WOBRA

Geschichte

Beginn :

An einem Wintermorgen im Jahre 1995/96 wurde in einer Vorlesung ein neuer "Kurzschluß", das Mitteilungsblatt der Elektrotechnik-Studenten der Universität Hannover, verteilt. Darin enthalten war die Ausschreibung für einen Kontruktionswettbewerb aller Studenten der UNI und FH-Hannover, welcher von den Jungmitgliedern des VDI / VDE organisiert werden sollte. Ich hatte schon etwas früher beiläufig davon erfahren; so stand schon nach wenigen Minuten fest, daß ich daran teilnehmen wollte. Es bedurfte auch nur wenig um meinen Kommilitionen Jörn dafür zu begeistern.

Zunächst war sogar angedacht zwei Teams zu melden, um so die Chancen auf den Sieg zu erhöhen. Dabei sollte auf das gleiche Grundkonzept für Steuerung und Antrieb zurückgegriffen werden und nur das Greifwerkzeug und damit die Wettkampf-Taktik variert werden. Dieser Plan mußte schon bald aufgegeben werden, da dies zeitlich nicht zu schaffen war und der Bau der einen Maschine, die natürlich nur ein reiner Prototyp war, schon genug Schwierigkeiten bereitete.

Die Planungsphase zog sich sehr lange hin, weil die genauen Wettkampfregeln lange nicht feststanden und so nur unterschiedliche Konzepte und Taktiken theoretisch überlegt und durchgespielt werden konnten. Der Einsatz eines Mikrokontrollers bot sich zwar aufgrund der festen Rahmenbedingungen an, aber das zur Verfügung stehende Board mit einem 8085 CPU von Jörn benötigte mit 300mA zuviel Strom und die Ansteuerungsmodule hätten sowieso noch gebaut werden müssen. So entschieden wir uns für ein rein analoges Steuerungskonzept, bei dem die einzelnen Schaltungsmodule und ihre Schnittstellen sehr exakt aufeinander abgestimmt werden mußten

Dann ging es endlich an den Bau: Bei der Mechanik wählten wir eine vollbewegliche Konstruktion, um so auch an alle Positionen der Wettkampfbahn zu gelangen. Dies erforderte natürlich einen größeren Aufwand bei den Antriebskomponenten sowie der Steuerung. Es wurden insgesamt 3 Servos (Greifwerkzeug, Greifarm und Ausgleichsgewicht) sowie 3 Permanentmotoren ( 1 Motor zum Heben-Senken des Greiferarmes und 2 Motoren für den Hauptantrieb) eingebaut, die über 5 analoge Kanäle gesteuert wurden.

Damit hofften wir ggf. auf besondere Varianten der Gegeners reagieren zu können, insbesondere hatten wir dabei an eine Zwischenlagerung der Zylinder auf dem unteren Balken gedacht;wo ein einfacher Greifer, wie z.B. JoLu535, nicht hinkamen.

Unerwartete Probleme traten schon bald bei den Servos auf, die einfach mit den großen Kräften und Trägheiten, insbesondere beim Greiferarm, nicht zurecht kamen. Diese rührten wohl von der zu einfachen internen Regelung der Servos her, denn bei jeder Bewegung des Armes geriet die gesamte Maschine in unkontrollierbare Schwingungen, die in keinster Weise zu stoppen waren. Wir fügten deshalb zusätzliche Dämpfer in Form einer Wäscheklammer-Konstruktion ein. Ferner hofften wir, daß durch die straffere Stahl-Seilkonstruktion an der Originalwettkampfbahn diese Probleme nicht mehr zu schwer stören würden; was sich dann auch später bestätigte.

Ebenso problematisch erwies sich der Hebe- und Senkantreib für den Greifarm, die Ursache hierfür lagen in den zu billigen Mechanikbauteilen. Der Rest funktionierte sonst soweit wie erwartet.

Probelauf :

Der erste Probelauf sollte eigentlich dazu dienen, die Funktionsfähigkeit auf der realen Anlage zu testen und eventuelle Unstimmigkeiten mit den theoretischen Angaben der Wettkampfbahn abzustimmen. Wie es aber so kommen mußte, endete dies im völligen Desaster. Denn nach dem Anschließen der im Wettkampf verwendten Verbindungskabel versagte die Steuerung von Wobra total. Bei Überprüfung mit unser eignen kurzen Verdrahtung lief Wobra wieder ganz normal. Es zeigte sich, daß bei einigen Anschlußkabeln eine falsche Verdrahtung vorlag. Aber auch bei den richtigen Kabeln fiel unsere Steuerung nach wie vor praktisch vollständig aus.

