تم تصميم V5 Workcell Extensions لمواصلة استكشاف المفاهيم التي تغطيها مختبرات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM Labs) وتعريف الطلاب بمفاهيم الفرز والأتمتة الإضافية. يجب إكمال هذه الامتدادات بعد المرور بالاثني عشر أولًا من VEX V5 Workcell STEM Labs.
يبدأ كل ملحق Workcell بمعلومات أساسية لشرح أهمية المفاهيم التي يتناولها الامتداد وسياقها، بالإضافة إلى معلومات حول الهدف العام للامتداد وما سيتم إنشاؤه. بعد ذلك، يتم تقديم أمثلة إرشادية لإعادة تكوين Workcell لتحقيق هدف هذا الامتداد. لاحظ أن التعليمات المقدمة يمكن اعتبارها أحد الحلول الممكنة لغرض الإلهام، حيث أن هناك أكثر من طريقة لتحقيق الهدف. تتطلب هذه الامتدادات من الطلاب تخطيط وبناء أقسام جديدة من Workcell للحصول على خبرة عملية في مفاهيم هندسية محددة. تتوفر ثلاثة مستويات من التحديات لاختبار مهارات البناء أو البرمجة لدى الطلاب.
يمكن إكمال ملحقات Workcell بأي ترتيب. ومع ذلك، فإن المفاهيم الموجودة في بعض الملحقات أكثر تعقيدًا من غيرها. يوجد مثال وتوصية حول كيفية ترتيبها في VEX V5 Workcell Pacing Guide. يشرح الجدول أدناه المفاهيم المشمولة في الامتدادات، وأهمية المفهوم في كل من Workcell وفي تطبيقات العالم الحقيقي، وامتدادين إلى ثلاثة امتدادات تمثل أفضل مثال على هذا المفهوم. على الرغم من أن الامتدادات قد تغطي مفاهيم متعددة، إلا أنه سيتم توضيح المفهوم الرئيسي فقط أدناه.
المحولات
تسمح المحولات بحركة أكثر كفاءة للأقراص من ناقل إلى آخر، بدلاً من استخدام الذراع الآلية. يسمح هذا للأقراص بالانتقال إلى مسارات مختلفة في النظام حيث يمكن للبرنامج أن يسمح لأقراص معينة بتجاوز المحول، بينما يتم تحويل الأقراص الأخرى إلى ناقل آخر.
ملحق (ملحقات) خلية العملالتي تغطي هذا المفهوم:
- أقراص التحويل: سيقوم الطلاب ببناء وترميز محول لنقل الأقراص من حزام ناقل إلى آخر.
- المطالبة بالأمتعة: سيقوم الطلاب بإنشاء بناء حيث يتم استخدام محولات متعددة لفرز الأقراص.
غيتس
في بعض الأنظمة، تسير الأقراص عبر مسارات ناقلة مختلفة اعتمادًا على لونها. تعمل البوابات على تقليل عدد الأقراص التي تمر عبر النظام مرة واحدة، مما قد يؤدي إلى نظام أكثر دقة. عند استخدام بوابة أو بوابات متعددة، تكون هناك فرصة أقل لسير الأقراص في المسار الخاطئ، أو أن ينتهي بها الأمر في منطقة التحميل الخاطئة.
ملحق (ملحقات) خلية العملالتي تغطي هذا المفهوم:
- تمكين الإدخال: سيقوم الطلاب بإنشاء نظام يستخدم ناقلًا واحدًا وبوابة واحدة فقط لفصل الأقراص.
- رفض الإدخال: سيستخدم الطلاب البوابات الموجودة على جانبي وحدة تغذية الأقراص لرفض الأقراص الحمراء وقبول الأقراص الخضراء والزرقاء.
الناقلون
تسمح الناقلات للأقراص بالتحرك حول النظام. بدلاً من الاعتماد على العمال لنقل المنتجات عبر النظام، يمكن استخدام المحولات والناقلات لزيادة الكفاءة. كما يسمح عدد الناقلات وترتيبها بحركة أكثر دقة للأشياء من منطقة إلى أخرى.
الناقلات الفردية والمتعددة
على الرغم من أن كل ملحق Workcell يستخدم الناقلات، فمن المهم مراعاة كيفية عمل الناقلات المتعددة معًا. ضع في اعتبارك السرعة التي يتحرك بها كل ناقل وكيف سينتقل القرص من ناقل إلى آخر.
ملحق (ملحقات) خلية العملالتي تغطي هذا المفهوم:
- فعالية التكلفة: يواجه الطلاب تحديًا يتمثل في إنشاء نظام يستخدم أقل قدر ممكن من المواد. إن الكفاءة في استخدام الناقلات يمكن أن تقطع شوطا طويلا لتقليل كمية المواد في النظام.
الناقلات المرتفعة والمتداخلة
بدلاً من توسيع النظام عبر الأرضية، يمكن للشركات رفع أجزاء من نظامها لتحسين المساحة الحالية. إذا كان المصنع نظامًا متعدد المستويات، فيمكن إدخال العناصر إلى النظام من مستوى أعلى بدلاً من قيام مجموعة من الأشخاص بإنزال العناصر إلى مستوى الأرضية ليتم إدخالها إلى النظام.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- المضي قدمًا: سيقوم الطلاب ببناء ناقل مرتفع لنقل الأقراص بين ارتفاعات مختلفة للناقلات.
- المصنع السريع: سيقوم الطلاب بإنشاء مشاريع لنقل الأقراص من الناقلات السفلية إلى الناقلات المرتفعة المرتبطة بالوجهة النهائية.
- رفع المستوى: يقوم الطلاب بإنشاء ناقلات متداخلة على النظام لنقل الأقراص.
تحول الناقلات
تسمح أحزمة النقل الدوارة بتدفق الأقراص إلى ناقل آخر دون استخدام محول أو ذراع آلية. يمكن أن يكون هذا خيارًا أكثر كفاءة إذا كان هناك مخرجات متعددة.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- التحسين: سيقوم الطلاب ببناء حزام ناقل يدور لفرز الأقراص.
- مرتفعات جديدة: سيقوم الطلاب ببناء نظام يستخدم ناقلات متداخلة متعددة وناقل دوار لإكمال التحديات.
أجهزة الاستشعار
يمكن لأجهزة الاستشعار زيادة دقة وكفاءة النظام. يمكن لأجهزة الاستشعار الإبلاغ عن موقع الجسم على طول الناقل، أو لون الجسم، أو استخدامها لتحديد نصف قطر دوران المحولات. تسمح لك هذه الوظيفة المضافة ببدء تشغيل الأنظمة تلقائيًا بدلاً من الاعتماد على المدخلات اليدوية للإبلاغ عن وجود كائن ما أو لونه.
أجهزة تتبع الخط
تقوم أجهزة تتبع الخط بالإبلاغ عن النسبة المئوية للضوء المنعكس من المستشعر. يسمح لك هذا بترميز Workcell للاستجابة عند اكتشاف كائنات في موضع معين على الناقل. تم تناول هذا أيضًا في Lab 10. لمزيد من المعلومات حول استخدام أجهزة تعقب الخط، قم بعرض هذه المقالة من مكتبة VEX.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- فرز الأمتعة: سيقوم الطلاب ببناء نظام لفرز الأقراص في المنطقة الصحيحة لتكون بمثابة الأمتعة. ويتم تشجيعهم على استخدام أجهزة الاستشعار، مثل Line Trackers، لتحديد موضع الأقراص على طول الناقلات.
أجهزة الاستشعار البصرية
يمكن استخدام المستشعرات الضوئية لاكتشاف اللون والقرب والإضاءة المحيطة. يسمح هذا للمشروع بتضمين سلوكيات مختلفة اعتمادًا على اللون الذي أبلغ عنه المستشعر. لمزيد من المعلومات حول استخدام المستشعرات الضوئية، راجع هذه المقالة من مكتبة VEX.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- المطالبة بالأمتعة: سيقوم الطلاب ببرمجة واجهة مستخدم (UI) ومستشعر (أجهزة) بصرية لالتقاط الأقراص من منطقة التحميل الخاصة بهم وفرزها على نظام ناقل.
مفاتيح الحد
يمكن استخدام مفاتيح الحد لتمييز نصف قطر الدوران للمحول والبوابة. يمكن لهذا المستشعر أيضًا أن يحل محل مستشعر الوقت عند نقل الأقراص من ناقل إلى آخر بدون محول أو جهاز تعقب الخط لإيقاف الناقل. لمزيد من المعلومات حول استخدام مفاتيح الحد، قم بعرض هذه المقالة من مكتبة VEX.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- مراقبة الجودة: سيستخدم الطلاب مفاتيح الحد لرفض الأقراص الحمراء عند دخولهم إلى النظام.
تم تغيير وحدة تغذية القرص
تسمح وحدة تغذية الأقراص الموسعة بإدخال المزيد من الأقراص بشكل مستقل إلى النظام في المرة الواحدة. باستخدام وحدة تغذية الأقراص الأصلية، يمكن الاحتفاظ بأربعة أقراص فقط في المرة الواحدة.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- المصنع السريع: سيقوم الطلاب بإنشاء مشاريع لنقل الأقراص من الناقلات السفلية إلى الناقلات المرتفعة المرتبطة بالوجهة النهائية. يتطلب المستويان 2 و3 ما يصل إلى 12 قرصًا لإكماله، لذا فإن استخدام وحدة تغذية الأقراص المعدلة ضروري للاحتفاظ بجميع الأقراص.
- البقاء على المسار الصحيح: سيقوم الطلاب بإنشاء جدار استنادي وتعديلات أخرى لزيادة كفاءة أقراص الفرز. يتم استخدام وحدة تغذية الأقراص المعدلة في المستوى 3 من التحدي لاختبار كفاءة فرز 12 قرصًا.
جدار ساند
في بعض الأحيان، عندما تنتقل الأقراص من ناقل إلى آخر، فإنها تسقط من الناقل الثاني بسبب السرعة التي تتحرك بها. ويلاحظ هذا أيضًا عند الالتفاف حول المنعطفات في الناقلات الدائرية. بدلاً من تقليل سرعة الناقل، يمكن بناء الجدران الاستنادية للحفاظ على القرص على الناقل.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- البقاء على المسار الصحيح: سيقوم الطلاب بإنشاء جدار استنادي وتعديلات أخرى لزيادة كفاءة أقراص الفرز.
واجهة المستخدم
واجهة المستخدم (أو واجهة المستخدم) هي طريقة تسمح للمستخدم بالتفاعل مع نظام الكمبيوتر (أو الجهاز) لتوفير المدخلات أو مراقبة المخرجات. تكون واجهة المستخدم مفيدة عندما تريد تشغيل سلوكيات مختلفة لـ Workcell اعتمادًا على الزر الذي يضغط عليه الإنسان. يعد هذا الإدخال اليدوي مفيدًا عند اختبار السلوكيات. تم تناول هذا أيضًا في Lab 7.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- المطالبة بالأمتعة: سيقوم الطلاب ببرمجة واجهة المستخدم والمستشعر (المستشعرات) الضوئية لالتقاط الأقراص من منطقة التحميل الخاصة بهم وفرزها على نظام ناقل.
خلايا عمل متعددة
لدى بعض الشركات أقسام متعددة تعمل معًا بدلاً من وجود قسم واحد مسؤول عن كل جزء. يتم توضيح ذلك من خلال خلايا العمل حيث يتم نقل الأقراص باستخدام الذراع الروبوتية الأولى، ويتم فصلها على ناقلات مختلفة، ثم يتم وضعها فعليًا في مناطق التحميل الصحيحة باستخدام الذراع الآلية الثانية.
ملحق (امتدادات) Workcell التي تغطي هذا المفهوم:
- العمل معًا: سيعمل الطلاب معًا لاستخدام خليتي عمل لفرز الأقراص حسب اللون ووضعها في ترتيب ألوان معين داخل وحدة تغذية الأقراص.