, TCP/IP, Mechatronic design, RobotStudio, Arduino Description: La manufactura aditiva enfrenta limitaciones geométricas que obligan el uso de soportes, reduciendo la eficiencia del proceso. El presente proyecto desarrolla un posicionador robótico de dos grados de libertad para optimizar la impresión FDM mediante la reorientación dinámica de la pieza. El objetivo central es integrar una arquitectura de hardware abierto con un controlador industrial ABB, justificando la necesidad de soluciones accesibles frente a equipos comerciales costosos y cerrados. Para el desarrollo se utilizó una metodología de diseño mecatrónico iterativa; se modelaron los componentes en software CAD y se validaron estructuralmente mediante análisis de elementos finitos. La construcción física empleó manufactura aditiva en PLA/PETG, motores paso a paso y correas síncronas, gestionados por un microcontrolador Arduino con comunicación TCP/IP hacia el entorno RobotStudio. Los resultados evidenciaron una sincronización efectiva entre la controladora y el prototipo físico, logrando una precisión de posicionamiento inferior a 0.1° en basculación y una estabilidad térmica de ±2°C. Se concluye que la integración de protocolos estándar con controladores industriales es técnica y económicamente viable, validando un sistema funcional que democratiza el acceso a tecnologías de manufactura multi axial en entornos académicos 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69045 Title: Detección inteligente de puntos de poda en viñedos mediante visión por computador e integración embebida Authors: Albán Cedeño, Diego de Jesús; Torres Jara, Emily Teresa; Fajardo Pruna, Marcelo Rodolfo, Director Abstract: This work develops an embedded computer vision system for the automatic detection of pruning points in grapevine plants, aiming to improve the accuracy and efficiency of pruning processes in precision viticulture. The study hypothesizes that integrating 2D object detection techniques with 3D geometric perception enables reliable estimation of the agronomic cutting location. The project was developed using Intel RealSense RGB-D cameras, NVIDIA Jetson Orin platforms, and YOLO11 detection models trained with optimized data augmentation strategies. Image processing allowed the identification of buds and cane segments, which were then projected into three-dimensional space to compute the optimal pruning point. The obtained results showed that the YOLO11m model achieved the highest performance in terms of precision and mAP50, validating its suitability for the final system implementation. In conclusion, the proposed system represents a functional technological solution for automating grapevine pruning and establishes the foundation for its future integration into autonomous agricultural robots. Keywords: computer vision, smart pruning, embedded models, precision viticulture Description: El presente trabajo desarrolla un sistema embebido de visión por computador para la detección automática del punto de poda en plantas de vid, con el objetivo de mejorar la precisión y eficiencia de los procesos de poda en la viticultura de precisión. La investigación plantea como hipótesis que la integración de técnicas de detección de objetos en 2D y percepción geométrica en 3D permite estimar de forma confiable la ubicación del corte agronómico. Para el desarrollo del proyecto se emplearon cámaras RGB-D Intel RealSense, plataformas NVIDIA Jetson Orin y modelos de detección YOLO11 entrenados con estrategias de aumentación de datos. El procesamiento de las imágenes permitió identificar yemas y segmentos de sarmiento, y posteriormente proyectarlos al espacio tridimensional para calcular el punto de corte óptimo. Los resultados obtenidos evidenciaron que el modelo YOLO11m alcanzó el mejor desempeño en precisión y mAP50, validando su viabilidad para la implementación final del sistema. En conclusión, el sistema propuesto constituye una solución tecnológica funcional para la automatización de la poda en vid y sienta las bases para su futura integración en robots agrícolas autónomos. 2025-01-01T00:00:00Z