Roboter für den Bildungsbereich haben wir schon einige getestet – beispielsweise den WeDo von LEGO® oder den Cozmo vom mittlerweile insolvent gegangenen Hersteller Anki. In diesem Artikel nehmen wir den DOBOT Magician, der in Deutschland von VARIOBOTIC vertrieben wird, unter die Lupe. Er kombiniert klassische Robotereigenschaften (hier ein programmierbarer Arm) mit einer Option für 3D-Druck. Diese Kombination macht ihn für uns natürlich besonders spannend.

Ein direkter Vergleich des eher ortsgebundenen Roboterarms mit den mobilen Vertretern, die wir bis jetzt für euch getestet haben, ist allerdings nicht sinnvoll. Denn der Magician zielt auf andere Einsatzbereiche ab als Cozmo oder WeDo: Er hat einen Arbeitsbereich von 180° mit einem Aktionsradius von 32 cm und ist damit deutlich eingeschränkter als ein Roboter, der quer durch den Raum fahren kann. Durch die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten als beispielsweise 3D-Drucker oder Stiftarm holt er aber viel aus seinen räumlich beschränkten Möglichkeiten heraus.

Wie der Magician als 3D-Drucker im Vergleich zu reinen 3D-Druckern abschneidet und ob er unserer Meinung nach für den Schulalltag gewappnet ist, werden wir in unserem heutigen Testbericht erläutern. Ganz unten findet ihr außerdem unseren Test im Video.

Das ist drin

Fangen wir wie immer mit dem Verpackungsinhalt an. Der DOBOT Magician kann in zwei Varianten erworben werden, welche sich sowohl im Preis als auch in der Ausstattung unterscheiden. Wir haben für den Test das Basic-Set von der Firma Variobotic geliehen bekommen. Dieses Set ist für knapp 1.315 € zu haben. Neben dem Roboterarm ist ein Netzteil im Basic-Set enthalten. Auch an ein USB-Kabel wurde gedacht. Damit ist alles vorhanden, was man zum Start benötigt. Das Basic-Set enthält außerdem fünf verschiedene Aufsätze bzw. Kits für den DOBOT. Diese umfassen einen Kalibrieraufsatz (zu sehen auf dem Bild), einen Greifer, ein Vakuumsauger, einen Stifthalter sowie das 3D-Drucker-Kit.

Das DOBOT Magician „Advanced Communication Set” kostet etwa 200 € mehr als das Basic-Set. Wie der Name bereits verrät, bekommt man darin weitere Möglichkeiten, das Gerät anzusteuern. So umfasst dieses Set einen Bluetooth- und einen WLAN-Adapter, womit der DOBOT kabellos angesteuert werden kann. Zusätzlich ist ein Gamepad enthalten, um den Roboterarm fernzusteuern.

Anschließen des Zubehörs

Das Zubehör lässt sich dank der Farbkodierung der Anschlüsse und Stecker leicht zuordnen. Da sie zusätzlich nummeriert sind, können die Kabel und Buchsen problemlos auch von Menschen mit Farbsehstörungen zugeordnet werden. Einmal eingesteckt sitzen die Stecker in den JST -ähnlichen Buchsen aber sehr fest und sind an den Steckerseiten dann so schwer zu greifen, dass wir befürchten, Schüler*innen könnten dazu neigen, die Stecker an den Kabeln aus der Buchse zu ziehen. Das bekäme den Kabelverbindungen auf Dauer nicht gut und lässt uns an der Langlebigkeit des DOBOT Magician im Schulalltag zweifeln.

Installation und erster Start

Einer der eher unschönen Aspekte ist die Software vom Magician. Die Installation ist noch relativ einfach. ABER: Die Software ist nicht offiziell bei Microsoft lizensiert. Deshalb macht Windows euch darauf aufmerksam und ihr müsst zustimmen, dass ihr die Software aus einer unbekannten Quelle wirklich installieren wollt. Habt ihr dies bestätigt, läuft die Installation durch.

Der erste Start nach der Installation ist dann wieder etwas holprig: Beim Starten poppt eine Fehlermeldung auf (s. Bild unten) und die Software beendet sich. Abhilfe schafft da nur, die Software einmal als Administrator zu starten – aber wirklich nur einmal! Denn das Starten als Admin schlägt auch fehl. Danach kann man sie aber normal starten. Diese Probleme sind seit zwei Jahren bekannt und leider hat sich in diesem Zeitraum nicht viel geändert. Immerhin ist es nicht mehr nötig, die Software in einer Variante (DobotStudioX) zu öffnen.

Das Programmieren des Magician

Der Roboterarm kann aktuell in drei verschiedenen Programmiersprachen programmiert werden. Die verschiedenen Sprachen decken den wünschenswerten Umfang ab, sodass der Arm in einer grafischen Umgebung blockbasiert, in einem Editor textuell und extern mit Matlab programmiert werden kann. Außerdem kann der DOBOT Magician durch eine Art Lernen durch Vormachen („Teaching und Playback“) programmiert werden. Befehle wie das Öffnen oder Schließen des Greifers müssen bei dieser Variante im Blockeditor händisch eingetragen werden. Die einzelnen Blöcke für Bewegungen des Arms werden automatisch generiert. Hierfür ist die Schlosstaste (s. Video) wichtig.

Stift und Schrift: Schreiben mit dem Dobot

Zum Basic-Paket gehört auch ein zusätzliches viertes Gelenk, an dem unter anderem eine Stifthalterung angebracht werden kann. Wie das aussieht, seht ihr in unserem Video. Der Schraubmechanismus an der Halterung ermöglicht es, dass Stifte mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet werden können.
In der Software DOBOTMagicianStudio muss nun das Feld mit dem Stift („Schreiben und Zeichnen“) ausgewählt werden. Daraufhin öffnet sich eine Ansicht, die den Aktionsbereich des Roboterarms abbildet. Innerhalb dieses Bereichs kann man nun ein Textfeld unterbringen und so drehen und vergrößern oder verkleinern, wie man wünscht.

Für unseren Test haben wir den DOBOT auf einem Blatt Papier schreiben lassen. Je nach Stift lässt sich aber auch ein anderer Untergrund wählen. Wichtig ist nur, dass ihr die Schreibunterlage unter dem Roboterarm fixiert, damit nichts verrutscht. Wir haben unser Blatt Papier mit Klebestreifen auf dem Tisch festgeklebt. Der Stift, mit dem der DOBOT schreiben soll, sollte keine zu empfindliche Spitze haben, denn der Roboterarm drückt etwas kräftiger auf, als ein Mensch das tun würde. Das Schreiben an sich klappt auch nicht auf Anhieb perfekt. Je nach Untergrund und Art des Stiftes variiert die Genauigkeit, mit der Buchstaben oder andere Motive geschrieben bzw. gezeichnet werden.

Alles im Griff: Greifen mit dem Dobot

Wer Gegenstände von A nach B bewegen möchte, hat mit dem Basic-Paket zwei Möglichkeiten: Es gibt einen Greifer- und einen Saugnapf-Aufsatz. 500 g kann der Magician damit maximal anheben. Der Saugnapf funktioniert nur in Kombination mit einer Vakuumpumpe, die recht laut ist. Auf ebenen Flächen funktioniert der Saugnapf gut – an unserem PLA-Würfel konnte er sich dagegen nicht festsaugen.

In unserem Test, den ihr im Video sehen könnt, haben wir mit dem DOBOT gewürfelt und uns deshalb für den Greifarm entschieden. Dieser funktioniert pneumatisch und ist etwas leiser als die Vakuumpumpe. Ohne Sensoren, die dem DOBOT verraten, wo ein Gegenstand ist, muss dem Roboterarm zuvor beigebracht werden, an welcher Position sich das Objekt befindet, das bewegt werden soll. In unserem Würfeltest hat das dazu geführt, dass der Greifer den Würfel manchmal nicht genau getroffen hat, weil er nicht an exakt an der gleichen Stelle wie zuvor gelegen hat. Das hat aber nichts mit der Funktionsfähigkeit des Magician, sondern eher mit unserem Testaufbau zu tun. Hatte der DOBOT den Würfel einmal gegriffen, hielt er ihn sicher und ließ ihn erst auf einen Befehl hin wieder los.

Kalte Platte, Heiße Düse: 3D-Drucken mit dem DOBOT

Der 3D-Druck ist eine geniale Ergänzung zu den gängigen Einsatzgebieten eines Roboterarms, denn die technische Herausforderungen, um mit einem Roboterarm dreidimensionale Objekte zu drucken, sind nicht viel größer als bei einem herkömmlichen 3D-Drucker. Allerdings benötigt ein Roboterarm wie der DOBOT Magician ein paar mehr Vorbereitungsschritte.

Der Bauraum

Aber schauen wir uns erst einmal die Eckdaten an. Der Magician druckt mit 1,75 mm PLA. Sein Bauraum ist zylindrisch mit einem Radius von 8 cm und einer Höhe von 15 cm. Durch die kreisförmige Grundfläche ist es etwas schwierig, Teile zu positionieren und die 16 cm Durchmesser könnt ihr in der Realität nie nutzen. Der Flächeninhalt der Druckfläche liegt zwar theoretisch bei 201 cm² – ein gedachtes Quadrat kommt aber nur auf 128 cm².
Zum Vergleich: Der neue Original Prusa MINI erreicht für einen kompakten Drucker unglaubliche 18 cm in jede Dimension, was einer Grundfläche von 324 cm² entspricht. Der der Ultimaker 2 Go, eine kleinere Version des Ultimakers, druckt hingegen auf 12 x 12 x 11,5 cm und bringt damit eine Grundfläche von 144 cm² mit.

Jetzt habe ich hier mit vielen Zahlen umhergeworfen, die Aussage ist aber einfach: Der Dobot Magician kann – zum Größenvergleich – ein Raspberry-Pi-Gehäuse drucken. Aber nach viel Druckfläche fühlt es sich nicht an. Sinnvoll ist die mitgelieferte Glasplatte, auf der gedruckt wird. Sie ist allerdings nicht beheizt. Darum empfehlen wir, Kleber oder Malertape einzusetzen, damit das gedruckte Objekt nicht beim Drucken wegrutscht.

Die Vorbereitung

Zur Vorbereitung gehört auch der Aufbau des 3D-Druck-Zubehörs. Damit ihr drucken könnt, muss zuerst der Düsenaufsatz am Endeffektor montiert werden. Das PLA wird auf den mitgelieferten Spulenhalter gehängt und der Extrudermotor vorbereitet. Die Anschlüsse von Düse und Motor werden an die Basiseinheit angeschlossen. Als nächstes muss der Führungsschlauch für das Filament mit dem Extrudermotor und der Düse verbunden werden. Das PLA durch den Motor und in den Führungsschlauch einzufädeln, ist etwas knifflig. Der Vorschub zur Düse geht dann aber leicht. Den ganzen Aufbau zeigen wir euch nochmal genauer im Video.

Wiederum etwas umständlicher ist die softwareseitige Einrichtung des Slicer-Programms. Und auch das Kalibrieren des Roboterarms ist etwas schwierig. Ideal ist hier ein Abstand von etwa 1 mm zwischen Extruderdüse und Glasplatte. In unserem Test ist der Arm aber oft wieder auf die Platte gesunken, ohne diesen Abstand zu halten.

Optionales Zubehör

Bisher haben wir nur das Equipment testen können, das in unserem Test-Paket enthalten war. Für fortgeschrittenere Anwendungen bietet Variobotic noch weiteres Zubehör an. Dazu gehören das Vision-Kit, ein Multitool-Adapter, mehrere Förderbänder und Linearachsen.

