Χρήση επεκτάσεων VEX V5 Workcell – Βάση γνώσεων

Οι Επεκτάσεις Κυψελών Εργασίας VEX V5 έχουν σχεδιαστεί για να διερευνήσουν περαιτέρω έννοιες που καλύπτονται στα Εργαστήρια STEM και να εισαγάγουν τους μαθητές σε πρόσθετες έννοιες ταξινόμησης και αυτοματισμού. Αυτές οι επεκτάσεις θα πρέπει να ολοκληρωθούν μετά την ολοκλήρωση των πρώτων δώδεκα από τα VEX V5 Workcell STEM Labs.

Κάθε επέκταση Workcell ξεκινά με πληροφορίες υποβάθρου που εξηγούν τη σημασία και την τοποθέτηση των εννοιών που εξετάζονται στην επέκταση, καθώς και πληροφορίες σχετικά με τον συνολικό στόχο της επέκτασης και τι θα δημιουργηθεί. Στη συνέχεια, παρέχονται καθοδηγούμενα παραδείγματα για την αναδιαμόρφωση του Workcell για την επίτευξη του στόχου της συγκεκριμένης επέκτασης. Σημειώστε ότι οι οδηγίες που παρέχονται μπορούν να θεωρηθούν ως μια πιθανή λύση για σκοπούς έμπνευσης, καθώς υπάρχουν περισσότεροι από ένας τρόποι για να επιτευχθεί ο στόχος. Αυτές οι επεκτάσεις απαιτούν από τους μαθητές να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν νέα τμήματα του Workcell για να αποκτήσουν πρακτική εμπειρία με συγκεκριμένες έννοιες μηχανικής. Διατίθενται τρία επίπεδα προκλήσεων για να δοκιμαστούν οι δεξιότητες κατασκευής ή κωδικοποίησης των μαθητών.

Οι επεκτάσεις Workcell μπορούν να ολοκληρωθούν με οποιαδήποτε σειρά. Ωστόσο, οι έννοιες σε ορισμένες επεκτάσεις είναι πιο περίπλοκες από άλλες. Ένα παράδειγμα, καθώς και η σύσταση, για το πώς μπορούν να παραγγελθούν αυτά παρέχονται στον Οδηγό Βηματοδότησης VEX V5 Workcell. Ο παρακάτω πίνακας εξηγεί τις έννοιες που καλύπτονται στις επεκτάσεις, τη σημασία της έννοιας τόσο με το Workcell όσο και σε εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο, καθώς και δύο έως τρεις επεκτάσεις που αποτελούν το καλύτερο παράδειγμα αυτής της έννοιας. Ενώ οι επεκτάσεις ενδέχεται να καλύπτουν πολλαπλές έννοιες, μόνο η κύρια έννοια θα ανακοινωθεί παρακάτω.

Εκτροπείς

Οι εκτροπείς επιτρέπουν την πιο αποτελεσματική μετακίνηση των δίσκων από τον έναν μεταφορικό ιμάντα στον άλλο, αντί να χρησιμοποιείται ο ρομποτικός βραχίονας. Αυτό επιτρέπει στους δίσκους να ακολουθούν διαφορετικές διαδρομές στο σύστημα, καθώς το πρόγραμμα μπορεί να επιτρέψει σε ορισμένους δίσκους να παρακάμψουν τον εκτροπέα, ενώ άλλοι εκτρέπονται σε άλλον μεταφορέα.

Μηχανισμός εκτροπέα κυψέλης εργασίας που δείχνει περιστρεφόμενο βραχίονα που χρησιμοποιείται για την ανακατεύθυνση δίσκων μεταξύ των διαδρομών του μεταφορέα.

Επέκταση(εις) Workcellπου καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Δίσκοι Εκτροπής: Οι μαθητές θα κατασκευάσουν και θα προγραμματίσουν έναν εκτροπέα για τη μετακίνηση δίσκων από έναν μεταφορικό ιμάντα σε έναν άλλο.
Παραλαβή Αποσκευών: Οι μαθητές θα δημιουργήσουν μια κατασκευή όπου χρησιμοποιούνται πολλαπλοί εκτροπείς για την ταξινόμηση δίσκων.

Πύλες

Σε ορισμένα συστήματα, οι δίσκοι ακολουθούν διαφορετικές διαδρομές μεταφορικών ταινιών ανάλογα με το χρώμα τους. Οι πύλες ελαχιστοποιούν τον αριθμό των δίσκων που διέρχονται από το σύστημα ταυτόχρονα, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ένα πιο ακριβές σύστημα. Όταν χρησιμοποιείτε μία ή περισσότερες πύλες, υπάρχει μικρότερη πιθανότητα οι δίσκοι να ακολουθήσουν λάθος διαδρομή ή να καταλήξουν σε λάθος ζώνη φόρτωσης.

Μηχανισμός πύλης κυψέλης εργασίας που δείχνει φράγμα που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της εισόδου δίσκου σε έναν μεταφορικό ιμάντα.

Επέκταση(εις) Workcellπου καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Ενεργοποίηση εισαγωγής: Οι μαθητές θα δημιουργήσουν ένα σύστημα χρησιμοποιώντας μόνο έναν μεταφορικό ιμάντα και μία πύλη για τον διαχωρισμό των δίσκων.
Απόρριψη καταχώρησης: Οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν πύλες εκατέρωθεν ενός τροφοδότη δίσκων για να απορρίψουν τους κόκκινους δίσκους και να δεχτούν τους πράσινους και μπλε δίσκους.

Μεταφορικές ταινίες

Οι μεταφορικοί ιμάντες επιτρέπουν στους δίσκους να κινούνται σε ένα σύστημα. Αντί να βασίζεστε σε εργάτες για τη μεταφορά προϊόντων σε ένα σύστημα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εκτροπείς και μεταφορικοί ιμάντες για την αύξηση της αποδοτικότητας. Ο αριθμός και η διάταξη των μεταφορικών ιμάντων επιτρέπει επίσης την ακριβέστερη μετακίνηση αντικειμένων από τη μία περιοχή στην άλλη.

Μονοί και Πολλαπλοί Μεταφορικοί Μεταφορείς

Διάταξη κελιού εργασίας με πολλαπλούς μεταφορικούς ιμάντες διατεταγμένους για τη μεταφορά δίσκων μεταξύ διαφορετικών τμημάτων του συστήματος.

Ενώ κάθε Workcell Extension χρησιμοποιεί μεταφορικούς ιμάντες, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν μαζί πολλαπλοί μεταφορικοί ιμάντες. Λάβετε υπόψη την ταχύτητα με την οποία κινείται κάθε μεταφορικός ιμάντας και τον τρόπο με τον οποίο ο δίσκος θα μεταφερθεί από τον έναν στον άλλο.

Επέκταση(εις) Workcellπου καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Αποδοτικότητα Κόστους: Οι μαθητές καλούνται να δημιουργήσουν ένα σύστημα που χρησιμοποιεί τα λιγότερα δυνατά υλικά. Η αποτελεσματική χρήση των μεταφορικών ταινιών μπορεί να συμβάλει σημαντικά στη μείωση της ποσότητας υλικού στο σύστημα.

Ανυψωμένοι και επικαλυπτόμενοι μεταφορικοί ιμάντες

Σύστημα κυψελών εργασίας με υπερυψωμένους και επικαλυπτόμενους μεταφορικούς ιμάντες που μετακινούν δίσκους μεταξύ διαφορετικών υψών και διαδρομών.

Αντί να επεκτείνουν ένα σύστημα σε όλο τον όροφο, οι εταιρείες μπορούν να αναβαθμίσουν τμήματα του συστήματός τους για να βελτιστοποιήσουν τον τρέχοντα χώρο τους. Εάν το εργοστάσιο είναι ένα σύστημα πολλαπλών επιπέδων, τα αντικείμενα μπορούν να εισαχθούν στο σύστημα από ένα υψηλότερο επίπεδο αντί να χρειάζεται μια ομάδα ανθρώπων να τα κατεβάσει στο επίπεδο του δαπέδου για να εισαχθούν στο σύστημα.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Πηγαίνοντας ψηλότερα: Οι μαθητές θα κατασκευάσουν έναν υπερυψωμένο μεταφορικό ιμάντα για να μετακινούν δίσκους μεταξύ διαφορετικών υψών μεταφορικών ιμάντων.
Γρήγορο Εργοστάσιο: Οι μαθητές θα δημιουργήσουν έργα για τη μετακίνηση δίσκων από χαμηλότερους μεταφορικούς ιμάντες σε υπερυψωμένους μεταφορικούς ιμάντες που σχετίζονται με τον τελικό προορισμό.
Ανεβάζοντας Επίπεδο: Οι μαθητές δημιουργούν επικαλυπτόμενους μεταφορικούς ιμάντες στο σύστημα για την μετακίνηση δίσκων.

Μεταφορείς τόρνου

Κάτοψη από πάνω προς τα κάτω του μεταφορικού ιμάντα τόρνευσης Workcell που ανακατευθύνει δίσκους από τον έναν μεταφορικό ιμάντα στον άλλο χωρίς εκτροπέα.

Οι περιστρεφόμενοι ιμάντες μεταφοράς επιτρέπουν στους δίσκους να ρέουν σε έναν άλλο μεταφορικό ιμάντα χωρίς τη χρήση εκτροπέα ή του ρομποτικού βραχίονα. Αυτή μπορεί να είναι μια πιο αποτελεσματική επιλογή εάν υπάρχουν πολλαπλές έξοδοι.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Δυναμώνοντας: Οι μαθητές θα κατασκευάσουν έναν μεταφορικό ιμάντα που γυρίζει για να ταξινομήσει δίσκους.
Νέα Ύψη: Οι μαθητές θα κατασκευάσουν ένα σύστημα που χρησιμοποιεί πολλαπλούς επικαλυπτόμενους μεταφορικούς ιμάντες και έναν περιστρεφόμενο μεταφορικό ιμάντα για να ολοκληρώσουν προκλήσεις.

Αισθητήρες

Οι αισθητήρες μπορούν να αυξήσουν την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητα ενός συστήματος. Οι αισθητήρες μπορούν να αναφέρουν τη θέση ενός αντικειμένου κατά μήκος ενός μεταφορικού ιμάντα, το χρώμα του αντικειμένου ή να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της ακτίνας στροφής των εκτροπέων. Αυτή η πρόσθετη λειτουργικότητα σάς επιτρέπει να ξεκινήσετε την αυτοματοποίηση συστημάτων αντί να βασίζεστε σε χειροκίνητες εισόδους για την αναφορά της παρουσίας ή του χρώματος ενός αντικειμένου.

Ιχνηλάτες γραμμών

Τρεις αισθητήρες παρακολούθησης γραμμής VEX που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση ανακλώμενου φωτός και τον προσδιορισμό της θέσης του δίσκου σε έναν μεταφορικό ιμάντα.

Τα Line Trackers αναφέρουν το ποσοστό του φωτός που ανακλάται πίσω από τον αισθητήρα. Αυτό σας επιτρέπει να προγραμματίσετε το Workcell να ανταποκρίνεται όταν ανιχνεύονται αντικείμενα σε μια συγκεκριμένη θέση σε έναν μεταφορικό ιμάντα. Αυτό καλύπτεται επίσης στο Εργαστήριο 10. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη χρήση συσκευών παρακολούθησης γραμμής, δείτε αυτό το άρθρο από τη Βιβλιοθήκη VEX.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Ταξινόμηση των αποσκευών: Οι μαθητές θα κατασκευάσουν ένα σύστημα για να ταξινομούν τους δίσκους στη σωστή περιοχή ώστε να λειτουργούν ως αποσκευές. Ενθαρρύνονται να χρησιμοποιούν αισθητήρες, όπως ιχνηλάτες γραμμής, για να προσδιορίζουν τη θέση των δίσκων κατά μήκος των μεταφορικών ταινιών.

Οπτικοί αισθητήρες

Οπτικός αισθητήρας VEX που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση χρώματος, εγγύτητας και φωτισμού περιβάλλοντος για την ταξινόμηση δίσκων.

Οι οπτικοί αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση χρώματος, εγγύτητας και φωτισμού περιβάλλοντος. Αυτό επιτρέπει σε ένα έργο να περιλαμβάνει διαφορετικές συμπεριφορές ανάλογα με το χρώμα που αναφέρεται από τον αισθητήρα. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη χρήση οπτικών αισθητήρων, δείτε αυτό το άρθρο από τη Βιβλιοθήκη VEX.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Παραλαβή Αποσκευών: Οι μαθητές θα προγραμματίσουν μια Διεπαφή Χρήστη (UI) και έναν Οπτικό Αισθητήρα(-ες) για να παραλαμβάνουν τους δίσκους από τη ζώνη φόρτωσής τους και να τους ταξινομούν σε ένα σύστημα μεταφορικών ταινιών.

Διακόπτες ορίου

Ρύθμιση κελιού εργασίας που δείχνει τον διακόπτη ορίου τοποθετημένο για την ανίχνευση της κίνησης του δίσκου και τον έλεγχο της συμπεριφοράς του συστήματος.

Οι διακόπτες ορίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διακρίνουν την ακτίνα στροφής ενός εκτροπέα και μιας πύλης. Αυτός ο αισθητήρας μπορεί επίσης να αντικαταστήσει έναν αισθητήρα χρόνου όταν οι δίσκοι μετακινούνται από έναν μεταφορικό ιμάντα σε έναν άλλο χωρίς εκτροπέα ή ιχνηλάτη γραμμής για να σταματήσει ένας μεταφορικός ιμάντας. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη χρήση διακοπτών ορίου, δείτε αυτό το άρθρο από τη Βιβλιοθήκη VEX.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Έλεγχος Ποιότητας: Οι μαθητές θα χρησιμοποιούν Διακόπτες Οριοθέτησης για να απορρίπτουν τους κόκκινους δίσκους όταν εισέρχονται στο σύστημα.

Τροποποιημένος τροφοδότης δίσκου

Ο εκτεταμένος τροφοδότης δίσκων επιτρέπει την αυτόνομη εισαγωγή περισσότερων δίσκων σε ένα σύστημα ταυτόχρονα. Με τον αρχικό τροφοδότη δίσκων, μπορούσαν να χωρέσουν μόνο τέσσερις δίσκοι κάθε φορά.

Εκτεταμένη δομή τροφοδότη δίσκων σχεδιασμένη για να συγκρατεί και να απελευθερώνει πολλαπλούς δίσκους στο σύστημα Workcell.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Γρήγορο Εργοστάσιο: Οι μαθητές θα δημιουργήσουν έργα για τη μετακίνηση δίσκων από χαμηλότερους μεταφορικούς ιμάντες σε υπερυψωμένους μεταφορικούς ιμάντες που σχετίζονται με τον τελικό προορισμό. Τα επίπεδα 2 και 3 απαιτούν την ολοκλήρωση έως και 12 δίσκων, επομένως η χρήση ενός τροποποιημένου τροφοδότη δίσκων είναι απαραίτητη για τη συγκράτηση όλων των δίσκων.
Μείνετε σε καλό δρόμο: Οι μαθητές θα δημιουργήσουν έναν τοίχο αντιστήριξης και άλλες τροποποιήσεις για να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα των δίσκων διαλογής. Ο τροποποιημένος τροφοδότης δίσκων χρησιμοποιείται στο Επίπεδο 3 της πρόκλησης για να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα της ταξινόμησης 12 δίσκων.

