Einstieg in den Roboterbau

[i_make_it]

Hallo,
Maschinenbaustudent und keine praktische Erfahrung in Richtung Maschinenbau.
Heist das jetzt Du bist direkt vom Gyminasium ins Studium oder unterscheidest Du zwichen einer Metallausbildung und Maschbinenbau?

Roboter kann man ja unterschiedlich defineren.
Im Maschinenbau werden darunter üblicherweise Industrieroboter verstanden.
Im Hobbybereich sind es oft mobile autonome Roboter.

Die erste Entscheidung ist also wo soll es zuerst hingehen (Roboterarm oder mobiler Roboter)
Bei der Elektronik kann man sich zum Beispiel einmal an die Digitalelektronik rantasten und wenn man da etwas sattelfest ist in die Analogtechnik einsteigen.
Hilfreich ist da oft sich kleine Schaltungen für Hilfsmittel selbst zu bauen.
Z.B. einen Wechselblinker (astabile Kippstufe/Multivibrator) Da dann die Frequenz bis in den hörbaren Bereich verschieben indem man die Frequenzbestimmenden Kondensatoren und Wiederstände verändert (Piezosummer).
Dann kann man sich z.B. einen Durchgangsprüfer daraus bauen.

[Teckno]

Hallo
Danke für die schnelle Antwort. Ich war auf einem Gymnasium und habe wirklich keinerlei Erfahrung. Im Studium bin ich bis jetzt aber dennoch auf kein Fach gestoßen, wo sich Kollegen mit Praxiserfahrung signifikant leichter getan haben als ich, die Theorie im Studium scheint dann doch noch einmal etwas ganz anderes zu sein als die Praxis an sich. Ich hätte mir unter einem Roboter eigentlich beides vorgestellt. Anfangen würde ich aber derzeit eher mit einem Roboterarm. Und ich würde gerne gleichzeitig in den Modell/-Roboterbau und in die Elektronik einsteigen, wenn es aber besser ist die Elektronik an sich zuerst anzugehen, würde ich das ebenfalls machen. Da ich aber keine Ahnung von dem Ganzen habe, wüsste ich nicht was geeignete Bausätze wären. Da wäre ich über jeden Vorschlag dankbar.

LG Teckno

[Feuerring]

Hallo Teckno,

Ein Einstieg im Bereich Roboter ohne praktische Erfahrungen, ist schon nicht ohne ...

Als erstes brauchst Du ein genau definiertes Ziel, also ein Projekt mit entsprechender Beschreibung (Pflichten-Heft)

Dann solltest Du Dir überlegen ob du auf Bausätze / Module zurückgreifen möchtest oder alles selber machen möchtest ...
Ohne Löt-Erfahrungen und ohne Kenntnisse im Bereich Elektronik wird zweiteres so nicht zu einem Erfolg führen, da braucht man schon ein gewisses Maß an Erfahrungen.

Also bleiben nur Bausätze, wo man die Elektronik Komponenten möglichst nur zusammenstecken muss ...

[i_make_it]

Die Praxis nutzt später im Beruf unheimlich. Leider habe ich schon oft erlebt, das Praktiker mit Studium die besseren Ingeneure abgeben.
Das eine Praxissemester ist meist nicht ausreichend um sich genug Praxiswissen anzueignen.
Von daher ist es schon von vorteil wenn Du Dich jetzt schon mit Sachen befasst die im Studium vermutlich zu kurz kommen werden.
Einen Arm zu bauen, hat den Vorteil das viel Mechanik vorkommt.
Aber wie mein Vorredner schon schreibt, da muß man planvoll und systemtisch rangehen wenn es keine totgeburt werden soll.
Also am besten nach VDI 2221 und VDI 2222 vorgehen (wie halt im Maschinenbau üblich)

Ich rate Dir allerdings, einen Roboterarm als Langzeitprojekt zu betrachten.
Autonome Mobile Roboter sind vom Aufwand und vom Umfang eher besser geeignet dich in Elektronik, Sensortechnik, Regelungstechnik und Programmieren einzuarbeiten.

Den Anfang könnte z.B. ein analoger Lichtfolger/Linienfolger machen.
Bsp.:
http://www.realschule-tamm.de/filead...r__02_2012.pdf
Danach baut man das Verhalten mit einem Mikrokontroller als Steuerung nach.
Das Modell kann man dann um weitere Funktionen erweitern.
Z.B. Kollisionserkennung duch Bumper, Abstands-/Annäherungserkennung per IR(Sharp) oder US. (IR = Infrarot, US= Ultraschall), Odometrie (Positions- und Drehzahlregelung von Motoren).
So kann man auch in der Regelungstechnik mit Gradeausfahrt (Gantry Achse/Digitale Königswelle) und Kurvenfahrt (Bahnsteuerung über 2 Antriebe).
Bis hin zur Verortung und Kartierung zu wirklich komplexen Systemen vorstoßen.

Und das da gelernte kann man direkt im Studium und für die Entwicklung eines Roboterarms nutzen.

Man kann auch einen kleinen Roboterarm mit Modelbauservos bauen, aber mit Blick auf dein Studienziel rate ich davon ab.


Auch als Anfänger ist man nicht auf Bausätze angewiesen, grade hinsichtlich Deines Ziels mehr in die Elektronik einzutauchen kann das eher nach hinten losgehen.
Man hat ein von (hoffentlich) Fachleuten entwickeltes komplexes Fertigprodukt da wird das mit dem Verständniss nicht grade leichter.
Das ist dann eher so wie wenn man einem Erstklässler "Krieg und Frieden" oder "Faust" gibt um Lesen und Schreiben zu lernen.
Das Vorgehen mit dem ABC und einfachen Sätzen ist da doch besser.

