La celda de trabajo VEX V5 es una introducción al mundo de la robótica industrial.
Este modelo, lo suficientemente pequeño como para colocarlo en el escritorio de un salón de clases, hace que la celda de trabajo VEX V5 sea accesible en una variedad de entornos educativos. Además, las ventajas de utilizar VEXcode V5 como lenguaje de programación reducen la barrera de entrada de 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 V5 Workcell >
¿Qué es la celda de trabajo V5?
Múltiples compilaciones
La V5 Workcell utiliza un brazo robótico y sistemas transportadores conectados a la V5 Workcell, que los estudiantes construyen a partir de piezas diseñadas para funcionar con el sistema VEX V5. Hay varias construcciones como parte de la celda de trabajo V5, comenzando solo con el brazo robótico conectado a la placa base y se transforma en una celda de trabajo profesional simulada con sensores y transportadores.
El brazo robótico
La celda de trabajo V5 está compuesta por un brazo robótico que puede acomodar:
Sin herramienta al final del brazo. La construcción V5 Workcell no utiliza ninguna herramienta en el extremo del brazo cuando explora 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. Se utiliza para dibujar en la pizarra adjunta a la placa base de la celda de trabajo V5.
Todo el sistema
La celda de trabajo V5 también se compone de otros metales, plástico, componentes electrónicos y sensores para construir los sistemas transportadores conectados a la celda de trabajo V5.
Los transportadores y el desviador están construidos con piezas metálicas, eslabones de banda de rodadura y motores.
El sistema también incluye muchos componentes electrónicos y sensores para automatizar la celda de trabajo V5 e imitar procesos de fabricación reales, como clasificación y paletizado en función de diferentes condiciones de los sensores. Los sensores utilizados con el sistema transportador son rastreadores de línea y un sensor óptico.
El sensor óptico y los rastreadores de línea se utilizan para programar la celda de trabajo V5 para clasificar los discos según su color.
¿Por qué la celda de trabajo V5?
Rentable (hardware)
Introducir a los estudiantes a la robótica industrial en un entorno educativo no solo despierta su interés en los campos profesionales de programación e ingeniería, sino que también les ayuda a desarrollar habilidades de resolución de 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, más seguros y más rentables. La celda de trabajo VEX V5 es lo suficientemente pequeña como para colocarla en el escritorio de un salón de clases y, con una proporción recomendada de tres estudiantes por robot, los estudiantes tienen la oportunidad de participar de manera práctica con el robot en cada clase. La celda de trabajo V5 es más segura al ser de menor tamaño, además de tener la capacidad de programar un interruptor de parachoques que funciona como parada de emergencia si es necesario.
La celda de trabajo V5 no solo es una alternativa más pequeña, más económica y más segura, sino que también permite a los estudiantes participar en una experiencia de construcción que de otro modo no sería posible. Los estudiantes que trabajan con brazos robóticos de tamaño profesional obtienen experiencia programándolos, pero es posible que no comprendan cómo se mueven y operan porque no participaron en el proceso de construcción. Participar 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 conocimientos más básicos sobre cómo funciona físicamente el robot. Los estudiantes construyen la celda de trabajo V5 a partir de piezas del sistema VEX Robotics V5.
La celda de trabajo VEX V5 proporciona a las instituciones educativas una opción de modelo de robot industrial más pequeño, más seguro y más rentable que es versátil en sus capacidades de construcción y brinda a los estudiantes una experiencia de aprendizaje práctico más independiente en comparación con los brazos robóticos de nivel profesional.
Baja barrera de entrada para principiantes en programación (software)
A la hora de introducir la robótica industrial, o cualquier tipo de robot, 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, es posible que el programador deba utilizar sus conocimientos sobre cómo se moverá el brazo en el espacio 3D, utilizar ciertos sensores y programar movimientos precisos. Todo esto puede elevar el listón para llevar robots industriales a las aulas fuera de su alcance. La celda de trabajo V5 hace que esta difícil tarea sea manejable mediante el uso de VEXcode V5. VEXcode V5 hace que la programación de un modelo robótico industrial sea 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 competencia en programación. VEXcode V5 no solo admite 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 barrera de entrada baja y soporte integrado, sino que también eleva el techo y brinda a los usuarios el andamiaje y el soporte para sentirse seguros y crecer.
Para obtener más información sobre VEXcode V5, consulte esta Descripción general de VEXcode.
Se centra en grandes ideas.
Una de las mayores ventajas de V5 Workcell es que los estudiantes tienen la oportunidad de aprender y concentrarse 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, reutilización de códigos, variables, listas 2D, retroalimentación de sensores para automatización, sistemas transportadores y muchos más.
Los estudiantes obtendrán conocimientos básicos de estos conceptos que podrán aplicarse más adelante en una amplia gama de campos como matemáticas, programación, ingeniería y fabricación. Mientras obtienen una introducción a estos conceptos, los estudiantes pueden activamente resolver problemas, colaborar, ser creativos y desarrollar resiliencia. Todas las cuales son habilidades importantes en cualquier entorno.
STEM Labs para enseñar la celda de trabajo V5
En VEX Robotics, hacemos que sea fácil comenzar a enseñar con V5 Workcell, independientemente de la experiencia o el nivel de habilidad, con VEX V5 Workcell STEM Labs. Los laboratorios STEM de V5 Workcell brindan todos los recursos y el apoyo que los educadores necesitan para enseñar con éxito todos los conceptos fundamentales de robótica industrial de V5 Workcell a sus estudiantes.
STEM Labs está diseñado para ser el manual del profesor en línea para V5 Workcell. Al igual que un manual impreso para el maestro, el contenido orientado al maestro de STEM Labs proporciona todos los recursos, materiales e información necesarios para poder , enseñar y evaluar estudiantes. Los estudiantes ven la versión para estudiantes del Laboratorio mientras su maestro facilita, mientras que la versión para maestros del Laboratorio tiene todas las pautas de discusión, los pasos de las actividades y las estrategias de facilitación al alcance del maestro.
Para plan, los maestros pueden leer y revisar los conceptos, actividades, estrategias de facilitación y temas de discusión para el Laboratorio STEM. Para enseñar, los profesores pueden hacer que los estudiantes sigan los pasos del laboratorio mientras facilitan las actividades y las conversaciones. Para evaluar, en el propio laboratorio se proporcionan numerosos temas de discusión, rúbricas y preguntas de evaluación sumativa diferentes, junto con estrategias de facilitación sobre cómo implementarlas de manera efectiva en el aula.
Hay un total de doce laboratorios V5 Workcell STEM 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 Workcell en el espacio 3D, tanto de forma manual como mediante programación. También se les presenta cómo colocar un marcador en el brazo de 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 simulaciones de fabricación recogiendo y colocando discos utilizando un electroimán y retroalimentación de sensores.
En los laboratorios 9 y 10, se presenta a los estudiantes los sistemas transportadores 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 sistemas cooperativos y cómo hacer suyo el Workcell para prepararse para la competencia.
La celda de trabajo VEX V5 proporciona una solución integral para presentar a los estudiantes la robótica industrial en un entorno educativo que es rentable, reduce la barrera de entrada a la programación y se centra en grandes ideas que ayudan a los estudiantes a desarrollar habilidades importantes.