Master's Thesis

Design of a robotic welding cell and its simulation

Final Thesis 4.89 MB Appendix 30.31 MB

Author of thesis: Ing. Vojtěch Hejl

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Mikuláš Szabari, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Radek Knoflíček, Dr.

Abstract:

The thesis deals with the issues in the field of robotic welding of the car frame side assembly. In the beginning, the topic of welding is discussed, where the essential aspects of robotic welding workplaces are presented. Subsequently, a specific workplace design is made, including the evaluation of two variants using multi-criteria analysis. The selected workplace design is finally simulated using the Process Simulate software, and the workplace cycle time is determined. Finally, workplace layout documentation is created and the production capacity with operating costs is calculated.

Keywords:

Robotic welding workplace, Process Simulate, simulated workplace, robots

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil členy komise se svou diplomovou prací. Student zodpověděl otázky oponenta. Otázky komise: -Zabránění posunutí při manipulaci s uvolněnými upínkami Student bez problémů odpověděl. -Umisťování robotů na zem a zavěšení. Výhody a nenvýhody. Použití Student bez problémů odpověděl. -Otázka na prvního robota v návrhu "B", jeho činnost. Student bez problémů odpověděl. -Opotřebování svařovacích elektrod. Jejich výměna, oprava. Zahrnutí těchto oprav do taktu Student bez problémů odpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Production Machines, Systems and Robots (N-VSR-P)

Composition of Committee

doc. Ing. Radek Knoflíček, Dr. (člen)
Ing. Roman Dvořák (člen)
prof. Dr. Ing. Jiří Marek, Ph.D., DBA, FEng. (předseda)
prof. Ing. Peter Demeč, CSc. (místopředseda)
Ing. Aleš Polzer, Ph.D. (člen)
Ing. Radek Vlček (člen)

Supervisor’s report
Ing. Mikuláš Szabari, Ph.D.

Úkolem studenta bylo navrhnout robotickou svařovací linku. Práce začíná dobře zpracovanou rešerší zahrnující vše podstatné z řešené oblasti a správně používá citace. Následuje systémový rozbor, který správně popisuje problém a vymezuje budoucí řešení. Následují dva rozdílné návrhy a výběr optimálního řešení. Student zde správně volí váhy a hodnotí jednotlivé varianty. Práce pokračuje vytvořením řešení v simulačním prostředí, kde student podrobně popisuje svůj postup. V návaznosti na to student optimalizuje řešení pro dosažení požadovaného taktu. Zde musím kladně hodnotit studentovu snahu, jelikož až pátá iterace dosahuje požadovaného taktu. Na závěr je zpracována výkresová dokumentace a ekonomické zhodnocení. Součástí práce je také celkové zhodnocení a závěr. Student vytvořil funkční teoretický základ pro reálné pracoviště s možností rozšíření pro jiné karoserie.

Práce splnila všechny cíle zadání a hodnotím ji známkou A, výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

K oponování předložená DP se zabývá problematikou z oblasti svařování robotem, a to bočnice karoserie osobního automobilu. Je logické, že v úvodě se diplomant věnuje současného poznání z oblasti problematiky svařování a robotiky. Představuje podstatné aspekty tvorby nebo úprav robotizovaných svařovacích pracovišť, které vyplývají z provedeného systémového rozboru. Následně je proveden návrh konkrétního pracoviště, včetně vyhodnocení dvou variant pomocí multikriteriální analýzy. Z technicko-provozního hlediska je vítězný návrh robotizovaného pracoviště svařování simulován pomocí softwaru Process Simulate, čím že rovněž určen takt pracoviště. Na závěr je vytvořena výkresová dokumentace a je vypočtena výrobní kapacita s náklady na provoz. DP je v příloze doprovázena i video-simulací chodu pracoviště.

Lze tvrdit, že cíle DP byly splněny. Názvy hlavních kapitol v podstatě odpovídají dílčím cílům.

K DP oponent nemá zásadních připomínek, jsou spíše formálního charakteru, například, cituji str. 45 .."lineárním posunem přemístí ..." kdy posun či přemístění je vždy lineární nebo translační, zřejmě autorem DP myšlen pohyb a další méně vhodné formulace vět v textu. Nicméně diplomat neuvádí použití UI k jazykovým úpravám a pak je DP v podstatě autorským originálem i z jazykového hlediska, ovšem bez jazykové úpravy i člověkem. O původnosti obsahu svědčí i výsledek SW Theses, který udává shodu s jinými zdroji ve výšu 8,2 %, což je velmi příznivé.

Co se týká obsahu a celkového provedení rovněž není námitek. Podle všech okolností diplomant navazuje na své nabaté zkušenosti z frmy, kde DP vznikala. Nanejvýše je možné mít výtku k tomu, že ve výkresu Rozložení robotického pracoviště, chybí základní kóty jako jsou rozměny RTP - délka x šířka x výška.

Zásadním a hlavním cílem DP bylo vytvořit funkční návrh robotického svařovacího pracoviště a prostřednictvím simulace, blížící se co nejvěrněji realitě, dále otestovat jeho funkčnost a určit čas jednoho taktu - splněno.
DP doporučuji k obhajobě.  
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Součástí zadání DP nebyla analýza rizik. Vysvětlete základní principy AR pro váš konkrétní návrh robotizovaného technologického pracoviště svařování.
  2. Hrozí nebezpečí, že by se robot během svařování dostal do singulární polohy? Pokud ano, proč? Pokud ne, rovněž vysvětlete proč.

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová