VEX V5 Workcell Extensions dienen dazu, die in den STEM Labs behandelten Konzepte weiter zu vertiefen und den Schülern zusätzliche Sortier- und Automatisierungskonzepte näherzubringen. Diese Erweiterungen sollten nach Durchlaufen der ersten zwölf der VEX V5 Workcell STEM Labsabgeschlossen sein.
Jede Workcell-Erweiterung beginnt mit Hintergrundinformationen, die die Bedeutung und Kontextualisierung der in der Erweiterung behandelten Konzepte erläutern, sowie Informationen zum Gesamtziel der Erweiterung und dazu, was erstellt wird. Anschließend werden geführte Beispiele zur Neukonfiguration der Arbeitszelle bereitgestellt, um das Ziel dieser Erweiterung zu erreichen. Beachten Sie, dass die bereitgestellten Anweisungen als eine mögliche Lösung zu Inspirationszwecken angesehen werden können, da es mehr als einen Weg gibt, das Ziel zu erreichen. Diese Erweiterungen erfordern, dass die Studierenden neue Abschnitte der Arbeitszelle planen und bauen, um praktische Erfahrungen mit bestimmten technischen Konzepten zu sammeln. Um die Konstruktions- oder Programmierkenntnisse der Schüler zu testen, stehen drei Schwierigkeitsstufen zur Verfügung.
Die Workcell-Erweiterungen können in beliebiger Reihenfolge abgeschlossen werden. Allerdings sind die Konzepte einiger Erweiterungen komplexer als andere. Ein Beispiel und eine Empfehlung zur Anordnung dieser Elemente finden Sie im VEX V5 Workcell Pacing Guide. In der folgenden Tabelle werden die in den Erweiterungen behandelten Konzepte erläutert, die Bedeutung des Konzepts sowohl bei der Arbeitszelle als auch in realen Anwendungen erläutert und zwei bis drei Erweiterungen aufgeführt, die das beste Beispiel für dieses Konzept sind. Während Erweiterungen mehrere Konzepte abdecken können, wird im Folgenden nur das Hauptkonzept erläutert.
Umlenker
Umlenker ermöglichen eine effizientere Bewegung der Scheiben von einem Förderband zum anderen als die Verwendung eines Roboterarms. Dadurch können die Datenträger unterschiedliche Wege im System zurücklegen, da das Programm zulassen kann, dass bestimmte Datenträger die Umleitung umgehen, während andere auf ein anderes Förderband umgeleitet werden.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Umlenkscheiben: Die Schüler bauen und programmieren eine Umlenkvorrichtung, um Scheiben von einem Förderband auf ein anderes zu bewegen.
- Gepäckausgabe: Die Schüler erstellen eine Konstruktion, bei der mehrere Umleiter zum Sortieren von Scheiben verwendet werden.
Tore
In manchen Systemen durchlaufen die Scheiben je nach Farbe unterschiedliche Förderwege. Gates minimieren die Anzahl der Festplatten, die gleichzeitig durch das System laufen, was zu einem genaueren System führen kann. Bei Verwendung eines oder mehrerer Tore ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Scheiben den falschen Weg einschlagen oder in der falschen Ladezone landen.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Eintrag aktivieren: Die Schüler erstellen ein System mit nur einem Förderband und einem Tor zum Trennen von Scheiben.
- Eintrag ablehnen: Die Schüler verwenden Tore auf beiden Seiten einer Scheibenzufuhr, um rote Scheiben abzulehnen und grüne und blaue Scheiben anzunehmen.
Förderbänder
Förderbänder ermöglichen die Bewegung von Datenträgern in einem System. Anstatt sich beim Transport der Produkte durch ein System auf Arbeiter zu verlassen, können Umlenker und Förderbänder zur Steigerung der Effizienz eingesetzt werden. Die Anzahl und Anordnung der Förderbänder ermöglicht außerdem eine genauere Bewegung von Objekten von einem Bereich in einen anderen.
Einzel- und Mehrfachförderer
Obwohl jede Arbeitszellenerweiterung Förderbänder verwendet, muss berücksichtigt werden, wie mehrere Förderbänder zusammenarbeiten. Berücksichtigen Sie die Geschwindigkeit, mit der sich jedes Förderband bewegt, und wie die Scheibe von einem zum anderen übertragen wird.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Kosteneffizienz: Die Schüler werden aufgefordert, ein System zu entwickeln, das möglichst wenig Material verbraucht. Durch den effizienten Einsatz von Förderbändern kann die Materialmenge im System erheblich reduziert werden.
Hoch- und Überlappförderer
Anstatt ein System über die gesamte Etage auszudehnen, können Unternehmen Teile ihres Systems anheben, um den vorhandenen Platz zu optimieren. Wenn es sich bei der Fabrik um ein mehrstufiges System handelt, können die Artikel von einer höheren Ebene in das System eingeführt werden, statt dass eine Gruppe von Personen die Artikel auf die Erdgeschossebene bringt, um sie dort in das System einzuführen.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Höher hinaus: Die Schüler bauen ein Hochförderband, um Scheiben zwischen Förderbändern auf unterschiedlichen Höhen zu bewegen.
- Schnelle Fabrik: Die Studierenden erstellen Projekte zum Bewegen von Datenträgern von unteren Förderbändern auf höhere Förderbänder, die sich auf das endgültige Ziel beziehen.
- Levelaufstieg: Die Schüler erstellen überlappende Förderbänder auf dem System, um Scheiben zu bewegen.
Wendeförderer
Rotierende Förderbänder ermöglichen das Umladen der Datenträger auf ein anderes Förderband, ohne dass ein Umleiter oder ein Roboterarm zum Einsatz kommen muss. Dies kann eine effizientere Option sein, wenn mehrere Ausgänge vorhanden sind.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Aufdrehen: Die Schüler konstruieren ein Förderband, das sich dreht, um Scheiben zu sortieren.
- Neue Höhen: Die Schüler konstruieren ein System, das mehrere überlappende Förderbänder und ein Wendeförderband verwendet, um Herausforderungen zu meistern.
Sensoren
Sensoren können die Genauigkeit und Effizienz eines Systems erhöhen. Die Sensoren können die Position eines Objekts auf einem Förderband oder die Farbe des Objekts melden oder zur Bestimmung des Wenderadius von Umlenkern verwendet werden. Mithilfe dieser zusätzlichen Funktionalität können Sie mit der Automatisierung von Systemen beginnen und sind nicht mehr auf manuelle Eingaben angewiesen, um die Anwesenheit oder Farbe eines Objekts zu melden.
Linienverfolger
Linienverfolger melden den Prozentsatz des Lichts, das vom Sensor zurückreflektiert wird. Auf diese Weise können Sie die Arbeitszelle so codieren, dass sie reagiert, wenn Objekte an einer bestimmten Position auf einem Förderband erkannt werden. Dies wird auch in Labor 10behandelt. Weitere Informationen zur Verwendung von Linienverfolgern Sie in diesem Artikel aus der VEX-Bibliothek.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Gepäck sortieren: Die Schüler bauen ein System, um Scheiben in den richtigen Bereich zu sortieren, damit sie als Gepäck dienen können. Sie werden ermutigt, Sensoren wie Line Tracker zu verwenden, um die Position der Scheiben entlang der Förderbänder zu bestimmen.
Optische Sensoren
Mit optischen Sensoren können Farbe, Nähe und Umgebungslicht erkannt werden. Dadurch kann ein Projekt je nach der vom Sensor gemeldeten Farbe unterschiedliche Verhaltensweisen beinhalten. Weitere Informationen zur Verwendung optischer Sensoren Sie in diesem Artikel der VEX-Bibliothek.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Gepäckausgabe: Die Studierenden programmieren eine Benutzeroberfläche (UI) und optische Sensoren, um die Datenträger aus ihrer Ladezone abzuholen und auf einem Fördersystem zu sortieren.
Endschalter
Mithilfe von Endschaltern kann der Wenderadius einer Weiche und eines Tors unterschieden werden. Dieser Sensor kann auch einen Zeitsensor ersetzen, wenn Scheiben von einem Förderband zu einem anderen bewegt werden, ohne dass ein Umleiter oder ein Linienverfolger das Förderband anhält. Weitere Informationen zur Verwendung von Endschaltern Sie in diesem Artikel der VEX-Bibliothek.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Qualitätskontrolle: Die Studenten verwenden Endschalter, um rote Scheiben abzulehnen, wenn diese in das System gelangen.
Veränderter Disk Feeder
Der erweiterte Datenträgereinzug ermöglicht die gleichzeitige autonome Einbringung mehrerer Datenträger in ein System. Mit dem ursprünglichen Disketteneinzug konnten jeweils nur vier Disketten aufgenommen werden.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Schnelle Fabrik: Die Studierenden erstellen Projekte zum Bewegen von Datenträgern von unteren Förderbändern auf höhere Förderbänder, die sich auf das endgültige Ziel beziehen. Für die Fertigstellung der Level 2 und 3 sind bis zu 12 Disks erforderlich. Daher ist die Verwendung eines geänderten Disk-Feeders erforderlich, um alle Disks aufzunehmen.
- Bleiben Sie auf Kurs: Die Schüler erstellen eine Stützmauer und nehmen weitere Modifikationen vor, um die Effizienz der Sortierscheiben zu erhöhen. Der veränderte Disk-Feeder wird in Level 3 der Herausforderung verwendet, um die Effizienz der Sortierung von 12 Disks zu testen.
Stützmauer
Beim Übergang von einem Förderband auf ein anderes kommt es vor, dass Datenträger aufgrund ihrer Bewegungsgeschwindigkeit vom zweiten Förderband fallen. Dies ist auch bei Kurvenfahrten in Kreisförderern zu beobachten. Anstatt die Geschwindigkeit des Förderbands zu verringern, können Stützmauern errichtet werden, um die Scheibe auf dem Förderband zu halten.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Bleiben Sie auf dem richtigen Weg: Die Schüler erstellen eine Stützmauer und nehmen weitere Modifikationen vor, um die Effizienz der Sortierscheiben zu erhöhen.
Benutzeroberfläche
Eine Benutzeroberfläche (oder UI) ist eine Methode, die es einem Benutzer ermöglicht, mit einem Computersystem (oder einer Maschine) zu interagieren, um Eingaben bereitzustellen oder Ausgaben zu beobachten. Benutzeroberflächen sind hilfreich, wenn Sie je nach gedrückter Taste eines Menschen unterschiedliche Verhaltensweisen der Arbeitszelle auslösen möchten. Diese manuelle Eingabe ist beim Testen von Verhaltensweisen hilfreich. Dies wird auch in Labor 7behandelt.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Gepäckausgabe: Die Schüler programmieren eine Benutzeroberfläche und optische Sensoren, um die Datenträger aus der Ladezone abzuholen und auf einem Fördersystem zu sortieren.
Mehrere Arbeitszellen
In manchen Unternehmen arbeiten mehrere Abteilungen zusammen, anstatt dass eine Abteilung für jeden Teil verantwortlich ist. Dies wird durch Arbeitszellen veranschaulicht, bei denen Datenträger mit dem ersten Roboterarm bewegt, auf verschiedene Förderbänder verteilt und anschließend mit dem zweiten Roboterarm in die richtigen Ladezonen gelegt werden.
Workcell-Erweiterung(en), die dieses Konzept abdecken:
- Zusammenarbeit: Die Schüler arbeiten zusammen und verwenden zwei Arbeitszellen, um Scheiben nach Farbe zu sortieren und sie in einer bestimmten Farbreihenfolge in einem Scheibeneinzug zu platzieren.