Tvorba knihovny 3D modelů pro modulární manipulátory

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou optimalizace návrhového procesu a efektivní správy technických dat v oblasti modulární robotiky, konkrétně u sériových robotických ramen. Hlavním výstupem práce je vytvoření centralizované databáze v prostředí MS Excel, která slouží jako hlavní uzel pro správu parametrů obsažených modulů. Tato data jsou provázána se zjednodušenými 3D modely v softwaru PTC Creo Parametric a proces jejich aktualizace je z převážné části automatizován na základě změn v geometrii modulů. Navržené řešení výrazně zjednodušuje a zrychluje proces výpočtu statiky a dynamiky robotických sestav, neboť odstraňuje nutnost manuálního hledání fyzikálních vlastností. Práce rovněž přináší zefektivnění samotné tvorby robotických sestav. Toho bylo dosaženo zavedením unifikovaných vstupních a výstupních souřadných systémů 3D modelů, což umožňuje bezchybné a rychlé skládání modulů do komplexních celků. V neposlední řadě systém umožňuje z takto centralizovaných dat automatizovaně vygenerovat popisný soubor ve formátu URDF, který je společně se zjednodušeně vygenerovanými STL modely přímo připraven pro vizualizaci a případnou základní simulaci navržených robotických struktur bez přiřazených fyzikálních vlastností.

This bachelor's thesis deals with optimizing the design process and efficient management of technical data in the field of modular robotics, specifically for serial robotic arms. The main output of the thesis is the creation of a centralized MS Excel database, which serves as the main node for managing the parameters of the included modules. These data are linked to simplified 3D models in PTC Creo Parametric and their update process is largely automated based on changes in module geometry. The proposed solution significantly simplifies and accelerates the calculation of statics and dynamics of robotic assemblies by eliminating the manual searching of physical properties. The thesis also improves the creation of robotic assemblies by introducing unified input and output coordinate systems in 3D models, enabling error-free and rapid assembly into complex units. Lastly, the system allows for the automated generation of a URDF file which, together with simplified STL models, is directly prepared for visualization and basic simulation of the designed robotic structures without assigned physical properties.