VEX V5 Workcell je úvodem do světa průmyslové robotiky.
Tento model, dostatečně malý na to, aby se dal umístit na stůl ve třídě, zpřístupňuje VEX V5 Workcell v různých vzdělávacích prostředích. Kromě toho výhody použití VEXcode V5 jako programovacího jazyka snižují vstupní bariéru pro průmyslové robotické rameno pro studenty i učitele. Pracovní buňka V5 spolu s VEXcode V5 poskytuje studentům příležitost rozvíjet technické dovednosti a dovednosti při řešení problémů vytvořením a naprogramováním simulované výrobní pracovní buňky s pětiosým robotem.
Podívejte se na následující článek výzkumu o V5 Workcell >
Co je V5 Workcell?
Více sestavení
V5 Workcell využívá robotické rameno a dopravníkové systémy připojené k V5 Workcell, které studenti sestavují z dílů navržených pro práci se systémem VEX V5. Součástí pracovní buňky V5 je několik sestavení, počínaje pouhým robotickým ramenem připojeným k základní desce a přeměněna až na simulovanou profesionální pracovní buňku se senzory a dopravníky.
Robotické rameno
V5 Workcell se skládá z robotického ramene, které může pojmout:
Žádný nástroj na konci ramene. Sestavení V5 Workcell nepoužívá žádný nástroj na konci paže při zkoumání různých typů pohybů podél kartézského souřadnicového systému. Tato animace ukazuje pohyb ramene bez nástroje.
Elektromagnet pro zvedání a umisťování disků, jak je znázorněno v této animaci.
Nástavec marker pro uchycení fixu stíratelného za sucha, jak je znázorněno v této animaci. To se používá ke kreslení na bílou tabuli připevněnou k základní desce V5 Workcell.
Celý systém
V5 Workcell se také skládá z dalších kovů, plastů, elektroniky a senzorů pro stavbu dopravníkových systémů připojených k V5 Workcell.
Dopravníky a rozdělovač jsou vyrobeny z kovových dílů, běhounů a motorů.
Systém také obsahuje mnoho elektronických součástek a senzorů pro automatizaci V5 Workcell a napodobuje skutečné výrobní procesy, jako je třídění a paletizace na základě různých podmínek senzorů. Senzory používané s dopravníkovým systémem jsou Line Trackery a optický senzor.
Optický senzor a sledovač čar se používají k naprogramování pracovní buňky V5 k třídění disků v závislosti na jejich barvě. Podívejte se na toto video s příkladem třídění barev pomocí senzorů.
Proč V5 Workcell?
Cenově efektivní (hardware)
Seznámení studentů s průmyslovou robotikou ve vzdělávacím prostředí nejen podnítí jejich zájem o profesní oblasti programování a inženýrství, ale také jim pomůže rozvíjet dovednosti při řešení problémů a umožní jim oživit abstraktní koncepty pomocí robota.
Zavedení průmyslových robotů do prostředí učebny však není bez problémů. Kvůli prostorovým omezením, nákladům a bezpečnosti se vzdělávací instituce obracejí na menší, bezpečnější a cenově výhodnější modely průmyslových robotů. VEX V5 Workcell je dostatečně malý na to, aby se dal umístit na lavici ve třídě, a s doporučeným poměrem tří studentů na jednoho robota mají studenti příležitost k praktickému zapojení do robota v každé třídě. V5 Workcell je bezpečnější tím, že má menší velikost a také má schopnost naprogramovat nárazníkový spínač, který v případě potřeby funguje jako nouzové zastavení.
Nejenže je V5 Workcell menší, levnější a bezpečnější alternativou, ale také umožňuje studentům zapojit se do stavebního zážitku, který by jinak nebyl možný. Studenti, kteří se zabývají robotickými rameny profesionální velikosti, získávají zkušenosti s jejich programováním, ale nemusí rozumět tomu, jak se pohybují a fungují, protože nebyli zapojeni do procesu stavby. Zapojení do procesu stavby dává studentům příležitost vytvořit silnější propojení mezi hardwarem a softwarem a umožňuje studentům získat více základních znalostí o tom, jak robot fyzicky funguje. Studenti sestaví pracovní buňku V5 z dílů systému VEX Robotics V5.
VEX V5 Workcell poskytuje vzdělávacím institucím menší, bezpečnější a nákladově efektivnější model průmyslového robota, který je všestranný ve svých stavebních schopnostech a poskytuje studentům nezávislejší praktické výukové zkušenosti ve srovnání s profesionálními robotickými rameny.
Nízká bariéra vstupu pro programátorské nováčky (software)
Při zavádění průmyslové robotiky nebo jakéhokoli typu robotů do vzdělávacího prostředí je jednou z největších překážek vstupu programování. Studenti a dokonce i pedagogové, kteří jsou začínajícími programátory, se mohou vyhýbat tomu, aby chtěli učit a učit se robotiku, protože nejsou sebevědomí programátoři, nemají zkušenosti nebo se necítí dobře podporováni.
Kromě toho je pro práci s průmyslovými roboty často vyžadováno velké množství programovacích znalostí, dovedností a zkušeností. Při programování robotické paže může programátor použít své znalosti o tom, jak se bude rameno pohybovat ve 3D prostoru, používat určité senzory a programovat přesný pohyb. To vše může zvednout laťku pro umístění průmyslových robotů do učebny mimo dosah. Díky V5 Workcell je tento náročný úkol zvládnutelný pomocí VEXcode V5. VEXcode V5 zpřístupňuje programování modelu průmyslového robota studentům a pedagogům bez ohledu na jejich zkušenosti s programováním.
VEXcode V5 také zvyšuje strop, protože studenti rostou ve svých zkušenostech s programováním, důvěře a odbornosti. VEXcode V5 podporuje nejen blokové kódování, ale také C++ a Python. To umožňuje studentům přejít z blokového kódování na textové kódování jednoduchým výběrem jednoho tlačítka. VEXcode V5 nejenže poskytuje začínajícím programátorům nízkou bariéru vstupu a vestavěnou podporu, ale také zvyšuje strop a poskytuje uživatelům lešení a podporu, aby se cítili sebejistě a rostli.
Další informace o VEXcode V5 naleznete v tomto přehledu VEXcode.
Zaměřuje se na velké myšlenky
Jednou z největších výhod V5 Workcell je, že studenti dostávají příležitost učit se a soustředit se na větší koncepty a dovednosti, které jsou základem nejen pro programování, ale také pro inženýrství a profesionální oblast průmyslové robotiky.
Studenti budou zkoumat různé koncepty, jako je stavba z kovu a elektroniky, kartézský souřadnicový systém, jak se robotické rameno pohybuje ve 3D prostoru, opětovné použití kódu, proměnné, 2D seznamy, zpětná vazba senzorů pro automatizaci, dopravníkové systémy a mnoho dalších.
Studenti získají základní znalosti těchto pojmů, které lze později aplikovat v celé řadě oborů, jako je matematika, programování, strojírenství a výroba. Zatímco studenti získávají úvod do těchto pojmů, jsou aktivně schopni řešit problémy, spolupracovat, být kreativní a budovat odolnost. To vše jsou důležité dovednosti v jakémkoli prostředí.
STEM Labs pro výuku V5 Workcell
Ve VEX Robotics usnadňujeme zahájení výuky s V5 Workcell, bez ohledu na zkušenosti nebo úroveň schopností, pomocí VEX V5 Workcell STEM Labs. Laboratoře V5 Workcell STEM Labs poskytují všechny zdroje a podporu, kterou pedagogové potřebují, aby mohli své studenty úspěšně naučit všechny základní průmyslové robotické koncepty V5 Workcell.
STEM Labs jsou navrženy jako online příručka pro učitele pro V5 Workcell. Stejně jako tištěná příručka pro učitele poskytuje obsah STEM Labs pro učitele všechny zdroje, materiály a informace potřebné k tomu, mohli plánovat, učit a hodnotit studenty. Studenti vidí studentskou verzi laboratoře tak, jak ji učitel usnadňuje, zatímco učitelská verze laboratoře má všechny výzvy k diskuzi, kroky činností a strategie facilitace na dosah ruky učitele.
Až do plánu mohou učitelé číst a opakovat koncepty, aktivity, facilitační strategie a diskusní výzvy pro STEM Lab. Chcete-li učit, mohou učitelé přimět studenty, aby postupovali společně s kroky v laboratoři, protože usnadňují aktivity a konverzace. K hodnocení je v samotné laboratoři k dispozici mnoho různých diskusních podnětů, rubrik a otázek pro souhrnné hodnocení spolu s usnadňujícími strategiemi, jak je efektivně implementovat ve třídě.
Existuje celkem dvanáct laboratoří V5 Workcell STEM Labs, které sledují vývoj, a to jak z hlediska inženýrství, tak z hlediska programování.
V laboratořích 1 a 2 studenti poprvé postaví pracovní buňku V5, získají nějaké stavební dovednosti a dozví se o bezpečnosti.
V laboratořích 3 a 4 začnou studenti zkoumat, jak se rameno pracovní buňky pohybuje ve 3D prostoru ručně i programově. Jsou také seznámeni s připojením značky k ramenu Workcell, napodobující průmyslový nástroj na konci ramene robota.
V cvičeních 5 a 6 budou studenti i nadále stavět na konceptu pohybu programováním paže tak, aby se pohybovala pomocí proměnných a 2D seznamů.
V laboratořích 7 a 8 se studenti po prostudování ručních i automatických pohybů ponoří do další výrobní simulace zvednutím a umístěním disků pomocí elektromagnetu a zpětné vazby senzoru.
V laboratořích 9 a 10 se studenti seznámí s dopravníkovými systémy a s tím, jak lze zpětnou vazbu senzorů využít při manipulaci s materiálem.
V laboratořích 11 a 12 to STEM Labs uzavírá tím, že umožňuje studentům kombinovat a aplikovat své poznatky ze všech předchozích laboratoří k prozkoumání kooperativních systémů a k tomu, jak přizpůsobit Workcell svou vlastní, aby se připravili na soutěž.
VEX V5 Workcell poskytuje komplexní řešení, které studentům představí průmyslovou robotiku ve vzdělávacím prostředí, které je nákladově efektivní, snižuje vstupní bariéru programování a zaměřuje se na velké nápady, které studentům pomáhají rozvíjet důležité dovednosti.