Meine Vermutung war, daß sich wegen der Pulsbreitensteuerung, die ja bei allen Steuerkanälen eingesetzt wurde, durch die langen und ungeschirmten Einzelkabeln es zu massiven EMV-Problemen aufgrund der hochfrequenten Anteile kam. An dieser Stelle kam uns unserer modularer Entwurf entgegen, denn wir konnnten so schnell die Module für die Pulsbreitenerzeugung direkt an die Maschine bauen und diese über die Steuerleitung mit den reinen Analogsignalen ansteuern. In der Nacht änderte ich also die gesamte Verdrahtung der Module in der Hoffnung, daß hier der Fehler lag; während Jörn die vorhandene mechanischen und geometrischen Unstimmigkeiten abstellte.

Dann am nächsten Tag der erneute Zusammenbau der Mechanik und Elektronik, und der erste Testlauf. Endlich gelang uns ein erster Transport unter Wettkampfbedingungen in den Auffangkorb. Doch die Freude währte nur kurz, denn bei den weiteren Tests brach zunächst das Getriebe des Servos für das Ausgleichsgewicht. Während Jörn nun schnell noch bei Conrad ein Ersatz-Servo kaufte, fing Wobra fast Feuer als ein Stromshunt, der ursprünglich für die Stromregelung vorgesehen war, aufgrund einer Motorblockade durchbrannte. Es stellte sich heraus, daß die Hauptantriebskette den Beschleunigungskräften auf Dauer nicht gewachsen war und sich deshalb langsam aber sicher ausdehnte und sich dadurch an den Zahnrädern verkeilte.

In dieser schweren Krise kam nun ein Konkurrent zum Testbetrieb, der seine einfache Konstruktion aufs Seil setzte und in aller Seelenruhe einen Zylinder nach dem anderen einsammelte. Wir hingegen mußten unsere Reste einsammeln und planten eine letzte Nachtschicht als Rettungsversuch, in der Jörn nochmals mit letzten Tricks Wobra zum Laufen brachte.

Am folgenden Wettkampftag schien nun alles soweit startklar, aber leider erlitt die Elektronik durch einen von mir verursachten Verpolungsfehler einen gewaltigen Schaden. Unsere Chance waren wieder auf Null gesunken; zum Glück war aber nur ein 2-fach OP zerstört, der noch durch das allerletzte Ersatzexemplar aus Jörn's Sammelkiste ersetzt werden konnte. So konnten wir nun doch noch nach Hannover aufbrechen und uns endlich um die Tatik kümmern.

Wettkampf :

Als wir nun im Lichthof der Uni Hannover in letzter Minute eintrafen, war dort schon Hochbetrieb. Von den neun gemeldeten Teams sind dann acht Teams einschließlich uns zum Wettkampf angetreten. Aufgrund der geringen Teilnehmerzahl konnte auf einen reinen KO-Wettkampf verzichtet werden, was für die jeweiligen Verliererteams natürlich nur einen kurzen Auftritt bedeutet hätte.

Es wurde eine Vorrunde mit 2 Gruppen, in der jedes Team zwei Kämpfe zu bestreiten hatte, durchgeführt und darauf die Endrunde mit Halbfinale und Finale.

Nachdem wir die Konkurrenz gesichtet hatten, von denen wir bis dahin ja nur einen vom Probelauf her kannten und von JoLu535 nur über Dritte etwas gehört hatten, machten wir uns nun doch einige Hoffnungen etwas zu erreichen.

Zunächst wurden noch alle Maschinen auf Einhaltung der Reglen begutachtet, dabei wurde bei uns eine zu lange Alustange, die aber ohne Funktion war, beanstandet. Da sich aber keine kleine Säge mehr auftreiben ließ, kniefen wir in letzter Minute die Stange mit einer alten Zange und roher Gewalt ab.

Eigentlich war ein Ziel unsere Maschine leicht zu bauen, um beim Bremsen und Beschleunigen geringe Massen zu bewegen; um so überraschter waren wir als Wobra beim Wiegen mit 3,8kg dicht an die Gewichtsbegrenzung von 4 Kilogramm kam. Dies lag an unserem riesigem Kondensator ( 55000uF(!!) ), der für eine zusätzliche Stabilisierung der Spannungen auf Wobra sorgen sollte. Bei den Zuschauern löste dieser langes Rätseln aus, und Jahre später noch konnten sich einige an diesen Riesen erinnern.

