Bachelor's Thesis

Robot end effector design

Final Thesis 3.3 MB Appendix 2.42 MB

Author of thesis: Bc. Jiří Ohnoutka

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Zdeněk Tůma, Ph.D.

Reviewer: Ing. František Bradáč, Ph.D.

Abstract:

This thesis consists of a theoretical and a practical part. In the theoretical part, the author briefly describes the classification of end effectors and grippers, the mechanical interface of the robot flange, vacuum components, automation components, and design solutions for end effector used in real industrial applications. In the practical part, the author focuses on the design of a custom end effector, compares different structural designs of the effector frame, and selects suitable components for vacuum generation and distribution.

Keywords:

Robotic manipulator, material handling, end effector design, robot end effector

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Prezentace: - Zadání a cíle - Inspirace - Vstupní podmínky - Volba chapadel a jejich umístění - Volba rámu efektoru - Volba a umístění generátoru vákua - Další komponenty - Výsledná konstrukce a zhodnocení - Doporučení pro praxi Student seznámil členy komise s výsledky své práce a odpověděl na všechny otázky oponenta. Otázky členů komise: - Jaký výkres byste přidal pro plechovou součást? (zodpovězeno) - Proč nelze kapacitní smímače použít i na kovové součásti? (zodpovězeno) - Je možné použít i kontaktní snímače přítomnosti? (zodpovězeno s nedostatky) Student odpověděl na všechny otázky členů komise s nedostatky.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Production Machines, Systems and Robotics

Study programme

Engineering (B-STR-K)

Specialization

Machine and Equipment Construction (SSZ)

Composition of Committee

doc. Ing. Radek Knoflíček, Dr. (předseda)
doc. Ing. Lubomír Vašek, CSc. (místopředseda)
Ing. Jan Pavlík, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Tůma, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Blecha, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Marada, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Zdeněk Tůma, Ph.D.

Práce byla zaměřena na konstrukční návrh podtlakového efektoru pro zvedaní ocelého svařence, který má být pomocí příruby přichycen k robotu. Autor práce vyvinul velké množství konstrukčních variant, které dále kriticky zhodnotil v kapitole 7.3 a vybral výslednou variantu. Student pravidelně navštěvoval konzultace dva roky a zapracovával připomínky. Cíle práce byly splněny a práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. František Bradáč, Ph.D.

K oponování předložená bakalářská práce se zabývá návrhem koncového vakuového efektoru robota.

Úvodní část BP obsahuje stručný přehled současného stavu poznání, kde jsou uvedeny některé typy koncových efektorů.

Dále následují kapitoly již rozebírající a řešící zadaný úkol. První z komponent, které jsou řešeny je výběr příruby robotu, ke které bude daný efektor připojen.

Dále práce popisuje pneumatické prvky a prvky snímačů, které budou dále uvažovány pro vlastní konstrukci efektoru.

Vlastní konstrukční řešení v první části popisuje manipulovaný prvek, kde jsou definovány jeho vlastnosti, jako např. hmotnost a uchopovací plochy. Je zde také navržen manipulační robot, který bude s touto komponentou manipulovat. K tomuto bych měl připomínku a to ohledně výběru robotu, kde asi není vhodné používat pro manipulaci součástky o hmotnosti cca. 21 kg robota s nosností 215 kg.

Dále je prováděn návrh přísavek a výpočet jejich potřebného průměru a množství. Zde bych měl jednu zásadní připomínku a to, že se ve výpočtu potřebné síly neobjevuje minimálně provozní zrychlení robota, které se dle výrobce pohybuje cca. kolem 2,5 m/s2. Další zrychlení/zpomalení u robota může nastat v případě bezpečnostního zastavení a tento vliv bude nezanedbatelný. Proto si myslím, že daný výpočet bude dosti poddimenzovaný. Navíc autor se zrychlením počítá na stránce 48 v pevnostním výpočtu navrženého rámu. Toto zrychlení uvažuje ve výši 30 m/s2, ale bohužel není jasné, z čeho toto zrychlení vyplývá.

Závěrečnou práci doplňuje závěr a přílohy, kde se nachází výkresová dokumentace a variantní výběr konstrukce rámu efektoru.

Práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment B
Working process, extent and suitability of applied methods C
Scholarly contribution and originality C
Ability to interpret achieved results and draw conclusions C
Applicability of results in practice or theory C
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. Na straně 52 jsou popsány snímače polohy, které detekují přítomnost objektu. Lze detekci uchycení objektu detekovat i jinak, bez použití těchto snímačů?
  2. Jak velký vliv bude mít započítání dodatečného zrychlení 30m/s2 případně 2,5 m/s2 na požadovanou sílu upnutí a počet přísavek?
  3. V jakých směrech se bude transportovat výrobek? Nebude nutné jej přetáčet? Jaký by mělo přetáčení vliv na výpočet počtu a průměru přísavek?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová