Master's Thesis

Virtual commissioning of robotic pallet labeling

Final Thesis 3.33 MB Appendix 209.56 MB

Author of thesis: Bc. Jan Krátký

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Mikuláš Szabari, Ph.D.

Reviewer: Ing. František Bradáč, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis deals with the design of a new control solution and the virtual commissioning of a robotic workstation for label application on pallets. The theoretical part of the thesis focuses on automated labeling and methods of virtual commissioning. The following section describes the analyzed workstation and its functions. The practical part focuses on the design of the control program for the PLC and the robot, the creation of a workstation model in the Roboguide simulation environment, and the integration of individual simulation tools. The solution also includes the design of a simple HMI for controlling the simulation and the emulation of peripheral devices. Based on these steps, virtual commissioning is carried out to verify the functionality of the proposed solution.

Keywords:

Robotic workstation simulation, robotic pallet labeling, virtual commissioning, PLC programming, Roboguide, TIA Portal

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Prezentace: - Obsah práce - Analýza pracoviště - Aplikační cyklus - Programové řešení - Scénáře - PLC - Robot - Virtuální zprovoznění - Limity - Zhodnocení a závěr Student seznámil členy komise s výsledky své práce a odpověděl na otázky oponenta. Otázky členů komise: - Co je etiketováno patela nebo obsah na ní? Zodpovězeno. - Jak funguje použitý gripper na etikety? Zodpovězeno. - Jaký je celkový čas cyklu etiketování a byl čas taktu virtuálně testován? Zodpovězen částečně. - K čemu slouží skener umístěný na gripperu? Zodpovězeno. - Bylo v řešení i různé natočení krabice na paletě? Zodpovězeno s drobnými nedostatky. - Jak se zjistí, že paleta je na místě pro aplikaci etikety? Zodpovězeno. - Toto pracoviště již existuje? Jaká je motivace této práce? Zodpovězeno. Student bez problémů odpověděl na otázky komise.

Language of thesis

Czech

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 robotické nalepování etiket. Práce začíná dobře zpracovanou rešerší zahrnující vše podstatné z řešené oblasti a správně využívá citace. Následuje analýza stávajícího řešení s popisem jednotlivých částí. Konec kapitoly je věnován variabilitě aplikace etiket. Práce pokračuje návrhem programového řešení, kde student prezentuje čtyři scénáře aplikace a její univerzálnost. Dále správně zpracovává oblast robota a PLC. V návaznosti na to je řešení virtuálně zprovozněno. Závěr práce je věnován zhodnocení a diskusi. Práce dosáhla požadované univerzálnosti a byla vypracována na vysoké úrovni.

Práce splnila všechny cíle zadání a hodnotím ji známkou A, výborně.
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.

Diplomová práce na téma Virtuální zprovoznění robotického nalepování etiket na paletu obsahuje v úvodní části rešerši způsobů identifikace produktů pomocí etiket, způsobů automatizace v etiketování a obecně jsou zde zpracovány oblasti univerzálního programování, principy výměny informací mezi zařízeními a principy virtuálního zprovoznění.

V další části autor provádí analýzu stávajícího pracoviště, které je pravděpodobně ve firmě aktuálně nabízeno. Nachází se zde schéma energetických, informačních a mechanických vztahů jednotlivých součástí na který navazuje analýza stávajícího aplikačního procesu a stávajícího programového řízení.

Vlastní řešení se nachází v kapitole 5. Zde jsou podrobně popsány tzv. aplikační scénáře etiket, které budou později využívány pro návrh pracoviště a zapracování do virtuálního zprovoznění. Zde bych měl připomínku ke scénáři C, kde je uváděno, že se u něj využívá točny, která otáčí paletu, ale tato točna není v modelech robotického pracoviště a ve videu virtuálního zprovoznění modelována.
Dále v kapitole je rozpracovávaná struktura řídicího programu PLC a programu robota. Program PLC je rozčleněn na několik funkčních bloků, které jsou definovány pro jednotlivé zařízení, aby byla zajištěna jejich jednoduchá výměna v návaznosti na konfiguraci stanice a tyto jsou společně řízeny funkčním blokem pro celé zařízení. Obdobný přístup je navržen pro řízení robota.

Poslední část předložené práce popisuje implementaci výše uvedené struktury do programových prostředí virtuálního zprovoznění, kde je použit pro PLC použit Siemens TIA Portal a pro řízení robota prostředí ROBOGUIDE od firmy FANUC.

Práci doplňuje závěr a v přílohách se nachází video dokládající zpracovanou simulaci.

Práci hodnotím kladně a doporučuji ji 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
Topics for thesis defence:
  1. Ve scénáři C je uvedeno a ve videu v simulaci je HMI tlačítko Otočit palety. Ovšem v modelu např. obr 14, případně u dopravníku na videu, žádný otočný stůl není. Jak tato rotace bude prováděna a jaké zařízení ho bude ovládat (PLC, controler robota) případně co bude zpracovávat signály od snímačů?
  2. V kapitole 6.3. je uvedeno, že pro propojení mezi simulací PLC a softwarem pro simulaci robota byly použity další dva programy. Zde bych se chtěl zeptat, zda nebylo možné použít např. PLCSIM Advanced a komunikovat např. přes OPC UA?
  3. Na obr. 15 je jeden z bloků pojmenován jak Control. Nikde v textu není uveden jeho popis. Prosil bych o vysvětlení, jakou činnost tento blok vykonává?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová