Popis slika

Slika 1. ABB IRB 140 (stvarna) ....................................................................................................... 6 Slika 2. Naini montae robota ABB IRB 140................................................................................. 7 Slika 3. 3D model robota ABB IRB 140 izraen u SolidWorksu ..................................................... 8 Slika 4.Raspreni pogled robota .................................................................................................... 8 Slika 5. Renderirana slika robota ABB IRB 140 koja se prikazuje u virtualnom laboratoriju ........ 9 Slika 6. Radni prostor TH 450 ........................................................................................................ 9 Slika 7. TH 450 ............................................................................................................................ 10 Slika 8. 3D model robota TH-450 izraen u SolidWorksu namjenjen za virtualni laboratorij .... 10 Slika 9. Renderirana slika scara robota TH-450 koja prikazuje priblino izgled robota u stvarnosti..................................................................................................................................... 11 Slika 10. Spectrum Z510 ............................................................................................................. 12 Slika 11.Ispis modela na 3D pisau.............................................................................................. 13 Slika 12.3D model 3D printera izraen u SolidWorksu ............................................................... 13 Slika 13.Renderirana slika 3D pisaa ........................................................................................... 14 Slika 14.Transportni sustav (valjkasti) ......................................................................................... 15 Slika 15.3D transportni sustav (valjkasti) izraen u SolidWorksu ............................................... 16 Slika 16. Renderirana slika kutnog transportera ......................................................................... 16 Slika 17.3D transporter sa trakom manjih dimenzija izraen u SolidWorksu............................. 17 Slika 18.3D transporter sa trakom veih dimenzija izraen u SolidWorksu ............................... 17 Slika 19.Renderirana slika transportnog lana (sa trakom) ........................................................ 18 Slika 20.3D transportni sustav izraen u SolidWorksu za potrebu virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku ................................................................................................................. 18 Slika 21. Renderirana slika transportnog sustava ....................................................................... 19 Slika 22.3D model profila 60 x 60................................................................................................ 20 Slika 23.Podruje primjene u 3D modeliranju ............................................................................ 21 Slika 24.Renderirana slika primijenjenih Itemovih profila 60 x 60.............................................. 21 Slika 25.3D model profila 40 x 40................................................................................................ 22 Slika 26.Podruje primjene u 3D modeliranju ............................................................................ 23 Slika 27.Renderirana slika itemovog profila 40 x 40 ................................................................... 23 Slika 28.Podloka za profile ......................................................................................................... 24 Slika 29.Primjena podloke na Itemovim profilima .................................................................... 24 Slika 30. Primjena podloke na profilu ........................................................................................ 25 Slika 31.3D model prilagodljive noge .......................................................................................... 25 Slika 32.Renderirana slika prilagodljive noge.............................................................................. 26 Slika 33.3D model 3D skenera..................................................................................................... 27 Slika 34.36. Renderirana slika 3D skenera .................................................................................. 27 Slika 35.3D model virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku .......................................... 28 Slika 36.Virtualni laboratorij (pogled odozgora) ......................................................................... 28 Slika 37.Izrada pomodne ravnine za crtanje putanje .................................................................. 29 Slika 38.Putanja za kameru (svijetlo plava boja) ......................................................................... 30

Slika 39. Izbornik za postavljanje kamere, svjetla... .................................................................... 30 Slika 40.Parametri kamere i pogledi ........................................................................................... 31 Slika 41.Postavljanje kamere na putanju .................................................................................... 31 Slika 42.Parametri kamere .......................................................................................................... 32 Slika 43.Vremenski slijed simulacije ............................................................................................ 33 Slika 44.Postavljanje usmjerenog svjetla .................................................................................... 33 Slika 45.Alati integrirani u SolidWorks 2011 ............................................................................... 34 Slika 46.Sadraj alata PhotoView 360 ......................................................................................... 34 Slika 47.Izbor kvalitete spremanja videozapisa .......................................................................... 35 Slika 48.Broj sliica koje se moraju renderirati ........................................................................... 36 Slika 49.Renderiranje za vrijeme svakog pojedinog frame-a ...................................................... 36

Popis tablica

Tabela 1.Specifikacije profila 60 x 60 .......................................................................................... 20 Tabela 2.Specifikacije za profil 40 x 40........................................................................................ 22

2

Sadraj:

str.

Saetak rada: ............................................................................................................................. 1 1. 2. 3. Uvod ..................................................................................................................................... 2 Povijest SolidWorks-a ..................................................................................................... 4 Ureaji u virtualnoj uionici .......................................................................................... 6 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. Roboti .......................................................................................................................... 6 Z print 3D printeri ................................................................................................... 11 Pokretne trake (transportni sustav) .................................................................. 14 Konatrukcijski profili ............................................................................................. 19 Tip profila 60 x 60 ............................................................................................. 19 Tip profila 40 x 40 ............................................................................................. 22

3.4.1. 3.4.2. 3.5. 4.

3D skener Z korporacije (eng. Corporation).................................................... 26

Virtualni laboratorij za robotiku i automatiku ......................................................... 28 4.1. 4.2. 3D model laboratorija ........................................................................................... 28 Simulacija prolijetanje kamere (eng. fly trough) ............................................ 29 Pripreme za izradu putanje kamere ........................................................... 29 Usklaivanje parametra kamere sa parametrima putanje ................... 30 Parametri kamere ............................................................................................. 32 Vremenski slijed simulacije ............................................................................. 33 Postavljanje usmjerenog izvora svjetla ......................................................... 33

4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.2.5. 4.3.

Izrada i spremanje video zapisa simulacije..................................................... 34 Renderiranje PhotoView 360 .......................................................................... 34 Simulacija i spremanje videozapisa ............................................................... 34 Izrada videozapisa visoke kvalitete ............................................................... 35

4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 5. 6.

Zakljuak .......................................................................................................................... 37 Literatura:........................................................................................................................... 38

Naslov rada: Izrada 3D modela virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku

Saetak rada: Ovaj zavrni rad se bavi problematikom izrade virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku u programskom paketu SolidWorks 2011. Kod modeliranja i izrade simulacije pojavili su se odreeni problemi koji su traili drugi pristup modeliranju. Cijeli rad je sklop veeg broja dijelova te zbog toga je potrebno i snanije raunalo za izradu bilokakve simulacije. Za izradu ovog rada potreban je iroki spektar znanja u radu s programima za 3D modeliranje. Predloen je izgled laboratorija koji bi mogao biti realiziran u stvarnosti. Pokazana je mogunost izrada simulacije visoke kvalitete te ujedno i foto-realistinih fotografija projekta. Sama izrada 3D modela virtualnog laboratorija zasniva se na prikupljanju podataka iz okoline te na potrebi uenja i daljnjeg usavravanja u projektiranju i konstrukciji.

Kljune rijei: 3D modeliranje, SolidWorks, simulacija, 3D model, renderiranje

Key words: 3D modeling, SolidWorks, simulation, 3D model, rende

1

1. UvodPorastom potranje visoko obrazovanih radnika sa irokim opsegom znanja i s poetnim radnim iskustvom otvaraju se razna visoka uilita opremljena s raznim laboratorijima za razna podruja primjene. Glavna namjena laboratorija za robotiku i automatiku je osposobiti studenta za rad u zanimanjima vezanim za automatizaciju i robotiku. Automatizacija se izuzetno brzo razvija, a ujedno utjee na brzi razvoj i drugih podruja, tako da je neophodno redovito praenje tehnolokih dostignua. Predvieno je da se sva znanja nakon kraeg teoretskog uvoda brzo usvoje individualnim radom na izabranim primjerima iz industrijske prakse, kao to je rad na robotu, rad sa pneumatikom te ostalim sustavima vezanih za automatizaciju. Cilj ovoglaboratorija bi bio bre usvajanje znanja te isticanje svoga znanja u svrhu breg i boljeg zapoljavanja. Ideja projektalaboratorija za robotiku i automatiku napravljen je u VTBJ primjenom raunalnog programa za 3D modeliranje SolidWorks koji omoguava izradu projektne dokumentacije i prezentacije, etnjom kroz virtualnu uionicu koja je opremljena i namjetena osnovnim i neophodnim elementima robotike i automatike. Virtualnim modeliranjem naziva se izrada raunalnih 3D grafikih modela realnih objekata, pojava i okruenja. Virtualni modeli trebaju: to tonije predstavljati fiziki izgled i simulirati ponaanje stvarnog objekta Biti interaktivni Najee primjene virtualnih modela: Vizualizacija raznih interijera i eksterijera ( virtualni muzeji, stanovi, zgrade, gradovi i sl. ) Edukacijske simulacije

2

Vojni simulatori borbenih zrakoplova, tenkova i ostalog naoruanja Vizualizacije tehnikih sustava i procesa 3D modeliranje je proces kreiranja matematike reprezentacije nekog

trodimenzionalnog objekta. Ono to nastane naziva se 3D modelom. Kroz proces 3D renderiranja, moe se dobiti 2D slika 3D modela iz jedne perspektive ili kao alternativa, 3D model se moe iskoristiti kao resurs u grafikoj simulaciji realnog vremena (eng.real-time). Kako je ve navedeno, 3D modeli kao matematika reprezentacija su u svojoj sri kolekcija podataka o tokama u 3D prostoru (eng. vertex, plural vertices) i drugih informacija koje raunalo interpretira u virtualni objekt koji se iscrtava na zaslonu. Kao takvi, ima vie naina za kreiranje 3D modela.Najkonvencionalniji nain je koritenjem 3D paketa meu kojima dominaciju dre poznata imena poput 3ds Maxa,Maya koji su danas pod okriljem Autodesk-a te raznih ostalih CAD programa kao to su SolidWorks, Solid Edge itd. Osim stvaranja modela kroz koritenje specijalnih programa, mogue je kreirati modele kroz razne algoritme (proceduralno modeliranje) ili solucijom koja postaje sve popularnija, skeniranjem stvarnog objekta i interpretiranjem istog u raunalu razumljiv format. Svijet je prepoznao korisnost 3D modela i openito 3D grafike pa se danas koristi u raznim granama industrije. Filmska industrija koristi 3D tehnologiju da bi dodala izmiljene likove i objekte u priu ili za veoma opasne scene koji ni kaskaderi ne mogu odraditi pa se to preputa timu koji je sposoban rekreirati odreene opasne segmente veoma realno bez ikakvih rizika. U arhitekturi je 3D grafika prihvaena kao vrlo jednostavan i produktivan nain da reprezentiraju neku zgradu koja bi se trebala izgraditi. Osim navedenog, 3D grafika ima veliku primjenu u medicini, znanosti i inenjeringu. Iako modeli mogu izgledati poprilino detaljno, sam model bez tekstura i nije pretjerano realistian. Proces dodavanja tekstura na model naziva se mapiranje teksture (eng. texture mapping). To su zapravo 2D slike koje se dodjeljuju odreenom segmentu 3D modela. Kao to 3D model ima koordinate (XYZ) kroz koje se kree u 3D prostoru, tako i 2D tekstura ima svoje koordinate

3

(UV koordinate) koje odreuju na koji dio povrine modela se tekstura postavlja. Vrsta tekstura ima na pretek, tako da se na model dodjeljuje materijal (eng. Shader) koji ima razliita svojstva poput difuzne teksture, potiskujue teksture,normalno mapiranje, zamjena teksture (eng. diffuse, bump texture, normal maps, displacement texture, noise texture). Osvjetljenje je takoer vrlo bitan element koji je presudan kvaliteti i realistinosti 3D scene. Bitno je napomenuti da svjetlost u 3D svijetu je samo nepotpuna simulacija svjetlosti u stvarnom svijetu koja je zasad poprilino nedostina zbog kompleksnih kalkulacija koje bi se trebale izraunavati pri svakom koraku renderiranja scene. Uzevi to u obzir, za pravilno osvjetljavanje potrebno je ponuditi vie svjetlosnih izvora. Ima razliitih tipova svjetla, poput svjetlo sa smjerom (eng. directional light), svjetlost se "prosipa" iz jedne toke u svim smjerovima (eng. point light), itd. 3D modeliranje i animacija spadaju meu najzahtjevnije oblike bavljenja raunalnom grafikom.

2. Povijest SolidWorks-aSve je poelo 1993. godine kada je SolidWorksov osniva Jon Hirschtick regrutiro tim inenjera za izgradnju tvrtke koja bi razvila 3D CAD software koji je jednostavan za koritenje. Od tada, osnivaki tim je postao vodei proizvoa 3D CAD tehnologije. Godine 1995. prvo izdanje SolidWorks bilo je spremno za trite. U roku od dva mjeseca, SolidWorks osvaja mnoga priznanja iroke industrije za postavljanje novih standarda te jednostavnost koritenja. Brzo rastue baze klijenata i kontinuirane inovacije proizvoda brzo su uspostavili tvrtku kao snaan konkurent u CAD tritu. Trite je primijetilo ovaj proizvodte globalni tehnoloki div Dassault Systmes SA kupuje SolidWorks za 310 milijuna dolara u dionicama u lipnju 1997. godine. Dassault Systmes (DS) formula za SolidWorks i njegov kontinuirani uspjeh je da zadri strategiju i zamah koji je izgradio tvrtku. Kao predsjednik uprave

4

od 2001. g. do lipnja 2007. g., McEleney je zadrao tvrtku i njene proizvode na putu ka uspjehu. SolidWorks je postao najbre rastua tvrtka uDassault Systmes SA(D)S obitelj nakon to je izrasla iz dva posto DS prihoda u trenutku stjecanja,do vie od 20 posto danas.

Trenutni predsjednik Jeff Ray se pridruio tvrtki u 2003 godini,kao glavni voditelj, kako bi proirio infrastrukturu SolidWorks-a u prodaji, distribuciji i marketingu. U etiri godine, Rayeva prodaja globalnih licenci dostigla je najviu postignutu prodaju svih vremena, a proizvodi su postali jo pametniji, omoguavajui korisnicima da pomaknu granice konvencionalnog dizajna. SolidWorks softver ima najvie korisnika u proizvodnom svijetu. Vie od milijun korisnika u 97.000 mjesta,vie od 100 zemalja irom svijeta. SolidWorks je takoer postavioplanove za prodor u trite globalnog obrazovanja. Svake godine vie od milijun studenata, u vie od 14.500 odgojno-obrazovnih teajevima. Osim toga, SolidWorks ima najvie zadovoljstvo kupaca, najdublju penetraciju u odgojno-obrazovnim ustanovama diljem svijeta te najvei broj integriranih ''partner'' aplikacija na tritu. SolidWorks je softver koji je unaprijedio mnoge firme, jer pomae inenjerima biti produktivniji nego prije. U dananje vrijeme inenjeri mogu lake projektiratiinovativne proizvode koji ine njihove tvrtke vie uspjenim. ustanova diljem svijeta,diplomira na SolidWorks

5

3. Ureaji u virtualnoj uionici3.1. RobotiRoboti koji su upotrjebljeni: ABB IRB 140 (slika1.) te Toshiba Scara TH 450 (slika 7.). 3D model oba robota je izraen u 3D programskom paketu SolidWorksu sa realnim dimenzijama. Mogunost montiranja na sve podloge pod bilo kojim kutem slika 2.(a,b,c) ABB IRB 140 (slika 1.) Mali, moni i brzi 6-osni robot. Pouzdano - visoko proizvodno vrijeme Niski zahtjevi za odravanje i kratko vrijeme popravka. Brzi - kratki ciklus puta Najbri robot u svojoj klasi. IRB 140T nudi znatno smanjene ciklusa -puta zahvaljujui vrhunskoj brzini pristupa i ubrzanja u kombinaciji s jedinstvenom ABB kontrolom pokreta: QuickMove. Tono - dosljedna kvaliteta dijelova Izvanredna preciznost ponavljanja - 0.03mm. Jaka - maksimalna iskoritenost Kombinacija nosivosti 6 kg i domet 810 mm ini ovog robot najboljim u svojoj klasi.6Slika 1. ABB IRB 140 (stvarna)

ABB IRB 140 je svestran robot - fleksibilna integracija u proizvodnju

Standardni IRB 140 moe biti montiran na pod, zid ili plafon pod bilo kojim kutem.

Radno podruje robota ovisno o podlozi montiranja:

a) Radno podruje (pod)

b) Radno podruje (zid)

c) Radno podruje (strop)

Slika 2. Naini montae robota ABB IRB 140

7

3D model Robota:

Slika 5.3D model robota ABB IRB 140 Slika 3. 3D model robota ABB IRB 140 izraen u SolidWorksu izraen u SolidWorksu

3D model robota se moe prikazati u rasprenom pogledu, slika 4 (eng. Exploded view), radi boljeg pogleda na svaki dio robota.

Slika 4.Raspreni pogled robota

8

Slika 5. Renderirana slika robota ABB IRB 140 koja se prikazuje u virtualnom laboratoriju

Toshiba Scara TH450 (slika 6.) TH 450 je robot sa velikom preciznou obavljanja zadatka, zvan jo i ''uzmi i stavi robot'' (eng. pick and place) robot. Robot TH 450 je znatno bri od svoga prethodnog modela TH 350A. Pod standardnim uvjetima, vrijeme jednog ciklusa radnje je manje od 0,3 sekundi i stoga je ovaj robot najbri SCARA-robota u svojoj klasi. TH 450: Duljina ruke: 450mm Hod po Z-osi: 150 (300) mm Maximalna nosivost: 5 kg Radni prostor TH 450

Slika 6. Radni prostor TH 450

9

Scara roboti se koriste za slaganje i sortiranje malih dijelova proizvoda, jer je njihova nosivost od 1 kg do 2 kg. Slika 7. prikazuje TH 450 u stvarnosti, a slika 8 3D model istog scara robota.

Slika 7. TH 450

Slika 8. 3D model robota TH-450 izraen u SolidWorksu namjenjen za virtualni laboratorij

10

Slika 9. Renderirana slika scara robota TH-450 koja prikazuje priblino izgled robota u stvarnosti

3.2. Z print 3D printeriOd 3D datoteke do 3D modela, Z print 3D printeri izrauju 3D modela sloj po sloj nanoenjem prakastog materijala koji se pod utjecajem topline stvrdnjava. Spectrum Z510 sustav koji brzo i unikovito proizvodi proizvode visoke razluivosti u boji. Brzi 3D ispis modela visoke razluivosti znai da vie ne morate ekati za prototip. Ova jedinstveni, sustav sa sposobnosti ispisa 3D modela u boji proizvodi modele koji tono odraavaju vae izvorne podatke za izradu. Samo Z Corporation 3D pisai su sposobni za ispis u vie boja.

11

Spectrum Z 510 (slika 10.) 3D pisa u boji sa najveim radnim volumenom i najboljom rezolucijom. Programska oprema: Model u STL, VRM, PLY i 3DS formatudatoteka. Radno okruje MS Windows OS. Broj glava za ispis: 4 Veliina pisaa: 107 x 79 x 127 cm Teina pisaa: 204 kg Radni volumen: 254 x 356 x 203 mm Rezolucija: 450 x 600 dpi Debljina sloja: 0.0875 0.203 mm

Slika 10. Spectrum Z510

12

Ispisi u bojama:

Slika 11.Ispis modela na 3D pisau

3D pisa kompanije Z print nam uveliko olakava predoenje napretka poetnih prototipova naih proizvoda. 3D model pisaa:

Slika 12.3D model 3D printera izraen u SolidWorksu

13

Slika 13. prikazuje 3D model 3D printera Spectrum Z510 koji je koriten u virtualnom laboratoriju za robotiku i automatiku.

Slika 13.Renderirana slika 3D pisaa

3.3. Pokretne trake (transportni sustav)Transportni sustav je objedinjenje mehanike opreme za rukovanje materijalima koji se kreu od jednog mjesta na drugo. Transporteri su posebno korisni u aplikacijama koje ukljuuju prijevoz tekih i glomaznih materijala. Transportni sustavi omoguavaju brz i uinkovit prijevoz za iroku paletu materijala, to ih ini vrlo popularanim u rukovanju materijalom, pakirnoj industriji, transportu itd. Razliite industrije koriste transportne sustave ovisno potrebama industrija u kojoj posluju.

14

Transportni sustavi obino se koristi u veini industrija, ukljuujui automobilsku, poljoprivrednu, raunalnu, elektroniku, aerospace,

farmaceutskoj, kemijskoj, transport konzervi, za ispis dorada i pakiranje. Neki od najeih upotreba je prijenos gotovih proizvoda za iru populaciju kao to razni biljni plodovi, boce, limenke, automobilske komponente, metalni otpaci, prakasti materijali, drvo itd. Mnogi faktori su vani za toan izbor transportnih sustava. Vano je znati unaprijed kako e se transportni sustav koristiti. Slika 14. prikazuje transportni sustav u primjeni za transport zapakiranih proizvoda.

Slika 14.Transportni sustav (valjkasti)

Transportni lanovi: Slika 15. Prikazuje 3D model transportnog sustava koritenog za svladavanje kuta u virtualnom laboratoriju za robotiku i automatiku.

15

Slika 15.3D transportni sustav (valjkasti) izraen u SolidWorksu

Slika 16 prikazuje renderirani pogled na transportni sustav kuta. Pomou renderiranog prikaza pokuavamo prikazati kako model izgleda u stvarnosti.

Slika 16. Renderirana slika kutnog transportera

16

Slika 17.3D transporter sa trakom manjih dimenzija izraen u SolidWorksu

Transportni sustavi manjih dimenzija se koriste kada imamo male dimenzije prostora u koji elimo smijestiti na transportni sustav. Slika 17.

Slika 18.3D transporter sa trakom veih dimenzija izraen u SolidWorksu

17

Slika 19.Renderirana slika transportnog lana (sa trakom)

Slika 20 prikazuje 3D model sloenog transportnog sustava koji je izraen za potrebe virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku, uz sam model transportnog sustava priloena je i renderirana slika kako bi pokazali realni izgled naeg sustava. Slika 21.

Slika 20.3D transportni sustav izraen u SolidWorksu za potrebu virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku

18

Slika 21. Renderirana slika transportnog sustava

3.4.

Konatrukcijski profili

Aluminijski profili visoke vrstoe, namijenjeni za bilo koju vrstu struktura. Svi profili su eloksirani i proizvode se u modularnim dimenzijama. Modularne dimenzije slue kako bi razni dadaci pasali bez potekoa na konstukciju.

3.4.1. Tip profila 60 x 60 Ovaj tip profila je koriten za izradu nosaa transportnog sustava. Izabran je kao najpovoljniji zbog svoje jednostavne grae, lake prilagodbe za razna podruja, lake montae , lakog spajanja i specifikacija koje su prikazane u tablici 1. Profil se lako moe skinuti u CAD datoteci te koristiti u konstrukciji postolja za transportni sustav.

19

Slika 22.3D model profila 60 x 60

Tablica 1. prikazuje neka od svojstva za profil 60 x 60. Svojstva kao to su inercija po razliitim osima, masa po duini.

Tabela 1.Specifikacije profila 60 x 60

Svojstvo Materijal Visina irina Podruje presjeka Moment inercije, x-os Moment inercije, y-os Moment inercije, torzijski Moment otpora, x-os Moment otpora, y-os Masa po duini

Oznaka

Vrijednost Aluminij (Al)

h b A Ix Iy It Wx Wy m

60 mm 60 mm 13.33 cm2 53.77 cm4 53.77 cm4 29.27 cm4 17.92 cm3 17.92 cm3 3.6 kg/m

20

Slika 23.Podruje primjene u 3D modeliranju

Slika 23 prikazuje primjenu profila u 3D modelu nosaa transportnog sustava.

Slika 24.Renderirana slika primijenjenih Itemovih profila 60 x 60

21

3.4.2. Tip profila 40 x 40 Ovaj tip profila je koriten za izradu nosaa robota ABB IRB 140. Izabran je zbog svojih specifikacija koje su prikazane u tablici 2.

Slika 25.3D model profila 40 x 40

Tabela 2.Specifikacije za profil 40 x 40

Svojstvo Materijal Visina irina Podruje presjeka Moment inercije, x-os Moment inercije, y-os Moment inercije, torzijski Moment otpora, x-os Moment otpora, y-os Masa po duini

Oznaka

Vrijednost Aluminij (Al)

h b A Ix Iy It Wx Wy m

40 mm 40 mm 9.16 cm2 13.96 cm4 13.96 cm4 1.93 cm4 6.98 cm3 6.98 cm3 2.47 kg/m

22

Slika 26.Podruje primjene u 3D modeliranju

Slika 26 prikazuje primjenu profila 40 x 40 za konstrukciju postolja za robot ABB IRB 140.

Slika 27.Renderirana slika itemovog profila 40 x 40

23

3.4.3. Podloka za profile Podloka se koristi za jednostavno dodavanje nastavaka na profile. Za svaku dimenziju profila postoji ekvivalentna podloka. Pri biranju dimenzije podloke bira se jo i veliina srednje rupe M8.

Slika 28.Podloka za profile

Slika 29.Primjena podloke na Itemovim profilima

24

Slika 30. Primjena podloke na profilu

3.4.4. Prilagodljive noge za prilagodbu na neravnim povrinama Prilagodljive noge (prilagodba po visini) su dodatna oprema za itemove profile. Kada su itemovi profili koriteni za izgradnju konstrukcija tipa nosai prilagodljive noge slue za lako balansiranje toga nosaa.

Slika 31.3D model prilagodljive noge

25

Slika 32.Renderirana slika prilagodljive noge

3.5. 3D skener Z korporacije (eng. Corporation)Runi 3D skener u mogunosti je uhvatiti bilo koji objekt, iz bilo kojeg kuta i bilo gdje u prostoru. Sustav omoguuje odlinu koordinaciju tako da je mogue pomicati predmet za vrijeme skeniranja. Uz mogunost nedostinim. praenja procesa skeniranja u realnom vremenu jednostavno se otkrivaju skriveni dijelovi modela koji se moda ine

26

Slika 33.3D model 3D skenera

Runi 3D skeneri su direktna poveznica izmeu realnosti i raunalnog 3D modela. 3D skenerom direktno unosimo istvaramo 3D model onoga to skeniramo. Due skeniranje znai i bolju kvalitetu 3D modela.

Slika 34.36. Renderirana slika 3D skenera

27

4. Virtualni laboratorij za robotiku i automatiku4.1. 3D model laboratorija 3D model laboratorija izraen uSolidWorksu

Slika 35.3D model virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku

Slika 36.Virtualni laboratorij (pogled odozgora)

28

4.2.

Simulacija prolijetanje kamere (eng. fly trough) Ovaj tip simulacije se koristi kako bi dobili uvid u virtualni svijet naeg virtualnog laboratorija, Definiranjem putanje i parametara kamere dobivamo efekt ''obilaska'' naeg laboratorija u vidu lake percepcije istog. U daljnjem opisu biti e prikazano koritenje ove vrste simulacije na projektu virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku.

4.2.1. Pripreme za izradu putanje kamere Prije nego napravimo putanju za nau kameru, potrebno je odrediti optimalnu visinu na kojoj elimo da kamera bude. Kada smo odredili visinu na koju elimo smjestit nau kameru, tada na toj visini stvaramo pomonu ravninu (eng. plan). Na toj ravnini pomou ske (eng. sketch) alata ucrtati emo nau putanju. Putanja moe biti sastavljena od ravnih i zakrivljenih crta, a najbolje je da se koristi spline tool za crtanje krivudave putanje zbog estetike.

Slika 37.Izrada pomodne ravnine za crtanje putanje

29

Slika 38.Putanja za kameru (svijetlo plava boja)

4.2.2. Usklaivanje parametra kamere sa parametrima putanje Postavljanje kamere na scenu se izvodi tako da uemo u karticu Motion study (1.) te u stablu funkcija pritisnemo desnim klikom na Lights (2.), Cameras and Scenes te odaberemo Add Camera (3.) Slika 39. Istim postupkom moemo dodati jo i svjetla koja mogu biti: tokasto svjetlo (point light), usmjereno svjetlo (directional light) te reflektor (spot light).

Slika 39. Izbornik za postavljanje kamere, svjetla...

30

Pritiskom na Add Camera otvara nam se, sa lijeve strane, prozor sa svim parametrima kamere. A u glavnom prozoru vidimo da imamo prikazan pogled kamere i pogled na kameru.

Slika 40.Parametri kamere i pogledi

U parametrima kamere odabiremo putanju koju smo napravili na pomonoj ravnini. Putanju i poloaj kamere odreujemo tako da kliknemo lijevom tipkom mita neto malo prije poetne toke. (Ne smijemo na poetnu toku zato to tada kamera ostaje fiksirana, te se ne kree po putanji)

Slika 41.Postavljanje kamere na putanju

31

4.2.3. Parametri kamere U postavkama kamere moemo podesiti mjesto u koje kamera gleda. To mjesto moe biti fiksno ili po selekciji. Razlika je u tome to ako izaberemo fiksno kamera e uvijek gledati u to mjesto tokom prolaska kroz putanju, a u sluaju selekcije, kamera gleda u smjeru putanje.

Slika 42.Parametri kamere

Takoer je mogue podesit polje i kut pogleda. To podeavamo u izborniku Field of View. Podeavanje se vri po potrebi.

32

4.2.4. Vremenski slijed simulacije U vremenskom slijedu podeavamo koliko elimo da nam neki korak u simulaciji traje. Npr. put od pogleda na 3D printer do pogleda na transportni sustav. Postavljanjem kljueva u vremenskom slijedu oznaavamo da u tom trenutku dolazi do neke promijene u simulaciji (pogled, brzina motora, svjetlo)

Slika 43.Vremenski slijed simulacije

4.2.5. Postavljanje usmjerenog izvora svjetla

Usmjereni izvor svjetla postavljamo da bi simulirali prirodnu svjetlost. U ovom sluaju prolazak svjetla kroz prozor.

Slika 44.Postavljanje usmjerenog svjetla

33

4.3.

Izrada i spremanje video zapisa simulacije

Za ovaj dio nam je potreban alat zvan PhotoView 360 koji je integriran u sam SolidWorks.

Slika 45.Alati integrirani u SolidWorks 2011

4.3.1. Renderiranje PhotoView 360 PhotoView 360 je alat integriran u SolidWorks koji slui za renderiranje slika visoke kvalitete Slika 48. Svakom partu izraenom u SolidWorks se moe dodati materijal te uz pomo PhotoView-a 360 izraujemo realne slike visoke kvalitete naeg proizvoda.

Slika 46.Sadraj alata PhotoView 360

4.3.2. Simulacija i spremanje videozapisa Simulaciju moemo spremit u standardni video zapis (avi.) s time da moemo birati izmeu zapisa visoke kvalitete koji se stvara uz pomo PhotoView-a ili zapisa normalne kvalitete koji sprema simulaciju onakvu kakva je u SolidWorksu (bez svjetla, bez materijala). Pritiskom na spremi (eng. save) zapoinjemo renderiranje nae simulacije.

