Bachelor's Thesis

Design and manufacture of a rotary fixture for cutting and engraving

Final Thesis 1.3 MB

Author of thesis: Pavel Tkadleček

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jaromír Dvořák, Ph.D.

Reviewer: Ing. Milan Kalivoda

Abstract:

This bachelor’s thesis deals with the design and implementation of a rotary axis for laser engraving of cylindrical objects. The introductory section provides a review of existing rotary fixtures and the design solutions used. Based on the findings, a custom design for a rotary axis intended for use with a laser engraver was developed. The thesis includes the design of individual components, the manufacture of the device, and its subsequent commissioning. The functionality and accuracy of the rotary axis were verified through practical engraving tests. The conclusion of the thesis presents a technical and economic evaluation of the proposed solution and outlines possibilities for further design improvements to the device.

Keywords:

laser, engraving, laser cutting, rotary axis

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Bakalář seznámil komisi s obsahem a výsledky své bakalářské práce a zodpověděl otázky vedoucího, oponenta a dalších členů komise: V průběhu obhajoby byly zodpovězeny následující doplňující otázky: 1. Bylo zařízení ověřeno v praxi? zodpovězeno 2. Jaký je materiál válečku? zodpovězeno 3. Jak bude gravírována sklenička s uchem? zodpovězeno Otázky členů komise byly zodpovězeny.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

prof. Ing. Josef Sedlák, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Robert Čep, Ph.D., FEng., dr. h. c. (místopředseda)
doc. Ing. Mário Drbúl, PhD (člen)
doc. Ing. Martin Novák, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Jaroš, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Kratochvíl, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Binder, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jaromír Dvořák, Ph.D.

Bakalářská práce je zdařilá a prakticky orientovaná. Jejím cílem bylo navrhnout, vyrobit a otestovat rotační přípravek pro laserové gravírování. Student postupoval systematicky – od rešerše existujících řešení přes návrh konstrukce až po výrobu a experimentální ověření funkčnosti. Konstrukce je jednoduchá, levná a přitom plně funkční, což výrazně zvyšuje její praktickou využitelnost. Oceňuji zejména provedené technické výpočty a také experimentální testování, které prokazuje přesnost zařízení s odchylkou pod 1 %. Práce je přehledně strukturovaná, stylisticky kvalitní a dobře čitelná. Student rovněž identifikoval slabá místa konstrukce a navrhl realistická zlepšení, což svědčí o dobrém technickém uvažování. Určitou slabinou je práce s literaturou, která je založena převážně na webových zdrojích, a méně rozvinutá analýza přesnosti a opakovatelnosti měření. Přesto lze práci hodnotit jako velmi zdařilou, splňující všechny požadavky zadání a přinášející prakticky využitelný výsledek. Student pracoval samostatně a dílčí problémy konzultoval. Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením B.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
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 C
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Milan Kalivoda

Myšlenku v zadání tématu, tj. realizovat rotační osu při gravírování, autor rozpracoval přehledně. Formou uvozujících rešerší v kapitolách si připravil potřebné zázemí, připojil i část ze své soukromé praxe. Rotační osu ze strojařského pohledu na celou sestavu zařízení zvládnul. Obecnou úvahou, kdy zahrnuje či komentuje i nemožné případy, se rozhodnul pro řešení pomocí rotačních válečků volně unášejících gravírovaný předmět třecí silou a ne pro pevné upnutí předmětu v rotačním upínači. Tento směr je doložen základními výpočty. Potřebné moduly pro sestavu zařízení nejdříve vytipoval jako polotovary dostupné na běžném trhu, výběr zúžil a technicky vyhodnotil a důležitá etapa bylo jejich oživení. Zde se to týká více oblasti elektrotechniky. Při kompletování navrhnul i několik motážních a fixovacích prvků, které nemusely být kovové, takže se využila cesta 3D tisku z plastu. Prvotní praktické zkoušky vyrobeného prototypu umožnily i částečné zjednodušení původně uvažované konstrukce, což lze považovat za kladnou stránku autorova přístupu k řešené problematice. Další testování funkčnosti už jen potvrdilo autorův záměr. Proto i v kapitole se stručným technicko-ekonomickým vyhodnocením doporučuje používat vyrobené zařízení ve středně náročných podmínkách, kam nepatří profesionální průmyslové využití. Pro možnost rozšíření využití navrhuje autor doplňková vylepšení, která již nejsou podrobně předmětem tohoto tématu. Proto lze z celkového pohledu považovat předložené dílo i tak za zdařilé a užitečné.
Při posouzení formátu odevzdaného souboru PDF se vyskytuje několik typografických nepřesností či překlepů, jako je umístění legendy u obrázků, nevhodný tvar složených jednotek, výpočtové rovnice uvádět v techničtějším formátu, apod.
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 B
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. Pohovořte o laserové jednotce, která je vhodná k řešené rotační ose, aby gravírování neselhávalo, viz obr. 19. Strojařinu zde vysoce doplňují principy digitální elektrotechniky.
  2. Dejme tomu, že zkusíte v testovacím řežimu gravírovat kuželové předměty. Jaké by byly Vaše závěry, když by určitá kuželovitost ještě prošla.
  3. Jaké případné bezpečnostní zásady je potřebné dodržovat při používání Vašeho vyrobeného zařízení, tj. v amatérském prostředí versus v mírně profesionálním stavu.

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová