Vývoj mechanického efektoru s využitím 3D tisku a topologické optimalizace

Abstract

Tato bakalářská práce popisuje vývoj, výrobu a topologickou optimalizaci prototypu mechanického uchopovacího efektoru s využitím 3D tisku a topologické optimalizace. Úvodní část je věnována teoretickému přehledu o robotice, aditivních technologiích a topologické optimalizaci. Důraz je kladen především na technologie, které byly využity při vývoji efektoru. Praktická část je rozdělena do tří oddílů. První se zabývá detailním popisem vývoje efektoru vzhledem ke specifickým požadavkům zadání, jako je volba průmyslového robotu a technické řešení efektoru. Druhý oddíl popisuje samotný vývoj, výrobu a testování prototypu. Třetí oddíl je věnován možnosti topologické optimalizace ramen efektoru, především za účelem snížení jejich celkové hmotnosti při zachování mechanických vlastností původních ramen vyrobených konvenční technologií. Závěr zhodnocuje dosažené výsledky a přínos topologické optimalizace.

This bachelor’s thesis addresses the development, manufacturing, and topological optimization of a prototype mechanical gripping end effector utilizing 3D printing and topology optimization techniques. The introductory section provides a theoretical overview of robotics, additive manufacturing technologies, and topology optimization, with particular emphasis on the methods applied during the development of the end effector. The practical part is divided into three main sections. The first section focuses on a detailed description of the end effector design process in relation to the specific requirements of the assignment, including the selection of an industrial robot and the technical solution of the effector. The second section describes the actual development, manufacturing, and testing of the prototype. The third section explores the potential for topology optimization of the effector arms, primarily with the aim of reducing their overall weight while preserving the mechanical properties of the original arms produced using conventional manufacturing methods. The conclusion evaluates the achieved results and the contribution of topology optimization.