Master's Thesis

Virtual commissioning of a wine bottling line

Final Thesis 6.88 MB Appendix 395.02 MB

Author of thesis: Bc. Ondrej Bielik

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Mikuláš Szabari, Ph.D.

Reviewer: Ing. Zdeněk Tůma, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis deals with the design and virtual commissioning of two robotic workstations for the semi-automation of a wine bottling line in a family winery. The motivation is to eliminate dependence on manual labour while maintaining low acquisition costs and simple operation in a spatially constrained cellar environment. Two cells were designed using ABB IRB 4600 robots — a depalletizing workstation for supplying empty bottles and a palletizing workstation for stacking filled boxes onto pallets. Control programs were developed in RAPID using the Multitasking option, enabling full workstation control without an external PLC. An HMI operator interface was designed for both workstations using ABB AppStudio. Virtual commissioning in ABB RobotStudio verified the functionality of the control algorithms including error handling and initialisation sequences. The economic analysis determined the investment payback period at approximately 2 years and 8 months.

Keywords:

robotic automation, palletizing, depalletizing, virtual commissioning, RobotStudio, RAPID, PLC-free control, HMI

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Prezentace: - Rozbor řešené problematiky - Návrh depaletizačního pracoviště - Koncový efektor depaletizačního pracoviště - Návrh paletizačního pracoviště - Koncový efektor paletizačního pracoviště - Architektura řízení obou pracovišť - Programová struktura depalitizačního pracoviště - Filozofie řízení depalitizace - Programová struktura palitizačního pracoviště - Filozofie řízení palitizace - Společné logické prvky obou pracovišť - HMI - Virtuální zprovoznění - Ekonomické zhodnocení Student seznámil členy komise s výsledky své práce a odpověděl na otázky oponenta. Otázky členů komise: - Jak je řešeno, že jednou se bere jedna vrstva a jednou dvě vrstvy? Zodpovězeno. - Nebude se gripper kroutit? Zodpovězeno. - Je řešena jen koncepce nebo jsou grippery řešeny i konstrukčně? Zodpovězeno. - Proč jste zvolil bězné průmyslové roboty a ne kolaborativní? Zodpovězeno. Student bez problémů odpověděl na otázky komise.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Production Machines, Systems and Robotics

Study programme

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

Composition of Committee

Ing. Tomáš Marek, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Vetiška, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Vlček (člen)
doc. Ing., Dipl.-Ing Michal Holub, Ph.D., FEng. (předseda)
Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Kolář, Ph.D. (místopředseda)

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

Úkolem studenta bylo virtuálně zprovoznit paletizační a depaletizační pracoviště. Práce začíná dobře zpracovanou rešerší zahrnující vše podstatné z řešené oblasti a správně využívá citace. Následuje rozbor, který popisuje a vymezuje navržené řešení. V návaznosti na to jsou pracoviště navržena. Obě navrhovaná konstrukční řešení pracovišť jsou vypracována detailně a poskytují skvělý základ pro reálnou realizaci. Práce pokračuje návrhem řízení a HMI, kde student správně navrhuje komunikaci, řídicí program a zapracovává i bezpečnostní prvky. Následuje virtuální zprovoznění, kde student ověřil správnou funkčnost řízení a simulace pracoviště. Na závěr je řešení ekonomicky zhodnoceno a jsou formulována doporučení pro praxi.

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

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

Diplomová práce se zabývala návrhem a virtuálním zprovozněním dvou robotických pracovišť určených pro poloautomatickou plnící linku na víno. V rešeršní části práce jsou uvedeny možnosti platizace zaměřené zejmnéna na využití robota. Dále je rešerše zaměřena na koncové efektory, virtuální zprovozňování a týkající se softwary, řídící systémy a bezpečnost robotických pracovišť. V následující kapitole jsou představeny obě pracoviště, která mají být řešeny pomocí robotické paže. V kapitole věnující se návrhu byly vybrány roboty s kontrolerem a vysvětlen výběr komponent pro uchopovací efektory. Dále je v práci řešeno řízení obou stanic včetně uživatelského rozhraní. Práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. 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
Topics for thesis defence:
  1. Jak by jste zabezpečil možný nežádoucí pohyb papírového prokladu při pádu do vyhrazeného prostoru?
  2. Jakým způsobem je změřena výška vrstvy lahví na paletě?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová