Die VEX V5 Workcell ist eine Einführung in die Welt der Industrierobotik.
Dieses Modell ist klein genug, um auf einem Klassentisch platziert zu werden, und macht die VEX V5 Workcell in zahlreichen Bildungseinrichtungen einsetzbar. Darüber hinaus senken die Vorteile der Verwendung von VEXcode V5 als Programmiersprache die Einstiegshürde für einen industriellen Roboterarm sowohl für Schüler als auch für Lehrer. Die V5-Arbeitszelle zusammen mit VEXcode V5 bietet Schülern die Möglichkeit, technische Fähigkeiten und Problemlösungskompetenzen zu entwickeln, indem sie eine simulierte Fertigungsarbeitszelle mit einem Fünfachsenroboter bauen und programmieren.
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Was ist die V5-Arbeitszelle?
Mehrere Builds
Die V5-Arbeitszelle verwendet einen Roboterarm und Fördersysteme, die an die V5-Arbeitszelle angeschlossen sind und die die Studenten aus Teilen bauen, die für den Einsatz mit dem VEX V5-System entwickelt wurden. Es gibt mehrere Builds als Teil der V5-Arbeitszelle, beginnend mit dem einfachen Roboterarm, der an der Grundplatte befestigt ist, und transformiert bis hin zu einer simulierten professionellen Arbeitszelle mit Sensoren und Förderbändern.
Der Roboterarm
Die V5-Arbeitszelle besteht aus einem Roboterarm, der Folgendes aufnehmen kann:
Kein Werkzeug am Ende des Arms. Beim Erkunden unterschiedlicher Bewegungsarten entlang des kartesischen Koordinatensystems wird beim V5-Workcell-Build kein Werkzeug am Ende des Arms verwendet. Diese Animation zeigt die Bewegung des Arms ohne Werkzeug.
Ein Elektromagnet zum Aufnehmen und Ablegen Scheiben, wie in dieser Animation gezeigt.
Eine Marker- Befestigung zur Aufnahme eines Whiteboard-Markers, wie in dieser Animation gezeigt. Dies dient zum Zeichnen auf dem Whiteboard, das an der Grundplatte der V5 Workcell befestigt ist.
Das ganze System
Die V5 Workcell besteht außerdem aus anderem Metall, Kunststoff, Elektronik und Sensoren, um die an die V5 Workcell angeschlossenen Fördersysteme aufzubauen.
Die Förderbänder und Umlenker bestehen aus Metallteilen, Laufgliedern und Motoren.
Das System umfasst außerdem viele elektronische Komponenten und Sensoren, um die V5-Arbeitszelle zu automatisieren und echte Herstellungsprozesse zu simulieren, wie etwa Sortieren und Palettieren basierend auf unterschiedlichen Bedingungen der Sensoren. Die im Fördersystem verwendeten Sensoren sind Line Tracker und ein optischer Sensor.
Der optische Sensor und die Linienverfolger werden verwendet, um die V5-Arbeitszelle so zu programmieren, dass die Scheiben je nach Farbe sortiert werden. In diesem Video sehen Sie ein Beispiel für die Farbsortierung mit Sensoren.
Warum die V5 Workcell?
Kostengünstig (Hardware)
Wenn Schüler im Rahmen einer Ausbildung mit der Industrierobotik vertraut gemacht werden, wird nicht nur ihr Interesse an den Berufsfeldern Programmierung und Ingenieurwesen geweckt, sondern es hilft ihnen auch bei der Entwicklung von Problemlösungskompetenzen und ermöglicht ihnen, abstrakte Konzepte mithilfe eines Roboters zum Leben zu erwecken.
Allerdings ist die Einführung von Industrierobotern im Klassenzimmer nicht ohne Herausforderungen. Aus Platzgründen, aus Kosten- und Sicherheitsgründen greifen Bildungseinrichtungen auf kleinere, sicherere und kostengünstigere Industrierobotermodelle zurück. Die VEX V5 Workcell ist klein genug, um auf einem Klassentisch platziert zu werden, und mit einem empfohlenen Verhältnis von drei Schülern zu einem Roboter haben die Schüler in jeder Unterrichtsstunde die Möglichkeit, sich praktisch mit dem Roboter auseinanderzusetzen. Die V5 Workcell ist aufgrund ihrer kleineren Größe sicherer und verfügt über die Möglichkeit, einen Stoßfängerschalter zu programmieren, der bei Bedarf als Not-Aus fungiert.
Die V5 Workcell ist nicht nur eine kleinere, günstigere und sicherere Alternative, sie ermöglicht den Schülern auch eine Bauerfahrung, die sonst nicht möglich wäre. Studierende, die sich mit Roboterarmen professioneller Größe beschäftigen, sammeln zwar Erfahrungen bei der Programmierung dieser Arme, verstehen aber möglicherweise nicht, wie sie sich bewegen und funktionieren, weil sie nicht am Bauprozess beteiligt waren. Durch die Einbindung in den Bauprozess haben die Schüler die Möglichkeit, eine stärkere Verbindung zwischen Hardware und Software herzustellen und grundlegendere Kenntnisse über die physikalische Funktionsweise des Roboters zu erlangen. Die Schüler bauen die V5-Arbeitszelle aus Teilen des VEX Robotics V5-Systems.
Mit der VEX V5 Workcell steht Bildungseinrichtungen ein kleineres, sichereres und kostengünstigeres Industrierobotermodell zur Verfügung, das vielseitige Baumöglichkeiten bietet und Schülern im Vergleich zu professionellen Roboterarmen eine unabhängigere, praktische Lernerfahrung bietet.
Geringe Einstiegshürde für Programmieranfänger (Software)
Bei der Einführung der Industrierobotik oder anderer Robotertypen in einen Bildungsbereich stellt die Programmierung eine der größten Hürden dar. Studierende und sogar Lehrkräfte, die Programmieranfänger sind, scheuen sich möglicherweise davor, Robotik zu unterrichten und zu lernen, weil sie sich beim Programmieren nicht sicher sind, keine Erfahrung haben oder sich nicht ausreichend unterstützt fühlen.
Darüber hinaus sind für die Arbeit mit Industrierobotern oft umfangreiche Programmierkenntnisse, Fähigkeiten und Erfahrungen erforderlich. Beim Programmieren eines Roboterarms muss der Programmierer möglicherweise sein Wissen über die Bewegung des Arms im 3D-Raum nutzen, bestimmte Sensoren verwenden und präzise Bewegungen programmieren. All dies kann dazu beitragen, die Einsatzmöglichkeiten von Industrierobotern im Klassenzimmer unerreichbar zu machen. Mithilfe von VEXcode V5 macht die V5 Workcell diese schwierige Aufgabe bewältigbar. VEXcode V5 macht die Programmierung eines industriellen Robotermodells für Schüler und Lehrer unabhängig von ihrer Programmiererfahrung zugänglich.
VEXcode V5 erhöht außerdem die Leistung der Schüler, wenn ihre Programmiererfahrung, ihr Selbstvertrauen und ihre Kompetenz zunehmen. VEXcode V5 unterstützt nicht nur blockbasierte Codierung, sondern auch C++ und Python. Auf diese Weise können Schüler durch einfaches Auswählen einer Schaltfläche von der blockbasierten zur textbasierten Codierung wechseln. VEXcode V5 bietet Programmieranfängern nicht nur niedrige Einstiegshürden und integrierten Support, sondern legt auch die Messlatte höher und stellt den Benutzern die Grundlage und Unterstützung zur Verfügung, die sie brauchen, um sich sicher zu fühlen und zu wachsen.
Weitere Informationen zu VEXcode V5 finden Sie in dieser VEXcode-Übersicht.
Konzentriert sich auf große Ideen
Einer der größten Vorteile der V5 Workcell besteht darin, dass den Studierenden die Möglichkeit gegeben wird, umfassendere Konzepte und Fähigkeiten zu erlernen und sich darauf zu konzentrieren, die nicht nur für die Programmierung, sondern auch für das Ingenieurwesen und das Berufsfeld der Industrierobotik grundlegend sind.
Die Studierenden untersuchen verschiedene Konzepte wie etwa das Bauen mit Metall und Elektronik, das kartesische Koordinatensystem, die Bewegung eines Roboterarms im 3D-Raum, die Wiederverwendung von Code, Variablen, 2D-Listen, Sensorfeedback für die Automatisierung, Fördersysteme und vieles mehr.
Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse dieser Konzepte, die später in zahlreichen Bereichen wie Mathematik, Programmierung, Ingenieurwesen und Fertigung angewendet werden können. Während die Schüler eine Einführung in diese Konzepte erhalten, sind sie in der Lage, aktiv Probleme zu lösen, zusammenzuarbeiten, kreativ zu sein und Resilienz aufzubauen. Dies alles sind wichtige Fähigkeiten in jeder Umgebung.
STEM Labs zur Schulung der V5-Arbeitszelle
Bei VEX Robotics erleichtern wir Ihnen mit den VEX V5 Workcell STEM Labs den Einstieg in die Lehre mit der V5 Workcell, unabhängig von Erfahrung oder Fähigkeitsniveau. Die V5 Workcell STEM Labs bieten alle Ressourcen und Unterstützung, die Pädagogen benötigen, um ihren Schülern alle grundlegenden Konzepte der Industrierobotik der V5 Workcell erfolgreich beizubringen.
STEM Labs sind als Online-Lehrerhandbuch für die V5 Workcell konzipiert. Wie ein gedrucktes Lehrerhandbuch enthalten die lehrerorientierten Inhalte der STEM Labs alle Ressourcen, Materialien und Informationen, die für Planung, den Unterricht und die Beurteilung Schüler erforderlich sind. Die Schüler sehen die Schülerversion des Labors, während ihr Lehrer es moderiert, während die Lehrerversion des Labors dem Lehrer alle Diskussionsanstöße, Aktivitätsschritte und Moderationsstrategien zur Verfügung stellt.
Um Planzu , können Lehrer die Konzepte, Aktivitäten, Moderationsstrategien und Diskussionsanstöße für das MINT-Labor lesen und überprüfen. Um zu unterrichten, können Lehrer die Schüler die Schritte im Labor mitverfolgen lassen, während sie die Aktivitäten und Gespräche moderieren. Zur Bewertungwerden im Labor selbst zahlreiche verschiedene Diskussionsanstöße, Rubriken und Fragen zur zusammenfassenden Bewertung bereitgestellt, zusammen mit Moderationsstrategien für eine wirksame Umsetzung im Unterricht.
Es gibt insgesamt zwölf V5 Workcell STEM Labs, die sowohl aus technischer als auch aus Programmierperspektive einen Fortschritt verfolgen.
In den Übungen 1 und 2 bauen die Schüler zum ersten Mal die V5-Arbeitszelle, erwerben einige Baufertigkeiten und lernen etwas über Sicherheit.
In den Übungen 3 und 4 beginnen die Schüler zu erforschen, wie sich der Arm der Arbeitszelle sowohl manuell als auch programmgesteuert im 3D-Raum bewegt. Sie lernen außerdem, wie man am Arm der Arbeitszelle einen Marker anbringt, der ein Industriewerkzeug am Ende des Roboterarms simuliert.
In den Übungen 5 und 6 vertiefen die Schüler ihr Bewegungskonzept weiter, indem sie den Arm so programmieren, dass er sich mit Variablen und 2D-Listen bewegt.
In den Laboren 7 und 8 vertiefen sich die Schüler nach dem Studium manueller und automatisierter Bewegungen in die Fertigungssimulation, indem sie mithilfe eines Elektromagneten und Sensorfeedbacks Scheiben aufnehmen und platzieren.
In den Übungen 9 und 10 erhalten die Schüler eine Einführung in Fördersysteme und erfahren, wie Sensorfeedback bei der Materialhandhabung eingesetzt werden kann.
In den Laboren 11 und 12 werden die STEM-Labore abgeschlossen, indem die Schüler ihr Wissen aus allen vorherigen Laboren kombinieren und anwenden können, um kooperative Systeme zu untersuchen und sich die Arbeitszelle zu eigen zu machen und sich auf den Wettbewerb vorzubereiten.
Die VEX V5 Workcell bietet eine umfassende Lösung, um Schülern die Industrierobotik in einem kostengünstigen Bildungsumfeld näherzubringen, die Einstiegshürde für die Programmierung zu senken und sich auf große Ideen zu konzentrieren, die Schülern dabei helfen, wichtige Fähigkeiten zu entwickeln.