Also einfache Teilschaltungen bauen, damit Rumexperimentieren und diese dann zu komplexeren Schaltungen vereinen.

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Nachtrag:

https://sites.google.com/site/bastel...ten-fue-kinder

Das wäre dann der erwähnte Durchgangsprüfer auf Basis eines Wechselblinkers.
Damit hat man dann sein erstes eigenes Prüfgerät und kann z.B. bei anderen Schaltungen prüfen ob Kurzschlüsse oder Unterbrechungen vorliegen.

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Noch ein Nachtrag -diesmal zu Motoren.

Wenn man nicht wie in dem PDF zum Lininefolger eine Untersetzung mit einem Gummiring machen will,
Sind Billigservos (5€ Modellbauservos z.B. von Conrad) immer dankbare Kanidaten.
Servos kann man auf 3 Arten nutzen.
Orginal (PWM Ansteuerung mit 180 bis 270° Stellweg)
Gehackt - ohne Potti (PWM Ansteuerung mit proportionaler Drehzahl)
Ausgeweidet - ohne Elektronik als DC Getriebemotor.
Anleitungen wie man das Poti gegen einen Spannungsteiler esetzt und den mechanischen Anschlag entfernt, gibt es haufenweise und ist für jeden der einen Nagel in ein Pfund Butter schlagen kann durchführbar.
Und die Elektronik komplett entferen und gegen zwei Drähte am Motor ersetzen ist jetzt auch nicht das riesen Problem.

Löten kann man ja vorher mal mit etwas Kabel (Litze) und einer Lochraster Platine üben.

[shedepe]

Hast du schon mal geschaut ob es bei euch an der Universität nicht eine Hochschulgruppe o.Ä gibt die sich mit Robotern beschäftigt. Von meiner Erfahrung her, kann man wenn man Zusammen mit Anderen an einen Roboter Projekt arbeitet sehr viel lernen. So konnte ich als Elektrotechniker z.B. so einiges über mechanische Konstruktionen lernen, aber auch schon so einigen Maschinenbauern diverse Details der Elektrotechnik näher bringen.

[HaWe]

egal ob du Maschinenbaustudent ohne praktische Erfahrung bist oder einfacher interessierter und ambitionierter Hobby-Bastler - es soll ja wohl für dich hauptsächlich zunächst ein Hobby sein und Spaß machen.

Wenn ich in diesem Zusammenhang in anderen Posts "Pflichtenheft" und "DIN-Normen" lese, könnte ich schon davonlaufen.
Gerade ohne direkte aktuelle berufliche Anbindung würde ich einfach mit handelsüblichen Roboter-Bausätzen anfangen, du musst nur wissen, dass Fahr-Roboter oder Roboterarme nicht aus dem Stegreif "schnell mal so" zu programmieren sind. Selbst einfachste Modelle brauchen eine Programmiersprache.
Ich bevorzuge C (das vereinfacht auch von Arduino genutzt wird), andere Python (was überwiegend auf Raspberrys läuft). Wieder andere Java oder C# (*schauder*).
In jedem Fall ist eine Programmiersprache kein Kinderkram, aber mit Arduino (C/C++ mit sehr einfacher Programmierumgebung) ist der Einstieg extremst leicht.

Wenn es ein Roboterarm sein soll, unterschätze auch die Mechanik nicht.
Aus aktuellem Anlass:
Es gibt von Arduino.org (der "Banzi-Linie") einen namens Arduino Braccio (ital. = Arm), der kostet 200-300 EUR. Das ist nicht billig, und es gibt auch noch billigere, die weniger können, aber der Vorteil ist wahrscheinlich schon die relativ einfache Arduino-Programmierung und dass der Bausatz darauf zugeschnitten ist.
s.z.B.: http://www.exp-tech.de/arduino-tinkerkit-braccio

Wenn du nicht weißt, ob dir Arduino zusagt, kauf dir erstmal ein Starterset für 20-30 EUR und mach erstmal ein paar Gehversuche (in English oder, teurer, in deutsch von Franzis / Conrad, dann aber 30-100 EUR, es sei denn gebraucht). Das, was du da über die Arduino-Programmierung und Sensor- und Motor-Schaltungen lernst, kannst du dann auch sinnvoll für Roboter-Sensorik verwenden.
s.z.B.: http://www.ebay.de/itm/Arduino-UNO-R...iedTbE7y5LJErQ

insb. hier das Uno Kit 8, Links lassen sich hier nicht speichern.

Roboterarm heißt allerdings: Digitaltechnik, was du an Multivibratoren etc. angesprochen hast, ist Analogtechnik: Es ist zwar absolut nicht verkehrt, davon was zu verstehen, auch davon gibt es Lern-Sets von Franzis bei Conrad für 10-20 EUR, aber extrem viel wirst du davon für Roboter nicht unbedingt benötigen.

s.z.B.: http://www.ebay.de/sch/Spielzeug/220...er&rt=nc&_udlo



Tipp, wenn du dir einen Arduino-Klon kaufst:
sieh zu, dass er vom Typ R3 U16 ist, nicht ch340/341, da haben viele Anfänger Treiber-Probleme.

[Feuerring]

Wenn ich in diesem Zusammenhang in anderen Posts "Pflichtenheft" und "DIN-Normen" lese, könnte ich schon davonlaufen.

Ein Projekt ohne Ziel (auslisten der zu Zukünftigen Funktionen ... Pflichtenheft ) ist auch als Hobby-Projekt, dann aber eher ein Planloses Vorhaben ...
Man muss es ja nicht nach DIN aufschreiben, ein Gedankliche Zusammenfassung reicht da auch ...

Man muss sich doch vorher mal Gedanken machen was man erreichen möchte, dann kann man mit Detail-Planungen und Umsetzung anfangen.