VEX V5 Workcell Extensions は、STEM ラボで取り上げられた概念をさらに探求し、追加のソートおよび自動化の概念を学生に紹介するように設計されています。 これらの拡張機能は、 VEX V5 Workcell STEM Labsの最初の 12 個を完了した後に完了する必要があります。
各 Workcell 拡張機能は、拡張機能で扱われる概念の重要性とコンテキスト化を説明する背景情報から始まり、拡張機能の全体的な目標と作成される内容に関する情報も提供されます。 次に、その拡張機能の目標を達成するためにワークセルを再構成するためのガイド付きの例が提供されます。 注意: 目標を達成する方法は複数あるため、提供されている手順はインスピレーションの目的のための 1 つの可能な解決策として見ることができます。 これらの拡張機能では、学生はワークセルの新しいセクションを計画して構築し、特定のエンジニアリング概念を実際に体験する必要があります。 学生の構築スキルやコーディングスキルをテストするための 3 つのレベルのチャレンジが用意されています。
ワークセル拡張機能は任意の順序で完了できます。 ただし、一部の拡張機能の概念は他の拡張機能よりも複雑です。 これらをどのように順序付けるかについての例と推奨事項は、 VEX V5 ワークセル ペーシング ガイドに記載されています。 以下の表では、拡張機能でカバーされる概念、ワークセルと実際のアプリケーションの両方における概念の重要性、およびその概念の最適な例となる 2 ～ 3 つの拡張機能について説明します。 拡張機能は複数の概念をカバーする場合があります。ただし、以下では主要な概念のみを説明します。
ダイバータ
ダイバータを使用すると、ロボット アームを使用するよりも効率的に、ディスクを 1 つのコンベアから別のコンベアに移動できます。 これにより、プログラムによって特定のディスクがダイバータをバイパスし、他のディスクが別のコンベアに転送されるようになるため、ディスクがシステム内の異なるパスを通過することが可能になります。
ゲイツ
一部のシステムでは、ディスクは色に応じて異なるコンベア パスに沿って移動します。 ゲートにより、一度にシステムを通過するディスクの数を最小限に抑えることができ、より正確なシステムを実現できます。 ゲートまたは複数のゲートを使用すると、ディスクが間違った経路を進んだり、間違ったロードゾーンに到達したりする可能性が低くなります。
この概念をカバーするワークセル拡張:
- エントリを有効にする: 学生は、ディスクを分離するために 1 つのコンベアと 1 つのゲートのみを使用するシステムを作成します。
- 進入拒否: 生徒はディスク フィーダーの両側にあるゲートを使用して、赤いディスクを拒否し、緑と青のディスクを受け入れます。
コンベア
コンベアにより、ディスクがシステム内を移動できるようになります。 システム内で製品を移動するために作業員に頼るのではなく、ダイバータとコンベアを使用して効率を高めることができます。 コンベアの数と配置により、物体をあるエリアから別のエリアへより正確に移動させることもできます。
単一および複数のコンベア
すべてのワークセル拡張機能はコンベアを使用しますが、複数のコンベアがどのように連携するかを考慮することが重要です。 各コンベアの移動速度と、ディスクがコンベアからコンベアへどのように移動するかを考慮してください。
この概念をカバーするワークセル拡張:
- コスト効率: 学生は、可能な限り少ない材料を使用するシステムを作成するという課題に取り組みます。 コンベアを効率的に使用することで、システム内の材料の量を大幅に削減できます。
上昇型および重なり合うコンベア
企業は、システムをフロア全体に拡張するのではなく、システムの一部を持ち上げて現在のスペースを最適化することができます。 工場が複数階のシステムである場合、複数の人がアイテムをフロアレベルまで運んでシステムに導入するのではなく、上位レベルからアイテムをシステムに導入することができます。
この概念をカバーするワークセル拡張機能:
回転コンベア
センサー
センサーはシステムの精度と効率を高めることができます。 センサーは、コンベア上の物体の位置や物体の色を報告したり、ダイバータの回転半径を判定するために使用したりできます。 この追加機能により、オブジェクトの存在や色を報告するために手動入力に頼るのではなく、システムの自動化を開始できます。
ライントラッカー
ライン トラッカーは、センサーから反射される光の割合を報告します。 これにより、コンベア上の特定の位置でオブジェクトが検出された場合に応答するようにワークセルをコーディングできます。 これについては、 Lab 10でも説明されています。 ライントラッカーの使用に関する詳細については VEX ライブラリのこの記事をご覧ください
この概念をカバーするワークセル拡張機能:
- 荷物を仕分ける: 生徒は、荷物として機能するディスクを正しい場所に分類するシステムを構築します。 コンベア上のディスクの位置を特定するには、ライン トラッカーなどのセンサーを使用することが推奨されます。
光学センサー
制限スイッチ
改造ディスクフィーダー
拡張ディスク フィーダーを使用すると、一度により多くのディスクをシステムに自動的に導入できるようになります。 オリジナルのディスク フィーダーでは、一度に保持できるディスクは 4 枚だけです。
擁壁
ディスクが 1 つのコンベアから別のコンベアに移動しているときに、移動速度が原因で 2 番目のコンベアから落ちてしまうことがあります。 これは、円形コンベアの曲がり角を回るときにも見られます。 コンベアの速度を落とす代わりに、ディスクをコンベア上に保持するための擁壁を構築することができます。
この概念をカバーするワークセル拡張機能:
- 順調に進む: 学生は擁壁やその他の改造を施して、選別ディスクの効率を高めます。
ユーザーインターフェース
ユーザー インターフェイス (UI) は、ユーザーがコンピュータ システム (またはマシン) と対話して入力を提供したり出力を観察したりできるようにする方法です。 UI は、人間が押したボタンに応じてワークセルのさまざまな動作をトリガーする場合に役立ちます。 この手動入力は、動作をテストするときに役立ちます。 これについては、 Lab 7でも説明されています。
この概念をカバーするワークセル拡張機能:
- 手荷物受取所: 学生は UI と光学センサーをプログラムして、ディスクを積載ゾーンから拾い上げ、コンベア システムで仕分けします。
複数のワークセル
企業によっては、1 つのセクションがすべての部分を担当するのではなく、複数のセクションが連携して作業を行っています。 これは、ワークセルを通じて示され、ディスクが最初のロボット アームで移動され、異なるコンベア上で分離され、次に 2 番目のロボット アームを使用して実際に正しいロード ゾーンに配置されます。
この概念をカバーするワークセル拡張機能:
- 協力して作業する: 生徒は協力して 2 つのワークセルを使用し、ディスクを色別に分類して、ディスク フィーダー内で特定の色の順序で配置します。