- Titel
- Entwicklung eines Microcontroller gesteuerten mehrachsigen Roboterarms
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:l189-qucosa2-976904
- Datum der Einreichung
- 01.06.2025
- Abstract (DE)
- Diese Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines mehrachsigen Roboterarms, der speziell f¨ur die Anwendung in studentischen Projekten entwickelt wurde. Es soll ein sehr effizientes, kostengünstiges, und funktionelles System entstehen, das als Lernplattform für zukünftige Studenten dienen kann, um einen Einstieg in die Steuerung und Programmierung zu ermöglichen. Der Roboterarm basiert auf einem Entwicklungsboard von MikroElektronika mit einem programmierbaren Mikrocontroller (MCU) vom Typ PIC18F87J50. Gesteuert wird das System mit einer entwickelten Programmiersprache, die eine einfache und effiziente Steuerung des Roboters ermöglicht. Der Roboterarm wird sequenzielle Bewegungen ausf¨uhren, insbesondere bei Pick-and-Place (PnP) Aufgaben. Das System hat sowohl Schrittmotoren als auch Servomotoren, die für die Bewegung des Roboters entscheidend sind, sowie weitere elektrische Komponenten. Dadurch erhalten die Studierenden eine fundierte Vorstellung, wie jede Komponente programmiert wird. Die Konstruktion des Roboterarms wird unter Berücksichtigung von Ressourcen Verfügbarkeit entwickelt. Es ist geplant, je nach Verfügbarkeit eine Kombination aus verschiedenen Materialien wie Metall, Holz und 3D-gedruckten Komponenten einzusetzen, um eine Balance zwischen Stabilität, Masse und Kosteneffizienz zu erreichen. DesWeiteren soll der Roboterarm die Integration eines Sicherheitskonzepts enthalten. Dieses wird entwickelt, um die Sicherheit der Nutzer während des Betriebs zu gewährleisten und Risiken durch mechanische oder elektronische Fehlfunktionen zu minimieren. Abschließend soll der Roboterarm ein Beispiel f¨ur eine praxisorientierte Entwicklung sein, die wissenschaftlich orientiert ist und das Know-how verbessert. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Verbindung von Theorie und praktischer Anwendung und dem Verständnis der Grundlagen der Robotik.
- Freie Schlagwörter (DE)
- Robotik- EasyPic- PWM- CAD- Programmierung-Motor
- Den akademischen Grad verleihende / prüfende Institution
- Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig, Leipzig
- Version / Begutachtungsstatus
- angenommene Version / Postprint / Autorenversion
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:l189-qucosa2-976904
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 26.06.2025
- Dokumenttyp
- Masterarbeit / Staatsexamensarbeit
- Sprache des Dokumentes
- Deutsch
- Lizenz / Rechtehinweis
CC BY 4.0- Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis VII Tabellenverzeichnis IX Symbolverzeichnis X 1 Einleitung 1 2 Entwicklerboard 2 3 MikroBasic Pro für PIC 3 4 Anforderung des Systems 4 5 Systembeschreibung 6 5.1 Konzept des idealen Systems 6 5.2 Technische und physikalische Widersprüche im System 7 5.3 Schematische Darstellung des Roboterarms 9 6 Systementwurf 13 6.1 Technologieauswahl 13 6.2 Model des Roboterarms 15 6.2.1 Stationäre Roboter 15 6.2.2 Mobile Roboter 18 6.2.3 Service-Roboter 18 6.3 Vor- und Nachteile der Komponenten 18 6.3.1 Servomotor 18 6.3.2 Schrittmotor 19 6.3.3 Endeffektor 23 6.4 Auswahl der Komponenten 24 6.4.1 Motor f¨ur die 1. Achse - Rotation 24 6.4.2 Motor für das 2. Achse -Translation 26 6.4.3 Motor für das 3. Achse - Vertikal Translation 28 6.4.4 Endeffektor 29 7 Ausgeschlossene Technologiealternativen 31 8 Anschluss und Schaltplan 32 8.0.1 Anschluss 32 8.0.2 Stromversorgung 33 8.0.3 Stromverbrauch und Leistung 33 9 Signalverarbeitung und Ablaufsteuerung 36 9.1 Servo Motor 36 9.2 Schrittmotor 39 10 Konstruktion 41 10.1 1. Bauteil 41 10.2 2. Bauteil 43 10.3 3. Bauteil 45 10.4 Endeffektor 46 10.5 Perspektiven für die Optimierung und Erweiterung des Systems 47 11 Praktikumsanleitung 49 11.1 Einleitung 49 11.2 Inbetriebnahme 50 11.3 Aufgaben 50 11.3.1 Schrittmotor 50 11.3.2 Servomotor und Elektromagnet 54 12 Zusammenfassung 56 Literaturverzeichnis 57 Eidesstattliche Erklärung 59