Τοίχος αντιστήριξης

Μερικές φορές, όταν οι δίσκοι μεταβαίνουν από τον έναν μεταφορικό ιμάντα στον άλλο, πέφτουν από τον δεύτερο μεταφορικό ιμάντα λόγω της ταχύτητας με την οποία κινούνται. Αυτό παρατηρείται επίσης κατά την περιστροφή γύρω από στροφές σε κυκλικούς μεταφορικούς ιμάντες. Αντί να μειώνεται η ταχύτητα του μεταφορικού ιμάντα, μπορούν να κατασκευαστούν τοίχοι αντιστήριξης για να συγκρατείται ο δίσκος στον μεταφορικό ιμάντα.

Δομή τοίχου αντιστήριξης κελιού εργασίας που χρησιμοποιείται για τη συγκράτηση δίσκων σε έναν μεταφορικό ιμάντα κατά την κίνηση και τις στροφές.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Μείνετε σε καλό δρόμο: Οι μαθητές θα δημιουργήσουν έναν τοίχο αντιστήριξης και άλλες τροποποιήσεις για να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα των δίσκων διαλογής.

Διεπαφή χρήστη

Μια διεπαφή χρήστη (ή UI) είναι μια μέθοδος που επιτρέπει σε έναν χρήστη να αλληλεπιδρά με ένα σύστημα υπολογιστή (ή μηχανή) για να παρέχει δεδομένα εισόδου ή να παρατηρεί δεδομένα εξόδου. Τα περιβάλλοντα χρήστη είναι χρήσιμα όταν θέλετε να ενεργοποιήσετε διαφορετικές συμπεριφορές του κελιού εργασίας ανάλογα με το κουμπί που πατάει ένας άνθρωπος. Αυτή η χειροκίνητη εισαγωγή είναι χρήσιμη κατά τον έλεγχο συμπεριφορών. Αυτό καλύπτεται επίσης στο 7.

Οθόνη V5 Brain που εμφανίζει τη διεπαφή χρήστη με χρωματιστά κουμπιά που χρησιμοποιούνται για τη χειροκίνητη επιλογή ενεργειών ταξινόμησης δίσκων.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Παραλαβή Αποσκευών: Οι μαθητές θα προγραμματίσουν ένα UI και έναν οπτικό αισθητήρα(-ές) για να παραλαμβάνουν τους δίσκους από τη ζώνη φόρτωσής τους και να τους ταξινομούν σε ένα σύστημα μεταφορικών ταινιών.

Πολλαπλά κελιά εργασίας

Ορισμένες εταιρείες έχουν πολλά τμήματα που συνεργάζονται αντί να έχουν ένα τμήμα υπεύθυνο για κάθε τμήμα. Αυτό απεικονίζεται μέσω των Workcells με δίσκους που μετακινούνται με τον πρώτο ρομποτικό βραχίονα, διαχωρίζονται σε διαφορετικούς μεταφορικούς ιμάντες και στη συνέχεια τοποθετούνται στις σωστές ζώνες φόρτωσης χρησιμοποιώντας τον δεύτερο ρομποτικό βραχίονα.

Δύο συνδεδεμένα κελιά εργασίας με ρομποτικούς βραχίονες και μεταφορικούς ιμάντες που συνεργάζονται για την ταξινόμηση και την τοποθέτηση δίσκων.

Επέκταση(εις) Workcell που καλύπτουν αυτήν την έννοια:

Συνεργασία: Οι μαθητές θα συνεργαστούν για να χρησιμοποιήσουν δύο Κελιά Εργασίας (Workcells) προκειμένου να ταξινομήσουν τους δίσκους κατά χρώμα και να τους τοποθετήσουν με μια συγκεκριμένη χρωματική σειρά μέσα σε έναν τροφοδότη δίσκων.