El VEX V5 Workcell es una introducción al mundo de la robótica industrial.
Este modelo, lo suficientemente pequeño como para colocarlo en un escritorio de clase, hace que la VEX V5 Workcell sea accesible en una variedad de entornos educativos. Además, las ventajas de utilizar VEXcode V5 como su lenguaje de programación, reduce la barrera de entrada para un brazo robótico industrial tanto para estudiantes como para profesores. La celda de trabajo V5 junto con VEXcode V5 brinda a los estudiantes la oportunidad de desarrollar habilidades técnicas y de resolución de problemas mediante la construcción y programación de una celda de trabajo de fabricación simulada con un robot de cinco ejes.
Vea el siguiente artículo de investigación sobre la célula de trabajo V5 >
¿Qué es la célula de trabajo V5?
Compilaciones múltiples
La V5 Workcell utiliza un brazo robótico y sistemas de transporte conectados a la V5 Workcell, que los estudiantes construyen a partir de piezas diseñadas para trabajar con el sistema VEX V5. Hay múltiples construcciones como parte de la célula de trabajo V5, comenzando solo con el brazo robótico unido a la placa base, y se transforma en una célula de trabajo profesional simulada con sensores y transportadores.
El brazo robótico
La célula de trabajo V5 está compuesta por un brazo robótico que puede acomodar:
No hay herramienta en el extremo del brazo. La construcción de la celda de trabajo V5 no utiliza ninguna herramienta en el extremo del brazo al explorar diferentes tipos de movimientos a lo largo del sistema de coordenadas cartesianas.
Un electroimán para recoger y colocar discos.
Un accesorio de marcador para sostener un marcador de borrado en seco. Esto se utiliza para dibujar en la pizarra blanca unida a la placa base de la celda de trabajo V5.
Todo el sistema
La célula de trabajo V5 también está compuesta por otros metales, plásticos, componentes electrónicos y sensores para construir los sistemas de transporte conectados a la célula de trabajo V5.
Los transportadores y el desviador están hechos de piezas metálicas, eslabones de la banda de rodadura y motores.
El sistema también incluye muchos componentes electrónicos y sensores para automatizar la célula de trabajo V5 e imitar los verdaderos procesos de fabricación, como la clasificación y la paletización en función de las diferentes condiciones de los sensores. Los sensores utilizados con el sistema transportador son Line Trackers y un Sensor Óptico.
El sensor óptico y los rastreadores de línea se utilizan para programar la celda de trabajo V5 para ordenar los discos según su color.
¿Por qué la Workcell V5?
Rentable (hardware)
La introducción de los estudiantes a la robótica industrial en un entorno educativo no solo despierta su interés en los campos profesionales de la programación y la ingeniería, sino que también les ayuda a desarrollar habilidades para resolver problemas y les permite dar vida a conceptos abstractos mediante el uso de un robot.
Sin embargo, la introducción de robots industriales en el aula no está exenta de desafíos. Debido a las restricciones de espacio, el costo y la seguridad, las instituciones educativas están recurriendo a modelos de robots industriales más pequeños, seguros y rentables. La celda de trabajo VEX V5 es lo suficientemente pequeña como para colocarla en un escritorio de clase, y con una proporción recomendada de tres estudiantes por robot, los estudiantes tienen la oportunidad de interactuar con el robot en cada clase. La célula de trabajo V5 es más segura al ser de un tamaño más pequeño, además de tener la capacidad de programar un interruptor de parachoques que funciona como una parada de emergencia si es necesario.
La V5 Workcell no solo es una alternativa más pequeña, barata y segura, sino que también permite a los estudiantes participar en una experiencia de construcción que de otro modo no sería posible. Los estudiantes que interactúan con brazos robóticos de tamaño profesional adquieren experiencia programándolos, pero es posible que no entiendan cómo se mueven y operan porque no participaron en el proceso de construcción. Estar involucrado en el proceso de construcción brinda a los estudiantes la oportunidad de establecer una conexión más sólida entre el hardware y el software, y les permite obtener un conocimiento más fundamental de cómo funciona físicamente el robot. Los estudiantes construyen la célula de trabajo V5 con piezas del sistema VEX Robotics V5.
El VEX V5 Workcell proporciona a las instituciones educativas una opción de modelo de robot industrial más pequeña, más segura y más rentable que es versátil en sus capacidades de construcción, y proporciona a los estudiantes una experiencia de aprendizaje práctico más independiente en comparación con los brazos robóticos de grado profesional.
Baja barrera de entrada para principiantes en programación (software)
Al introducir la robótica industrial, o cualquier tipo de robots, en un entorno educativo, una de las mayores barreras de entrada es la programación. Los estudiantes, e incluso los educadores, que son programadores novatos pueden evitar querer enseñar y aprender robótica porque no son programadores seguros, no tienen experiencia o no se sienten bien apoyados.
Además de esto, a menudo se requiere una gran cantidad de conocimientos, habilidades y experiencia en programación para trabajar con robots industriales. Al programar un brazo robótico, el programador puede tener que usar su conocimiento de cómo se moverá el brazo en el espacio 3D, usar ciertos sensores y programar un movimiento preciso. Todo esto puede elevar el listón para llevar robots industriales al aula fuera de su alcance. La Workcell V5 hace que esta tarea desalentadora sea manejable mediante el uso de VEXcode V5. VEXcode V5 hace que la programación sea un modelo robótico industrial accesible para estudiantes y educadores, independientemente de su experiencia en programación.
VEXcode V5 también eleva el techo a medida que los estudiantes crecen en su experiencia, confianza y dominio de la programación. VEXcode V5 no solo admite la codificación basada en bloques, sino también C++ y Python. Esto permite a los estudiantes pasar de la codificación basada en bloques a la codificación basada en texto seleccionando fácilmente un botón. VEXcode V5 no solo proporciona a los programadores novatos una baja barrera de entrada y soporte incorporado, sino que también eleva el techo y proporciona a los usuarios el andamiaje y el soporte para sentirse seguros y crecer.
Para obtener más información sobre VEXcode V5, vea esta descripción general de VEXcode.
Se centra en las grandes ideas
Una de las mayores ventajas de la V5 Workcell es que los estudiantes tienen la oportunidad de aprender y centrarse en conceptos y habilidades más amplios que son fundamentales no solo para la programación, sino también para la ingeniería y el campo profesional de la robótica industrial.
Los estudiantes investigarán diferentes conceptos como la construcción con metal y electrónica, el sistema de coordenadas cartesianas, cómo se mueve un brazo robótico en el espacio 3D, la reutilización de código, las variables, las listas 2D, la retroalimentación de sensores para la automatización, los sistemas de transporte y muchos más.
Los estudiantes obtendrán un conocimiento fundamental de estos conceptos que se pueden aplicar más adelante en una amplia gama de campos como las matemáticas, la programación, la ingeniería y la fabricación. Mientras obtienen una introducción a estos conceptos, los estudiantes son capaces de resolver problemas, colaborar, ser creativos y desarrollar resiliencia. Todas ellas son habilidades importantes en cualquier entorno.
STEM Labs para enseñar la célula de trabajo V5
En VEX Robotics, hacemos que sea fácil comenzar a enseñar con V5 Workcell, independientemente de su experiencia o nivel de habilidad, con VEX V5 Workcell STEM Labs. Los laboratorios STEM de V5 Workcell proporcionan todos los recursos y el apoyo que los educadores necesitan para enseñar con éxito a sus alumnos todos los conceptos básicos de robótica industrial de V5 Workcell.
Los laboratorios STEM están diseñados para ser el manual del maestro en línea para la célula de trabajo V5. Al igual que el manual impreso del maestro, el contenido orientado al maestro de los Laboratorios STEM proporciona todos los recursos, materiales e información necesarios para poder planificar, enseñar y evaluar a los estudiantes. Los estudiantes ven la versión del estudiante del laboratorio a medida que su maestro facilita, mientras que la versión del maestro del laboratorio tiene todas las pautas de discusión, los pasos de la actividad y las estrategias de facilitación al alcance de la mano del maestro.
Para planificar, los maestros pueden leer y revisar los conceptos, actividades, estrategias de facilitación y pautas de discusión para el Laboratorio STEM. Para enseñar, los maestros pueden hacer que los estudiantes sigan los pasos del laboratorio mientras facilitan las actividades y conversaciones. Para evaluar, se proporcionan numerosas pautas de discusión, rúbricas y preguntas de evaluación sumativa diferentes en el propio laboratorio, junto con estrategias de facilitación sobre cómo implementarlas de manera efectiva en el aula.
Hay doce laboratorios STEM V5 Workcell en total que siguen una progresión, tanto desde una perspectiva de ingeniería como de programación.
En los Laboratorios 1 y 2, los estudiantes construyen la celda de trabajo V5 por primera vez, adquieren algunas habilidades de construcción y aprenden sobre seguridad.
En los Laboratorios 3 y 4, los estudiantes comienzan a explorar cómo se mueve el brazo de la Workcell en el espacio 3D tanto manual como programáticamente. También se introducen para fijar un marcador al brazo de la Workcell, imitando una herramienta industrial en el extremo del brazo del robot.
En los Laboratorios 5 y 6, los estudiantes continuarán desarrollando el concepto de movimiento programando el brazo para que se mueva con variables y listas 2D.
En los laboratorios 7 y 8, después de estudiar los movimientos manuales y automatizados, los estudiantes se sumergirán en más simulación de fabricación recogiendo y colocando discos utilizando un electroimán y un sensor de retroalimentación.
En los Laboratorios 9 y 10, se presenta a los estudiantes los sistemas de transporte y cómo se puede utilizar la retroalimentación de los sensores en el manejo de materiales.
En los Laboratorios 11 y 12, los Laboratorios STEM concluyen permitiendo a los estudiantes combinar y aplicar su aprendizaje de todos los Laboratorios anteriores para investigar los sistemas cooperativos y cómo hacer suya la Workcell para prepararse para la competencia.
VEX V5 Workcell proporciona una solución integral para introducir a los estudiantes en la robótica industrial en un entorno educativo que es rentable, reduce la barrera de entrada de la programación y se centra en grandes ideas que ayudan a los estudiantes a desarrollar habilidades importantes.