Simulace pick and place aplikace s průmyslovým robotem v prostředí Nvidia Isaac Sim

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem a realizací digitálního dvojčete robotického pracoviště v prostředí NVIDIA Isaac Sim. Teoretická část obsahuje rešerši simulačních nástrojů s důrazem na platformu NVIDIA Isaac a analýzu fyzického pracoviště s robotem Universal Robots UR10e. Praktická část je koncipována jako metodický návod a popisuje tvorbu virtuálního modelu od importu CAD dat po nastavení fyzikálních parametrů. Hlavním cílem byla realizace automatizované úlohy typu Pick and Place. Pro řešení kinematiky a plánování trajektorií byly využity a porovnány dva přístupy. Prvním je plně nativní řešení v simulátoru pomocí vlastního rozšíření s algoritmem RMPflow. Druhým je externí řízení prostřednictvím systému ROS 2 a frameworku MoveIt 2. V závěru jsou obě metody zhodnoceny z hlediska spolehlivosti trajektorií, výpočetní náročnosti, stability a přenositelnosti na reálný hardware.

This master's thesis deals with the design and implementation of a digital twin of a robotic workplace within the NVIDIA Isaac Sim environment. The theoretical part researches current simulation tools with an emphasis on the NVIDIA Isaac platform and analyzes the physical workplace equipped with a Universal Robots UR10e robot. The practical part serves as a methodological guide describing the creation of the virtual model from CAD data import to physical parameter configuration. The main objective was to implement an automated Pick and Place application. Two approaches to kinematics and trajectory planning were utilized and compared. The first is a native solution within the simulator using a custom extension with the RMPflow algorithm. The second involves external control via the ROS 2 operating system and the MoveIt 2 framework. The conclusion evaluates both methods regarding trajectory reliability, computational complexity, stability and portability to real hardware.