VEX V5 Workcell Extensions zijn ontworpen om concepten die in de STEM Labs aan bod komen verder te verkennen en studenten kennis te laten maken met aanvullende sorteer- en automatiseringsconcepten. Deze uitbreidingen moeten worden voltooid nadat u de eerste twaalf van de VEX V5 Workcell STEM Labshebt doorlopen.
Elke Workcell-extensie begint met achtergrondinformatie om het belang en de contextualisering van de concepten die in de extensie aan bod komen uit te leggen, evenals informatie over het algemene doel van de extensie en wat er zal worden gecreëerd. Vervolgens worden begeleide voorbeelden gegeven om de werkcel opnieuw te configureren om het doel van die extensie te bereiken. Let op: de gegeven instructies kunnen worden gezien als een mogelijke oplossing ter inspiratie, aangezien er meer dan één manier is om het doel te bereiken. Deze uitbreidingen vereisen dat studenten nieuwe secties van de Workcell plannen en bouwen om praktische ervaring op te doen met specifieke technische concepten. Er zijn drie niveaus van uitdagingen beschikbaar om de constructie- of codeervaardigheden van studenten te testen.
De Workcell-uitbreidingen kunnen in elke gewenste volgorde worden voltooid. De concepten in sommige extensies zijn echter complexer dan andere. Een voorbeeld en aanbeveling voor hoe deze besteld kunnen worden, vindt u in de VEX V5 Workcell Pacing Guide. In de onderstaande tabel worden de concepten uitgelegd die in de extensies aan bod komen, het belang van het concept zowel bij de Workcell als in echte toepassingen, en twee tot drie extensies die het beste voorbeeld zijn van dat concept. Hoewel uitbreidingen meerdere concepten kunnen omvatten, wordt hieronder alleen het hoofdconcept gecommuniceerd.
Omleiders
Omleiders zorgen voor een efficiëntere verplaatsing van de schijven van de ene transportband naar de andere, in plaats van het gebruik van de robotarm. Hierdoor kunnen schijven op verschillende paden in het systeem gaan, omdat het programma ervoor kan zorgen dat bepaalde schijven de omleider omzeilen, terwijl andere naar een andere transportband worden omgeleid.
Werkcelextensie(s)die dit concept dekken:
- Omleidingsschijven: Studenten bouwen en programmeren een omleider om schijven van de ene naar de andere transportband te verplaatsen.
- Bagageband: Studenten maken een constructie waarbij meerdere afleiders worden gebruikt om schijven te sorteren.
Poorten
In sommige systemen gaan schijven afhankelijk van hun kleur langs verschillende transportbanen. Gates minimaliseren het aantal schijven dat tegelijk door het systeem gaat, wat kan leiden tot een nauwkeuriger systeem. Bij gebruik van een poort of meerdere poorten is de kans kleiner dat schijven het verkeerde pad inslaan of in de verkeerde laadzone terechtkomen.
Werkcelextensie(s)die dit concept dekken:
- Invoer inschakelen: Studenten creëren een systeem met slechts één transportband en één poort om schijven te scheiden.
- Afwijzingen: Studenten gebruiken de poorten aan beide kanten van een schijfinvoer om rode schijven te weigeren en groene en blauwe schijven te accepteren.
Transportbanden
Transportbanden zorgen ervoor dat schijven door een systeem kunnen bewegen. In plaats van te vertrouwen op werknemers om producten door een systeem te verplaatsen, kunnen omleiders en transportbanden worden gebruikt om de efficiëntie te verhogen. Het aantal en de opstelling van transportbanden maakt ook een nauwkeurigere verplaatsing van objecten van het ene gebied naar het andere mogelijk.
Enkele en meerdere transportbanden
Hoewel elke Workcell Extension transportbanden gebruikt, is het belangrijk om te overwegen hoe meerdere transportbanden samenwerken. Houd rekening met de snelheid waarmee elke transportband beweegt en hoe de schijf van de ene naar de andere wordt overgebracht.
