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Roboter haben maßgeblichen Anteil an automatisierten mechanischen Prozessen. Sie „arbeiten“ zuverlässig, oft rund um die Uhr und sind flexibel einsetzbar. In unserem Ratgeber erfahren Sie, welche Arten von Robotern es gibt und wie Sie die Robotik in Ihrem Betrieb nutzen können.

 

 

Wissenswertes zu Roboter Bausätzen

Typen und Bauarten von Roboterbausätzen

An dieser Stelle soll es weder um menschenähnliche Roboter noch um massive Industrieroboter gehen, deren Anschaffung sechs- oder gar siebenstellige Budgets erfordert. Wir sprechen über verschiedene Arten kleiner autonomer Roboter und Roboterbausätze, die durchaus zu praktischer Arbeit fähig und erschwinglich sind.

Kleine Industrieroboter

Kleine Industrieroboter sind die Klassiker in der automatisierten Fertigung: Über mehrere Achsen gesteuert und mit verschiedenen Effektoren wie Greifern oder Werkzeugen ausgestattet, können sie gleichförmige Bewegungen immer und immer wieder präzise ausführen. Die Anweisungen erhalten sie meist entweder durch ein sogenanntes Teach-In oder per alphanumerischer Programmierung. Teach-In bedeutet, dass der Roboter in eine Art „Aufnahmemodus“ versetzt wird und manuell gesetzte Positionen abspeichert. Das wird so lange fortgeführt, bis der gewünschte Arbeitszyklus beendet ist.

Programmieren lassen sich kleine Industrieroboter in der Regel über eigens entwickelte und leicht erlernbare Hochsprachen, daneben gibt es Ausführungen, die mit der Programmiersprache „C“ gesteuert werden können. Vorteil der Programmierung: Der Code lässt sich leicht ändern und dokumentieren. Mithilfe eines integrierten USB-Programmers beispielsweise kann das Programm eingespielt werden.

Beide Verfahren verlangen eine Verbindung zu einem Rechner, in diesem Fall ein normaler PC. Der Anschluss kann über ein USB-Kabel oder drahtlos per WLAN oder Bluetooth erfolgen.

Wie ihre großen Verwandten bestehen kleine Industrieroboter im Wesentlichen aus einem über mehrere Achsen gesteuerten Greifarm. Daran können unterschiedliche Effektoren installiert werden, unter anderem solche, die mit Unterdruck arbeiten. So lassen sich problemlos Objekte mit glatten Oberflächen ansaugen und bewegen. Eine weitere Ähnlichkeit: Auch kleine Industrieroboter müssen während des Betriebs ortsfest installiert sein. Nur so ist es möglich, angelernte oder programmierte Bewegungsabläufe kontinuierlich und präzise auszuführen.
 

Mobile Roboter

Abgesehen von typischen Spielzeugrobotern, die über die Tischplatte krabbeln können und dabei Geräusche abgeben, existieren durchaus leistungsfähige und dennoch preiswerte mobile Roboter. Sie dienen beispielsweise zur routinemäßigen Inspektion von Kabelschächten oder als kleine Flurförderfahrzeuge. Allen gemeinsam ist ihre Anatomie und ihre große Beweglichkeit unabhängig von der sonst üblichen Fernsteuerung. Um ihren vielfältigen Aufgaben gerecht zu werden, benötigen mobile Roboter drei technische Grundvoraussetzungen: Motoren, Sensoren und eine „lokale Intelligenz“. Letztere kann bereits eingebaut sein, wird aber meist separat installiert, beispielsweise über Entwicklungsboards wie Arduino oder Raspberry Pi. Diese Boards verfügen über einen eigenen, frei programmierbaren Prozessor, Arbeitsspeicher und Anschlussmöglichkeiten für die Stromversorgung sowie wahlweise ein Display.

Die wichtigsten Schnittstellen dienen allerdings zum Anschluss von Sensoren oder Tastern. So ist es beispielsweise möglich, einen mobilen Roboter so zu programmieren, dass er immer auf eine sich in Bewegung befindliche Lichtquelle zusteuert. Er kann automatisch einer Markierung auf dem Boden oder einem akustischen Signal folgen, bei Berührung in die entgegengesetzte Richtung fahren und sogar Kontakt mit seinesgleichen aufnehmen. Der Fantasie sind quasi keine Grenzen gesetzt.

Neben einem Mikrocontroller zur Steuerung müssen mobile Roboter für den professionellen Einsatz über starke und zuverlässige Motoren verfügen. Als Fortbewegungsmethode hat sich der Kettenantrieb durchgesetzt. Die Vorteile liegen auf der Hand: Diese Antriebsart ist viel geländegängiger als ein Antrieb mit vier einzelnen Rädern und bringt Bagger, Pistenraupen oder Schneemobile fast überall hin. Alternativ zum Kettenantrieb bietet sich eine sechsrädrige Ausführung an. Hier ist jedes Rad einzeln und weit durchfedernd verbaut und besitzt zudem einen eigenen Elektromotor. In der Regel werden solche Fahrgestelle ohne weiteres Zubehör verkauft und bestehen lediglich aus der Antriebsplattform, auf die verschiedene Sensoren und Controller befestigt werden können.

Darauf sollten Sie beim Roboterkauf achten

Die wichtigsten Fragen sind natürlich: Was wollen Sie mit Ihrem eigenen Roboter machen? Soll er lediglich als Demonstrations- oder Studienobjekt dienen oder möchten Sie ihn produktiv beschäftigen? Ist letzteres der Fall, kommen eigentlich nur die beiden oben genannten Typen in Betracht. Einerseits muss die mechanische Stabilität gewährleistet sein, andererseits spielt die Flexibilität bei der Ausstattung und Programmierung eine wichtige Rolle.

FAQ – häufig gestellte Fragen

Gibt es kleine Industrieroboter, die mehr können als nur Objekte zu manipulieren?

Ja, die gibt es tatsächlich. Und zwar einfach deshalb, weil der Greifarm eines Industrieroboters in der Regel über zwei oder mehr Achsen gesteuert wird. Diese Achsensteuerung lässt sich bei manchen Modellen umfunktionieren oder ist bereits betriebsfertig konstruiert. So existiert ein Roboter-Bausatz, an dessen Greifarm ein 3D-Druckmodul oder ein Schreibgerät angesetzt werden kann.


Ich interessiere mich für einen sechsrädrigen mobilen Roboter. Gibt es dazu bereits fertige Steuerplatinen zu kaufen?

Empfehlenswert ist an dieser Stelle ein entsprechendes Ansteuerungsmodul. Es enthält alle notwendigen Komponenten für die Steuerung der Radmotoren und für die Sensorik. So sind beispielsweise ein Berührungsschalter, ein USB/Funkadapter, Licht- und Infrarotsensoren sowie die Software zur Programmierung Bestandteile solcher Sets.
 

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