Bachelor's Thesis

Robotization of workpiece change of machine tools

Final Thesis 6.84 MB Appendix 7.19 MB

Author of thesis: Petr Kubíček

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jan Vetiška, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Radek Knoflíček, Dr.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the conceptual design of a robotic workstation for automated workpiece exchange on a three-axis CNC milling machine. The goal of the thesis is to achieve higher production autonomy by eliminating the human factor in workpiece handling. The work addresses the system layout of the cell, the integration of handling equipment, and the development of technical hardware for automatic workpiece clamping. The structural design includes an end effector with an integrated cleaning system, a stationary re-gripping station for changing the part orientation, and a high-capacity magazine for long-term unattended operation.

Keywords:

robotization, automation, CNC machine tool, industrial robot, end effector, parallel gripper, automatic clamping, matrix magazine, re-gripping station

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Študent zoznamuje komisiu s témou práce, rozoberá jej ciele a problematiku. Prechádza k analýze problematiky a prezentuje svoje výsledky. Dochádza k prečítaniu posudku oponenta a vedúceho práce. Nasledujú otázky oponenta. Študent odpovedá na tri otázky oponenta. Komisia doplňuje otázky oponenta, a to: Prečo v práci používate legislatívu Slovenskej republiky? Zodpovedanie otázky: čiastočne. Čím je poháňaný koncový efektor? Podľa akej normy ho riešite? Zodpovedanie otázky: áno. Ako uvažujete s prístupom operátora k pracovisku? Zodpovedanie otázky: áno.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Quality, Reliability and Safety (KSB)

Composition of Committee

Ing. Aleš Polzer, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Róbert Jankových, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Blecha, Ph.D., FEng. (místopředseda)
Ing. Tomáš Marek, Ph.D. (člen)
Ing. Vendula Sámelová, Ph.D. (člen)
Ing. Luboš Kotek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jan Vetiška, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá konceptuálním návrhem robotizovaného pracoviště pro výměnu obrobků u CNC frézky a splňuje cíle stanovené zadáním. Student postupoval systematicky, prokázal dobrou orientaci v oblasti automatizace a dokázal vhodně propojit rešeršní část se systémovým rozborem. Návrh pracoviště je zpracován přehledně, s důrazem na funkční logiku, bezpečnostní požadavky a technickou proveditelnost.

Student pracoval samostatně, průběžně konzultoval jednotlivé kroky řešení a reagoval na připomínky vedoucího. Text je srozumitelný, struktura práce vyvážená a celek odpovídá požadavkům na bakalářskou práci. Pravopisná a stylistická úroveň práce je velmi dobrá. Práci doporučuji 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 B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory B
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

K obhajobě předložená BP se týká návrhu robotizace výměny obrobků na obráběcích strojích, která může být vnímána jako klíčová součást moderní automatizace v rámci konceptu Průmyslu 4.0. BP se pokouší o reálné dosažení předem určených cílů zadání zvýšit produktivitu, snížit prostoje a omezit závislost na obsluze člověkem. Bylo poměrně úspěšně dosaženo návrhu koncepce a implementace robotu k obráběcímu centru, schopného přesné manipulace a synchronizace s řídicím systémem obráběcího stroje (OS), se zajištěním maximální bezpečnosti provozu, vše v souladu s platnými normami. Navržené řešení robotizace OS eliminuje riziko kolizí, chybné manipulace a ohrožení obsluhy, a zároveň umožňuje flexibilní přizpůsobení různým typům obrobků. Bezpečnostní aspekty doplňuje nutnost ekonomické efektivity, vysoké spolehlivosti a integrace senzorů pro kontrolu polohy a detekci chyb, v souladu s požadavky na automatizaci, bezpečnost práce a efektivitu výroby, což je velmi dobře prokázáno analýzou rizik, podle všeho vypracované nad rámec zadání BP.

Formální nedostatek je pouze jeden, v kapitole poděkování je prázdná část.

Připomínky k obsahu v podstatě nejsou žádné, až na poněkud neobratné vyjadřování se k dílčí problematice, například, cituji: .. Výsledný konceptuální návrh robotizovaného pracoviště.... Je to návrh koncepce technicko-technologického řešení. Konceptuální návrh je obvykle používán v umění. Na FSI jsme v oblasti konstrukce a projekce a podobně, kdy je žádoucí používat přesnější a nezavádějící vyjádření. 

Závěr: BP představuje velmi dobré až výborné vyřešení tří dílčích cílů. BP má spíše rozsah diplomové práce, je poměrně zajímavá, kdy je patrný a zřejmý zájem bakalanta o automatizaci výrobních procesů a jejich propojení s reálnou praxí konstruktéra nebo projektanta robotizovaných pracovišť. Pouze čtivost z odborného hlediska poněkud narušují méně vhodné používané termíny. Omluvou nechť je skutečnost, že bakalant ještě není studentem MGRSP se zaměřením na robotiky. 

BP doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory B
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. V BP se na straně 21 zmiňujete o robotických manipulátorech. Oponent má za to, že je buď robot nebo manipulátor. Mohl by jste spojení svou slov, vytvářejících jistou nadbytečnost postrádající smysl, blíže objasnit?
  2. Na straně 35 píšete o Systémovém rozboru. Není to však to, o čem píšete. Popsal jste jen stávající řešení a očekávaný stav. Co je to systémový rozbor v pravém slova smyslu?
  3. Na straně 49 píšete, cituji: ....Pro realizaci manipulačních cyklů v rámci robotizované buňky je zvolen šestiosý průmyslový kloubový robot ABB IRB 1200 ve specifické variantě 7/0.7 BTM. Volba tohoto konkrétního manipulátoru vychází z.... Není zjevná příčina míchát dva navzájem rozdílné pojmy vedle sebe. IRB 1200 je robot, nikoliv manipulátor. Popište technickými kritérii, jak se liší robot od manipulátoru.

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová