La VEX V5 Workcell est une introduction au monde de la robotique industrielle.
Ce modèle, suffisamment petit pour être placé sur un bureau de classe, rend la Workcell VEX V5 accessible dans une variété de contextes éducatifs. De plus, les avantages de l’utilisation de VEXcode V5 comme langage de programmation abaissent la barrière d’entrée pour un bras robotique industriel pour les étudiants et les enseignants. La cellule de travail V5 et VEXcode V5 offrent aux étudiants la possibilité de développer des compétences techniques et de résolution de problèmes en construisant et en programmant une cellule de fabrication simulée avec un robot à cinq axes.
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Qu'est-ce que la cellule de travail V5 ?
Plusieurs versions
La Workcell V5 utilise un bras robotique et des systèmes de convoyeurs attachés à la Workcell V5, que les étudiants construisent à partir de pièces conçues pour fonctionner avec le système VEX V5. Il existe plusieurs constructions dans le cadre de la cellule de travail V5, en commençant par le bras robotique fixé à la plaque de base, et se transformant en une cellule de travail professionnelle simulée avec des capteurs et des convoyeurs.
Le bras robotique
La Workcell V5 est composée d'un bras robotique pouvant accueillir :
Pas d'outil au bout du bras. La construction V5 Workcell n'utilise aucun outil à l'extrémité du bras lors de l'exploration de différents types de mouvements le long du système de coordonnées cartésiennes.
Un électro-aimant pour ramasser et placer les disques.
Un accessoire marqueur pour contenir un marqueur effaçable à sec. Ceci est utilisé pour dessiner sur le tableau blanc fixé à la plaque de base du V5 Workcell.
L'ensemble du système
La Workcell V5 est également composée d'autres métaux, plastiques, composants électroniques et capteurs pour construire les systèmes de convoyeurs attachés à la Workcell V5.
Les convoyeurs et le déviateur sont construits à partir de pièces métalliques, de maillons de bande de roulement et de moteurs.
Le système comprend également de nombreux composants électroniques et capteurs pour automatiser la V5 Workcell et imiter de véritables processus de fabrication, tels que le tri et la palettisation en fonction de différentes conditions des capteurs. Les capteurs utilisés avec le système de convoyeur sont des traceurs de ligne et un capteur optique.
Le capteur optique et les traceurs de lignes sont utilisés pour programmer la Workcell V5 afin de trier les disques en fonction de leur couleur.
Pourquoi la cellule de travail V5 ?
Rentable (matériel)
Initier les étudiants à la robotique industrielle dans un cadre éducatif suscite non seulement leur intérêt pour les domaines professionnels de la programmation et de l'ingénierie, mais cela les aide également à développer des compétences en résolution de problèmes et leur permet de donner vie à des concepts abstraits en utilisant un robot.
Cependant, l’introduction de robots industriels dans une salle de classe n’est pas sans défis. En raison des restrictions d'espace, des coûts et de la sécurité, les établissements d'enseignement se tournent vers des modèles de robots industriels plus petits, plus sûrs et plus rentables. La cellule de travail VEX V5 est suffisamment petite pour être placée sur un bureau de classe, et avec un ratio recommandé de trois étudiants pour un robot, les étudiants ont la possibilité de s'impliquer directement avec le robot dans chaque classe. La cellule de travail V5 est plus sûre grâce à sa taille plus petite et à la possibilité de programmer un interrupteur de pare-chocs qui fonctionne comme un arrêt d'urgence si nécessaire.
Non seulement la Workcell V5 est une alternative plus petite, moins chère et plus sûre, mais elle permet également aux étudiants de s'engager dans une expérience de construction qui ne serait pas possible autrement. Les étudiants qui travaillent avec des bras robotiques de taille professionnelle acquièrent de l'expérience en les programmant, mais peuvent ne pas comprendre comment ils se déplacent et fonctionnent parce qu'ils n'ont pas été impliqués dans le processus de construction. Être impliqué dans le processus de construction donne aux étudiants la possibilité d'établir un lien plus fort entre le matériel et les logiciels, et leur permet d'acquérir des connaissances plus fondamentales sur le fonctionnement physique du robot. Les étudiants construisent la cellule de travail V5 à partir de pièces du système VEX Robotics V5.
La cellule de travail VEX V5 offre aux établissements d'enseignement une option de modèle de robot industriel plus petite, plus sûre et plus rentable, polyvalente dans ses capacités de construction et offre aux étudiants une expérience d'apprentissage pratique plus indépendante par rapport aux bras robotiques de qualité professionnelle.
Faible barrière d'entrée pour les novices en programmation (logiciels)
Lors de l’introduction de la robotique industrielle, ou de tout type de robots, dans un environnement éducatif, l’une des plus grandes barrières à l’entrée est la programmation. Les étudiants, et même les enseignants, qui sont des programmeurs débutants peuvent hésiter à vouloir enseigner et apprendre la robotique parce qu'ils ne sont pas des programmeurs confiants, n'ont pas d'expérience ou ne se sentent pas bien soutenus.
En plus de cela, de nombreuses connaissances, compétences et expériences en programmation sont souvent requises pour travailler avec des robots industriels. Lors de la programmation d'un bras robotique, le programmeur devra peut-être utiliser ses connaissances sur la façon dont le bras se déplacera dans l'espace 3D, utiliser certains capteurs et programmer des mouvements précis. Tout cela peut placer la barre plus haut pour rendre les robots industriels hors de portée dans les salles de classe. La Workcell V5 rend cette tâche ardue gérable en utilisant VEXcode V5. VEXcode V5 rend la programmation d'un modèle robotique industriel accessible aux étudiants et aux enseignants quelle que soit leur expérience en programmation.
VEXcode V5 élève également le plafond à mesure que les étudiants développent leur expérience, leur confiance et leurs compétences en programmation. VEXcode V5 prend non seulement en charge le codage basé sur des blocs, mais également C++ et Python. Cela permet aux étudiants de passer du codage par blocs au codage par texte en sélectionnant facilement un bouton. VEXcode V5 offre non seulement aux programmeurs débutants une faible barrière d'entrée et un support intégré, mais il élève également le plafond et fournit aux utilisateurs l'échafaudage et le soutien nécessaires pour se sentir en confiance et grandir.
Pour plus d'informations sur VEXcode V5, consultez cette présentation de VEXcode.
Se concentre sur les grandes idées
L'un des plus grands avantages de la V5 Workcell est que les étudiants ont la possibilité d'apprendre et de se concentrer sur des concepts et des compétences plus larges qui sont fondamentaux non seulement pour la programmation, mais aussi pour l'ingénierie et le domaine professionnel de la robotique industrielle.
Les étudiants étudieront différents concepts tels que la construction avec du métal et de l'électronique, le système de coordonnées cartésiennes, la façon dont un bras robotique se déplace dans l'espace 3D, la réutilisation de code, les variables, les listes 2D, les retours de capteurs pour l'automatisation, les systèmes de convoyeurs et bien d'autres.
Les étudiants acquerront des connaissances fondamentales sur ces concepts qui pourront être appliquées plus tard dans un large éventail de domaines tels que les mathématiques, la programmation, l'ingénierie et la fabrication. Tout en acquérant une introduction à ces concepts, les étudiants sont activement capables de résoudre des problèmes, de collaborer, d'être créatifs et de développer leur résilience. Ce sont toutes des compétences importantes dans n’importe quel environnement.
STEM Labs pour enseigner la Workcell V5
Chez VEX Robotics, nous facilitons la mise en route de l'enseignement avec le V5 Workcell, quel que soit l'expérience ou le niveau de capacité, grâce aux laboratoires VEX V5 Workcell STEM. Les laboratoires V5 Workcell STEM fournissent toutes les ressources et le soutien dont les enseignants ont besoin pour enseigner avec succès tous les concepts fondamentaux de la robotique industrielle du V5 Workcell à leurs étudiants.
Les laboratoires STEM sont conçus pour être le manuel de l'enseignant en ligne pour la Workcell V5. À l'instar d'un manuel imprimé de l'enseignant, le contenu destiné aux enseignants des STEM Labs fournit toutes les ressources, le matériel et les informations nécessaires pour planifier, enseigner et évaluer élèves. Les étudiants voient la version étudiante du Lab comme étant celle que leur enseignant facilite, tandis que la version enseignant du Lab a toutes les invites de discussion, les étapes d'activité et les stratégies d'animation à portée de main de l'enseignant.
Pour plan, les enseignants peuvent lire et réviser les concepts, les activités, les stratégies d'animation et les invites de discussion du laboratoire STEM. Pour enseigner, les enseignants peuvent demander aux élèves de suivre les étapes du laboratoire tout en facilitant les activités et les conversations. Pour évaluer, de nombreuses invites de discussion, rubriques et questions d'évaluation sommative sont fournies dans le laboratoire lui-même, ainsi que des stratégies d'animation sur la manière de les mettre en œuvre efficacement en classe.
Il existe au total douze laboratoires Workcell STEM V5 qui suivent une progression, à la fois du point de vue de l'ingénierie et de la programmation.
Dans les laboratoires 1 et 2, les étudiants construisent la V5 Workcell pour la première fois, acquièrent des compétences en construction et apprennent la sécurité.
Dans les laboratoires 3 et 4, les étudiants commencent à explorer comment le bras de la Workcell se déplace dans l'espace 3D, à la fois manuellement et par programmation. Ils apprennent également à fixer un marqueur sur le bras de la Workcell, imitant un outil industriel à l'extrémité du bras du robot.
Dans les laboratoires 5 et 6, les étudiants continueront à développer le concept de mouvement en programmant le bras pour qu'il se déplace avec des variables et des listes 2D.
Dans les laboratoires 7 et 8, après avoir étudié les mouvements manuels et automatisés, les étudiants se plongeront ensuite dans une simulation de fabrication plus approfondie en ramassant et en plaçant des disques à l'aide d'un électro-aimant et du retour d'un capteur.
Dans les laboratoires 9 et 10, les étudiants découvrent les systèmes de convoyeurs et la manière dont les commentaires des capteurs peuvent être utilisés dans la manutention des matériaux.
Dans les laboratoires 11 et 12, les laboratoires STEM concluent en permettant aux étudiants de combiner et d'appliquer leurs apprentissages de tous les laboratoires précédents pour étudier les systèmes coopératifs et comment s'approprier la Workcell pour se préparer à la compétition.
La Workcell VEX V5 fournit une solution globale pour initier les étudiants à la robotique industrielle dans un cadre éducatif rentable, réduisant les barrières d'entrée en programmation et se concentrant sur de grandes idées qui aident les étudiants à développer des compétences importantes.