Förderbänder ermöglichen es, Produktionslinien zu simulieren. Dafür werden zum Förderband auch farbige Würfel, Farbsensoren, Werkzeug und eine Lichtschranke mitgeliefert. Wie der Roboterarm kann auch das Förderband maximal eine Last von 500 g transportieren. Ein Förderband-Set kostet rund 487 €.

Die Linearachse vergrößert die Reichweite des DOBOT Magician um einen Meter, denn der Roboterarm kann auf die Linearachse montiert werden. Alles, was dafür nötig ist, wird mitgeliefert. Das Linearachsen-Set ist für circa 1.247 € zu haben.

Mit dem VisionKit sollen Grundlagen der Farb-, Barcode- und Zeichenerkennung und ähnliches vermittelt werden können. Außerdem sollen verschiedene Messungen oder auch Kalibrierungen mit dem Zubehör durchgeführt werden können. Das Kit enthält eine Montagegrundplatte, ein Stativ, eine Kamerahalterung, ein LED-Beleuchtungskit, ein Objektiv, Werkzeuge, eine Industriekamera, einen Hardware-Key und diverses Zubehör für die Erkennungstests. Mit knapp 1.900 € ist dieses Zusatz-Kit das kostspieligste Zubehör für den DOBOT Magician.

Für Gegenstände, die für den Greifer und auch den Stifthalter unmöglich zu halten sind, bietet Variobotic außerdem einen sogenannten Multitool-Adapter an. Der T-Förmige Adapter wird an das dritte Gelenk des Roboterarms geschraubt – ähnlich wie das Zubehör des Basic-Pakets, das wir getestet haben. Der Anschaffungspreis hierfür liegt bei 29 €.

Darüber hinaus gibt es Paket-Lösungen, die von Variobotic angeboten werden. Je nach Ausstattung sind darin Förderbänder, eine Linearachse, Lehrpläne für den Einsatz im Unterricht und weiteres Zubehör enthalten. Diese Paket-Lösungen beginnen bei 1.754 €.

Fazit

Was ist also unser Fazit? Die Hardware des DOBOT Magician ist gut und barrierefrei. Da jüngere Anwender*innen aber dazu neigen könnten, die Stecker an den Kabeln aus den Buchsen zu ziehen, denken wir nicht, dass sich der DOBOT Magician für den Einsatz im (Schul-)Unterricht eignet. Ausnahmen sind Berufsschulen und Universitäten mit erwachsener Zielgruppe sowie Privatpersonen. Insbesondere in der Ausbildung zum*zur Automatisierungstechniker*in kann der DOBOT unserer Meinung nach seine Stärken ausspielen – besonders vorteilhaft ist hier seine Vielseitigkeit.

Man merkt, dass der DOBOT ein Alleskönner sein möchte. Mit den jeweiligen Spezialisten kann er dabei jedoch nicht mithalten – er ersetzt weder einen richtigen 3D-Drucker, noch einen richtigen Roboterarm. Wer Spezialisten sucht, ist besser beraten, auf einen entsprechenden Anbieter zurückzugreifen. Für 3D-Drucker sind das beispielsweise der SKETCH Classroom von MakerBot, der Prusa i3 MK3S (Hier raten wir übrigens allen von der Anschaffung als Bausatz ab, die nicht großen Spaß an frickeliger und aufwendiger Bastelarbeit haben.) oder der Ultimaker. Auf dem Bild seht ihr einen Vergleich der Druckergebnisse von Ultimaker (blau) und DOBOT Magician (rot).

Auch die Software des DOBOT Magician ist ein bisschen umständlich aufgebaut und erfordert einige Zeit zum Einrichten. Besonders nutzungsunfreundlich ist der ständige Wechsel bei der Firmware. Eine bessere Alternative ist hier unserer Meinung nach ein Roboterarm, der die Software drag&bot nutzt.
Wer jedoch einen Schnuppereinstieg in verschiedene Anwendungsbereiche und Programmierweisen sucht und sich in die Software einarbeiten möchte, kann mit dem DOBOT Magician sicherlich glücklich werden.

Autor*innen: Jana Burczyk, Felix Krawczyk

Unser Test im Video