Ústav technicko-technologický Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Tematické okruhy pro Státní závěrečnou zkoušku Magisterské studium – studijní program: Strojírenství Platí pro doporučené studijní plány: DP_NSTR_P_č.1 Název SZZ: Zaměření I.: Procesní a konstrukční strojírenství Tematické okruhy pro Státní závěrečnou zkoušku Studijní program: Strojírenství Název SZZ: Zaměření I.: Procesní a konstrukční strojírenství Prerekvizity k SZZ: Stroje a zařízení pro automatizaci výrobních procesů Roboty a manipulátory Materiály v současné průmyslové praxi Schválil garant programu: prof. Ing. Jan Valíček, Ph.D. Podpis: Datum vydání 1. 2. 2023 Platnost od: AR 2022/2023 Platnost do: odvolání Tematické okruhy Roboty a manipulátory Okruh č. 1: Sférický pohyb tělesa. Otázka č. 1: Vysvětlete pojem kinematická dvojice, popište dominantní kinematickou realizaci robotického kloubu. Vysvětlete postup při zavádění setrvačných silových účinků do matematického modelu popisujícího úlohy kinetostatiky průmyslových robotů a manipulátorů. Okruh č. 2: Obecný prostorový pohyb tělesa. Otázka č. 2: Popište metodu základního rozkladu obecného prostorového pohybu tělesa. Vysvětlete postup při sestavování pohybové rovnice v úlohách vlastní dynamiky. Okruh č. 3: Současné pohyby tělesa. Otázka č. 3: Vysvětlete použití Lagrangeových rovnic k sestavování pohybových rovnic při současných pohybech tělesa. Okruh č. 4: Pohony průmyslových robotů. Otázka č. 4: Uveďte přehled pohonů průmyslových robotů se základními charakteristikami. Okruh č. 5: Převody průmyslových robotů. Otázka č. 5: Uveďte přehled převodů používaných v průmyslových robotech. Okruh č. 6: Stavebnicové a integrované provedení robota. Otázka č. 6: Popište a porovnejte stavebnicové a integrované provedení robota. Okruh č. 7: Senzorické systémy robotů. Otázka č. 7: Vysvětlete pojem adaptivní robot. Popište jeho hlavní části. Popište funkci a složení Smart senzoru. Uveďte přehled senzorů dle použití a principu fungování. Okruh č. 8: Koncové efektory robotů. Otázka č. 8: Uveďte rozdělení a popište účel a funkci koncových efektorů průmyslových robotů a manipulátorů. Okruh č. 9: Kolaborativní roboty. Otázka č. 9: Popište základní principy umělé inteligence a strojového učení v aplikaci na nasazení kolaborativních robotů. Okruh č. 10: Kybernetická bezpečnost. Otázka č. 10: Uveďte možné kybernetické hrozby a nutná bezpečnostní opatření při realizaci platformy I4.0. Stroje a zařízení pro automatizaci výrobních procesů Okruh č. 1: Pohonné jednotky. Otázka č. 1: Uveďte přehled pohonných jednotek se základními charakteristikami. Okruh č. 2: Jednotky pro přenos energie. Otázka č. 2: Uveďte přehled jednotek pro přenos energie mechanické struktury se základními charakteristikami. Okruh č. 3: Senzory. Otázka č. 3: Uveďte přehled senzorů z hlediska principu a oblasti použití. Vysvětlete pojem inteligentní senzor. Okruh č. 4: Elektrické řídící systémy. Otázka č. 4: Popište složení a funkci elektrických řídících systémů. Okruh č. 5: Hydraulické řídící systémy. Otázka č. 5: Popište složení a funkci hydraulických řídících systémů. Uveďte jejich výhody a nevýhody. Okruh č. 6: Pneumatické řídící systémy. Otázka č. 6: Popište složení a funkci pneumatických řídících systémů. Okruh č. 7: CNC řídící systémy. Otázka č. 7: Popište principy a funkci řídících systémů a HMI rozhraní CNC strojů. Okruh č. 8: Programovatelné automaty PLC. Otázka č. 8: Popište řídící systém tvořený programovatelným automatem a jeho programem a možné začlenění programovatelného automatu do systému řízení. Vysvětlete korelaci programovatelného automatu a rozvaděče. Okruh č. 9: Platforma I4.0 Otázka č. 9: Vysvětlete pojmy Industry 4.0, Iniciativa 4.0. Uveďte atributy kyberneticko-fyzikálních systémů Smart Factory. Okruh č. 10: Digitální dvojče Otázka č. 10: Vysvětlete pojmy digitální dvojče, digitální prototypování. Uveďte hlavní přínosy digitální výroby. Materiály v současné průmyslové praxi Okruh č. 1: Základní rozdělení materiálů v současné průmyslové praxi, jejich vlastnosti a kritéria pro výběr. Otázka č. 1: Objasněte vytvoření materiálové mapy, její druhy a vypovídací hodnoty těchto map. Okruh č. 2: Způsob označovaní materiálů ve strojírenství podle národních, evropských a světových norem. Otázka č. 2: Vysvětlete označování ocelí v kontextu s aplikovanou technologií jejich výroby a opracování. Okruh č. 3: Topografie a textura povrchu strojírenských součástí. Otázka č. 3: Komparujte výhody a nevýhody mechanických/dotykových a optických/bezkontaktních profilometrů užívaných v současné průmyslové praxi. Okruh č. 4: Současné trendy ve výrobě nových materiálů na bázi nanotechnologií. Otázka č. 4: Zdůvodněte využití nanotechnologií ve vybraných aplikačních oblastech: mikroelektronika, magnetismus, fotonika, MEMS/NEMS, biomedicína, environmentální aplikace. Okruh č. 5: Kovy a nekovy používané v současném automobilovém průmyslu. Otázka č. 5: Zhodnoťte současný stav použití kovových a nekovových materiálů v automobilovém průmyslu. Okruh č. 6: Polymery používané v současném strojírenském průmyslu. Otázka č. 6: Zdůvodněte použití polymerů jako konstrukčních materiálů. Okruh č. 7: Vysokopevnostní oceli a jejich zpracování s současném strojírenském průmyslu. Otázka č. 7: Vyjmenujte alternativní způsoby metody ochrany vysokopevnostních ocelí na základě moderních povlaků. Okruh č. 8: Konvenční procesy pro zpracování materiálů v současné průmyslové praxi. Otázka č. 8: Posuďte, které materiály jsou v současnosti využívány zejména pro obrábění CNC stroji. Okruh č. 9: Progresivní procesy pro zpracování materiálů v současné průmyslové praxi. Otázka č. 9: Popište, jak jsou opracovávány těžkoobrobitelné materiály v souvislosti s jejich významem pro výrobní stroje a pokročilou automatizaci. Okruh č. 10: Využití organických materiálů v moderní průmyslové praxi. Otázka č. 10: Uveďte základní aplikace organických materiálů v protikorozní ochraně a v elektronice.