34

Slika 47.Izbor kvalitete spremanja videozapisa

4.3.3. Izrada videozapisa visoke kvalitete

To je video zapis koji daje realan pogled na na proizvod. On u sebi sadri sve materijale koje smo dodijelili naim dijelovima, sva svjetla, sve sjene, sve refleksije Za izradu ovakvog zapisa potrebno je raunalo sa vrlo jakom konfiguracijom (grafika kartica 1 Gb, radna memorija 8 Gb, ovako jaka konfiguracija je potrebna zato to pri izraadi slike najvie se koristi grafika kartica zbog koje ovisi vrijeme izrade te iste slike) Izrada zapisa visoke kvalitete traje puno dulje nego izrada videozapisa normalne kvalitete. Duljina izrade ovisi o broju naih dijelova u simulaciji, a ona moe biti od 1-2 sata pa do 1015 sati. Razlog ovako dugog vremena ekanja za izradu je taj to se renderira slika u svakoj 1/2 sekunde pa ak i etvrtini ako izaberemo najveu kvalitetu.

35

Slika 48.Broj sliica koje se moraju renderirati

PhotoView 360 renderira sliku po sliku, te ih slae u slijedu i tako nastaje animacija. to je broj slika vei to je animacija zahtijevnija, dulja i tea za renderirati.

Slika 49.Renderiranje za vrijeme svakog pojedinog frame-a

36

5. ZakljuakZbog potrebe to boljeg planiranja izrade proizvoda te to manjeg broja greaka, SolidWorks je idealan alat za to podruje. Ne samo da moemo napravit detaljan i realniji uvid u na proizvod prije same proizvodnje, nego ga moemo i simulacijski prezentirat i provjeriti kroz razne alate koji dolaze integrirani u sam SolidWorks. SolidWorks ubrzava realiziranje naih ideja te nam omoguava brzi i laganiispravak bez da izraujemo sve iznova to u dananje vrijeme je klju uspjeha na tritu punom konkurencije. Tako dananji inenjer moe proizvod staviti u fazu proizvodnje u svega mjesec dana ili manje to se uveliko razlikuje od prolih naina projektiranja kao to su runo crtanje ili crtanje nacrta u nekom 2D alatu za koje je trebalo mnogo vremena, rada i novca.

Tijekom ovog rada prikazana je izrada 3D modela virtualnog laboratorija za robotiku i automatiku u programskom paketu SolidWorks 2011. Uionica je opremljena s robotima i transportnim sustavima koji su prikaz stvarnosti. Rad je napravljen u mjerilu 1:1 i tako sve to je prikazano u sklopu rada je realni prikaz onoga to bi bilo da je uionica stvarna.

Sva oprema u virtualnom laboratoriju postoji u stvarnosti s istim dimenzijama i parametrima. Ovakvim planiranjem moemo unaprijed uvidjeti kako bi na prostor izgledao kada bi ga u stvarnosti opremili opremom koju smo odabrali te tako moemo lako i brzo konfigurirati na prostor i radnu okolinu prije nego na projekt realiziramo ustvarnosti

37

6. Literatura:1) 3D CAD Design Software SolidWorks, http://www.solidworks.com/ 10.09.2011. 2) ABB IRB 140 - Robots (Robotics), http://www.abb.com/product/seitp327/7c4717912301eb02c1256efc00278 a26.aspx , 10.09.2011. 3) TM Robotics (Europe), http://www.usedrobots.com/articles.php?tag=2453 10.09.2011. 4) ZPrint - Z Corporation, http://www.zcorp.com/en/Products/3DSoftware/ZPrint/spage.aspx , 10.09.2011. 5) Building Kit Systems For Industrial Applications, ITEM, http://www.item24.de/en/home.html , 10.09.2011. 6) 3. Pletenac, L.,Raunalno geometrijsko modeliranje, sijeanj 2004 http://www.gradri.hr/~pletenac/modeliranje-sazetak.htm , rujan 2011 7) 4. Geometrijsko modeliranje 3D objekta, Predavanje 3 http://ttl.masfak.ni.ac.rs/CAD/Predavanje-3%20CAD%202007.pdf 8) 5. MichiganTech, Geometric modeling: Creating geometry in a computer! http://www.me.mtu.edu/~bettig/MEEM5408/notes16.pdf 9) 6. Brekalo, R.,SolidWorks-Bez konkurencije! ,listopad 2001 http://www.cadcam.hr/solidwor.htm, rujan 2011

38