Ein Ziel der LEGO-Roboter-Wettbewerbe und der Roboterprojekte ist es, die Studierenden schon zu Beginn des Studiums mit einigen Aspekten von CAD-Systemen in Kontakt zu bringen. Durch die Zusammenarbeit mit der Firma BCT Technology AG sind die für LEGO-Konstruktionen nötigen Teile für die professionellen CAD-Systeme Unigraphics und Solid Edge verfügbar gemacht worden. Diese CAD-Systeme stehen den Studierenden der Fachhochschule Offenburg im CAD-Zentrum bereit.
Für diejenigen, die keinen Zugang zu den genannten CAD-Systemen haben, wird im letzten Abschnitt auf ein frei verfügbares Zeichenprogramm (MLCAD, LDraw) für LEGO-Konstruktionen verwiesen.

groß

Mit Hilfe des Unigraphics 3D-CAD-Systems hat Oliver Oehler diesen Mastermind spielenden Greifarmroboter vollständig in seiner Diplomarbeit "Entwicklung, Konstruktion und mechanischer Aufbau einer steuerbaren Anlage auf Basis von LEGO" entworfen. Der Greifarmroboter umfasst circa 1300 Einzelteile. Seine Aufgabe ist es, verschiedenfarbige Tischtennisbälle, die die Mastermind-Stifte repräsentieren, aus einem Ballspeicher auf die Ratepositionen zu heben.

groß

Der Greifarmroboter ist in einzelne "Unterbaugruppen" aufgeteilt: Grundgestell, Haupt-Drehgelenk, Pneumatik-Einheit, Kompressor, Schulterantrieb, Oberarm, Unterarm und Greifer. Der Roboter selbst stellt dann eine "Oberbaugruppe" dar.
In jeder Baugruppe sind die LEGO-Teile der BCT-Teilebibliothek (siehe unten) verbaut. Die Teilebibliothek basiert auf einer Sammlung wiederkehrender Formelemente ("Features"), wie z. B. den Noppen oder Steine-Grundkörpern. Da es teilweise ähnliche Features gibt, sind diese zu Feature-Familien, wie beispielsweise die verschiedenen Noppenformen, zusammengefasst.

Broschüre über Unigraphics: "Unigraphics Total Product Engineering" - unigraphics.pdf (Englisch 435 kB)
Produktübersicht Unigraphics: "Das CAD/CAE/CAM/PDM-System für mehr Produktivität" - produktuebersicht_ug (Deutsch 2,0 MB)
"Unigraphics V16: Meilenstein in der Produktentwicklung", Artikel aus CAD/CAM REPORT Nr. 10, 1999 - ug_v16.pdf (Deutsch 816 kB)

Links: www.unigraphics.com, www.ugsolutions.de, www.ugsolutions.ch, www.uguser-europe.de

groß

Das Softwarehaus BCT Technology AG entwickelt intelligente Standardisierungslösungen, die dem Ingenieur die Produktentwicklung im CAD/CAM-Bereich erleichtern und wertvolle Zeit beim Konstruktionsprozess einsparen.
Die Baukastenstruktur des LEGO-Spielsystems verdeutlicht die Philosophie intelligenter Standardisierungslösungen auf eindrückliche Weise: sechs gleichfarbige Achtnoppensteine können z. B. auf 102981500 verschiedene Arten zusammengesteckt werden. Verwendet man verschiedene Farben, ergeben sich noch viel mehr Kombinationsmöglichkeiten ...

groß

Der PE Designer von BCT verwaltet die verschiedenen UDFs ("User Defined Features") wie z. B. einen Hohlquader oder die Zylinderwand hohler Noppen. Diese Features sind parametrisierte Formelemente. So kann beispielsweise die Länge, Breite oder Höhe des Hohlquaders auf verschiedene Werte eingestellt werden, um die verschiedenen Größen von LEGOsteinen zu erzeugen. Ein LEGOteil, wie z. B. der Lochstein, wird dann durch Zusammenfügen oder Abziehen verschiedener Feature-Elemente zusammengesetzt. Die Gesamtheit der LEGOteile wird im 3D-Pool verwaltet.

Produktbroschüre für iECS: "iEngineering Component Solution iECS" IECSD.pdf (Deutsch 3,9 MB)

Link: www.bct-technology.com

groß

Solid Edge verbindet in einfacher Weise 3D-CAD-Arbeitsweisen mit herkömmlichen 2D-CAD-Techniken. Übungsbeispiele, Lernprogramme und eine Online-Dokumentation sorgen dafür, dass die 3D-Modellierung in kurzer Zeit und im Selbststudium erlernt werden kann. In einer speziellen Hochschulversion steht es für eigene Arbeiten für CAD-Kurse - und somit auch für die Roboterkonstruktionen - den Studierenden zur Verfügung. Die LEGO-Teilebibliothek ist z. T. in Solid Edge erstellt worden und zum anderen Teil aus der BCT-Teilebibliothek für Unigraphics abgeleitet.

groß

Als erster mobiler Roboter wurde der "Artifical Scarabeus Brickmaster" vollständig mit Hilfe von Solid Edge im CAD-System nachgebaut. Sich ähnelnde LEGOteile sind als Bauteilfamilien von einem parametrisierten Masterteil abgeleitet. Untereinheiten des Roboters sind zu Baugruppen zusammengefasst.
2D-Zeichungen von einzelnen Bausteinen ließen sich schnell und einfach auf der Grundlage der 3D-Teile erstellen. Der gezeigte Roboter wurde von einem CAD-Novizen einschließlich der Modellierung von ca. 30% der Teile in vier Wochen erlernt.

Produktbroschüre: "Solid Edge: Design it right the first time" - SolidEdge.pdf (Englisch 182 kB)
Produktbroschüre: "Solid Edge der einfache Weg zu 3D-CAD" - se_produktebroschuere.pdf (Deutsch 1,6 MB)
Broschüre: "Solid Edge Fallstudien - Anwender berichten" - SE_Fallbeispiele.pdf (Englisch 876 kB)

Link: www.solidedge.com

Mit MLCAD und LDraw liegen im Augenblick noch keine einschlägigen Erfahrungen vor.
Link: www.ldraw.org

Ansprechpartner: Prof. Dr. Michael Wülker (FHO.Roboter@fh-offenburg.de)                                    © Fachhochschule Offenburg 2002