Předložená bakalářská práce se zabývá topologickou optimalizací čelistí robotického uchopovače, konkrétně na referenčním modelu paralelního pneumatického uchopovače Schunk PGF 100. Práce naplňuje hlavní cíle zadání, tedy zpracování rešerše, vytvoření okrajových podmínek pro topologickou optimalizaci, sestavení výpočtového modelu a validaci získaných výsledků. Pozitivně hodnotím zejména odbornou náročnost tématu, systematické vysvětlení metod topologické optimalizace, práci v prostředí Ansys Workbench a schopnost studenta odlišit samotný optimalizační výstup od konstrukčně využitelné geometrie.

Za hlavní přínos práce považuji vlastní numerické řešení optimalizace čelistí pro více materiálových variant a následnou validaci rekonstruované geometrie. Student nejprve porovnal různé optimalizační přístupy, zejména SIMP a Level-Set, a pro danou úlohu zvolil metodu poskytující konstrukčně spojitější a lépe využitelný výsledek. Velmi kladně hodnotím také vytvoření dvou variant finální geometrie, z nichž jedna je vhodnější pro aditivní technologie nebo přesné lití a druhá pro konvenční obrábění. Výsledné snížení hmotnosti jedné čelisti o 76,8 % a celkové odlehčení sestavy uchopovače přibližně o 13,85 % představuje velmi dobrý technický výsledek.

Práce má i některá metodická omezení. Zatěžovací stav je zjednodušený zejména na vertikální manipulaci s břemenem a nejsou přímo modelovány horizontální zrychlení, rotační pohyby ramene, excentrické uchopení ani dynamické účinky. Uchycení čelisti pomocí vazby typu Fixed Support je rovněž zjednodušením reálného šroubového spoje.. Student prokázal velmi dobrou samostatnost, schopnost práce s numerickými nástroji a kritickou interpretaci výsledků. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A – výborně.

Bakalářská práce pana Ondřeje Poláčka se zabývá optimalizací topologie čelistí robotického uchopovače s cílem snížit jejich hmotnost při zachování mechanické pevnosti a tuhosti.

Práce je logicky rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část se věnuje základům topologické optimalizace, metodě konečných prvků, matematické formulaci optimalizační úlohy a přehledu vybraných optimalizačních metod. Dále autor uvádí přehled robotických uchopovačů a jejich konstrukčních principů. Rešeršní část je zpracována v dobrém rozsahu a vytváří vhodný základ pro praktickou část.

Hlavní přínos práce spatřuji v praktické aplikaci topologické optimalizace na čelist robotického uchopovače Schunk PGF 100. Autor nejprve odvodil potřebnou uchopovací sílu pro zvolený zatěžovací případ, vytvořil zjednodušený model čelisti v prostředí Ansys SpaceClaim a následně provedl statickou analýzu a topologickou optimalizaci v prostředí Ansys Workbench.

Kladně hodnotím zejména parametrickou studii pro více materiálových variant a následné porovnání optimalizačních přístupů SIMP a Level-Set. Práce ukazuje, že původní návrhový prostor čelisti byl výrazně předimenzovaný a že pomocí topologické optimalizace lze dosáhnout významné redukce hmotnosti. Autor následně provedl rekonstrukci optimalizovaných geometrií do dvou variant.

Autor se v práci dopouští několika málo nestatků. Nejprve zjednodušené okrajové podmínky výpočtového modelu. Uchycení čelisti je nahrazeno vazbou Fixed Support na vnitřních plochách otvorů pro šrouby, což neodpovídá reálnému šroubovému spoji s předpětím, třením a kontaktním namáháním. Dalším omezením je zjednodušení zatěžovacího stavu. Autor uvažuje především vertikální translační pohyb a dynamické účinky nahrazuje bezpečnostním součinitelem proti prokluzu. Za metodický nedostatek považuji také skutečnost, že optimalizace je řízena především napěťovým omezením. U robotického uchopovače je však kromě pevnosti důležitá také tuhost a deformace funkční plochy čelisti. Autor však tuto skutečnost v závěru správně zmiňuje. mou následné numerické pevnostní analýzy rekonstruovaných geometrií. Splnění výše uvedených výtek by však značně převyšovalo požadavky na splnění bakalářské práce a lze tedy tato zjednodušení akceptovat.

Výstupy práce jsou proto využitelné spíše jako metodický návrhový postup a koncepční studie než jako finální konstrukční řešení připravené pro výrobu.

Formální úroveň práce je celkově dobrá. Práce je přehledná, obsahuje vhodné obrázky, tabulky a grafy. V textu se však objevují dílčí jazykové a stylistické nedostatky. Práce s literaturou je na dobré úrovni a použití generativní AI je transparentně uvedeno.

Celkově lze konstatovat, že práce splňuje cíle zadání a na úrovni bakalářské práce představuje poměrně zdařilé zpracování pokročilejší simulační úlohy. Uvedené nedostatky se týkají především zjednodušených okrajových podmínek, omezené validace a chybějícího deformačního kritéria.

Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením B / velmi dobře. Topics for thesis defence:

1. Jaké dynamické účinky mohou v reálném provozu na čelist působit? Jak by bylo případně možné tyto účinky zahrnout do simulací/výpočtů?
2. Uchycení čelisti je řešeno pomocí vazby Fixed support. Jakou jinou vazbou by bylo možné zpřesnit toto místo?