Das Los bestimmte uns im ersten Kampf gleich den schwersten Gegener JoLu535, welcher von zwei Kommilitonen aus meinem Semester im Rahmen einer Studienarbeit gebaut wurde. Jörn übernahm als erster die Lenkung, doch nach dem Start zeigte sich Wobra mehr als bockig und es gelang uns nicht einen Zylinder zu transportieren, was eine klare Niederlage zur Folge hatte. Die alten Probleme mit der Antriebskette waren wieder aufgetreten.

Im zweiten Kampf mußten wir nun schon gewinnen, um noch weiter zu kommen. Da ich doch noch schon etwas mehr Übung mit Wobra hatte, griff ich nun selbst zum Steuerpult. Unser Gegner war diesmal wieder der Gegner vom Probelauf, unsere Tatik war hier unseren Geschwindigkeitsvorteil auszuspielen. Wir konnten als ersten einen Zylinder in den Auffangkorb befördern, und Jörn reagierte sofort und gab die Anweisung die restlichen Zylinder von der Bahn zu schieben. Damit war der Wettkampf schon nach wenigen Sekunden beendet, und wir waren die Sieger, weil wir als erstes den Zylinder ins Ziel befördert hatten. Diese Tatik führte bei vielen Zuschauern zu Erstaunen und bei anderen zu leichten Unmutsäußerungen. Aber so konnten wir uns ein Weiterkommen sichern.

Im Halbfinale trafen wir erneut auf JoLu535 und es kam zum legendären Kampf. Da wir unsere Chancen hier als begrenzt ansahen, wollten wir unsere alte Rollenverteilung, ich am Steuerpult und Jörn als Kommando-Geber und Taktiker, beibehalten.

Als nun von der Jury der Strom für beide Manschaften eingeschaltet wurde, schoß JoLu535 in einem Schwung über die Bahn und sprang am Ende vom Seil. Joachim stürzte sofort zu seiner Maschine, um sie wieder regelwidrig aufzusetzen. Diese Aktion blieb von den anderen nicht unbemerkt und so wurde der Wettkampf abgebrochen. Eigentlich hatten wir jetzt das Finale erreicht, doch wir sprachen uns für eine Wiederholung aus, da es sonst wirklich etwas unfähr war, da wir ja noch nichts zu unserem beinahe Sieg beigetragen hatten.

Leider hatte Wobra beim ersten Kampf etwas abbekommen, und wir konnten bei der Revanche nicht mehr richtig ins Geschehen eingreifen, weil die Antriebskette beim Anfahren abgesprungen war.

In der kurzen Zwischenpause konnten wir den Schaden nur provisorisch mit Tesafilm reparieren. Gleich darauf ging es im kleinem Finale nun um den dritten Platz, bei dem es nochmals gegen den Gegener vom Probelauf ging. Wir wendeten wieder unsere erfolgreiche Tatik aus dem Vorlauf an und errangen so den 3.Platz. Unter diesen Umständen waren wir mit diesem Platz natürlich zufrieden, und wir hatten unser Minimalziel erreicht.

Neben dem Preisgeld für den 3.Platz von 300 DM erhielten wir noch überraschend einen extra kurzfristig gespendeten Fairneß-Preis für das verlorene Halbfinale über 200 DM und einige Extra's.

Danksagung :

An dieser Stelle möchte sich unser Team nochmals herzlich für den sehr gelungenen Wettbewerb bedanken. Unsere Fragen und Anregen wurden schon im Vorfeld schnell und unbürokratisch beantwortet. Ferner waren wir auch über die professionelle Präsentation in der Öffentlichkeit angenehm überrascht, die uns so die Gelegenheit gab unser Können und unsere Arbeit im Vergleich zu den anderen Teilnehmern darzustellen.

Besonders hoch ist dabei anzurechnen, daß die gesamte Organisation und Durchführung auf freiwilliger Basis der VDI / VDE Jungmitglieder erfolgte. Ebenso war der Wettkampf sehr fair und jedes Team war bereit den anderen bei den kleinen Problemen zu helfen.

Es wäre zu wünschen, daß auch in Zukunft in irgendeiner Form so ein Vergleichswettkampf stattfindet, damit auch die jüngeren Studenten ihr Können zeigen können.

Das Team WOBRA