Werkcelextensie(s)die dit concept dekken:
- Kostenefficiëntie: Studenten worden uitgedaagd om een systeem te creëren dat zo min mogelijk materialen gebruikt. Efficiënt omgaan met het gebruik van transportbanden kan een grote bijdrage leveren aan het verminderen van de hoeveelheid materiaal in het systeem.
Verhoogde en overlappende transportbanden
In plaats van een systeem over de vloer uit te breiden, kunnen bedrijven delen van hun systeem verhogen om hun huidige ruimte te optimaliseren. Als de fabriek een systeem met meerdere niveaus is, kunnen de artikelen vanaf een hoger niveau in het systeem worden geïntroduceerd in plaats van dat een groep mensen de artikelen naar het vloerniveau brengt om in het systeem te worden geïntroduceerd.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Hoger worden: Studenten bouwen een verhoogde transportband om schijven tussen verschillende hoogtes van transportbanden te verplaatsen.
- Snelle fabriek: Studenten maken projecten om schijven van lagere transportbanden naar hogere transportbanden te verplaatsen ten opzichte van de eindbestemming.
- Leveling Up: Studenten creëren overlappende transportbanden op het systeem om schijven te verplaatsen.
Transportbanden draaien
Roterende transportbanden zorgen ervoor dat schijven naar een andere transportband kunnen stromen zonder gebruik van een omleider of robotarm. Dit kan een efficiëntere optie zijn als er meerdere uitgangen zijn.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Het volume verhogen: Studenten bouwen een lopende band die draait om schijven te sorteren.
- New Heights: Studenten bouwen een systeem dat gebruikmaakt van meerdere overlappende transportbanden en een draaiende transportband om uitdagingen op te lossen.
Sensoren
Sensoren kunnen de nauwkeurigheid en efficiëntie van een systeem vergroten. De sensoren kunnen de locatie van een object langs een transportband rapporteren, de kleur van het object, of worden gebruikt om de draaicirkel van omleiders te bepalen. Met deze extra functionaliteit kunt u beginnen met het automatiseren van systemen in plaats van te vertrouwen op handmatige invoer om de aanwezigheid of kleur van een object te rapporteren.
Lijntrackers
Line Trackers rapporteren het percentage licht dat door de sensor wordt teruggekaatst. Hiermee kunt u de Workcell coderen om te reageren wanneer objecten op een bepaalde positie op een transportband worden gedetecteerd. Dit wordt ook behandeld in Lab 10. Voor meer informatie over het gebruik van lijntrackers, bekijk dit artikel uit de VEX-bibliotheek.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Sorteer de bagage: Studenten bouwen een systeem om schijven in de juiste categorie te sorteren, zodat ze als bagage kunnen dienen. Ze worden aangemoedigd om sensoren, zoals Line Trackers, te gebruiken om de positie van de schijven langs de transportbanden te bepalen.
Optische sensoren
Optische sensoren kunnen worden gebruikt om kleur, nabijheid en omgevingslicht te detecteren. Hierdoor kan een project verschillende gedragingen vertonen, afhankelijk van de kleur die door de sensor wordt gerapporteerd. Voor meer informatie over het gebruik van optische sensoren, bekijk dit artikel uit de VEX-bibliotheek.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Bagageband: Studenten programmeren een gebruikersinterface (UI) en optische sensoren om de schijven uit hun laadzone op te halen en ze op een transportband te sorteren.
Eindschakelaars
Eindschakelaars kunnen worden gebruikt om de draaicirkel van een omleider en een hek te onderscheiden. Deze sensor kan ook een tijdsensor vervangen wanneer schijven van de ene transportband naar de andere bewegen zonder een omleider of een Line Tracker om een transportband te stoppen. Voor meer informatie over het gebruik van eindschakelaars, bekijk dit artikel uit de VEX-bibliotheek.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Kwaliteitscontrole: Studenten gebruiken eindschakelaars om rode schijven te weigeren wanneer deze het systeem binnenkomen.
Gewijzigde schijfinvoer
Dankzij de uitgebreide schijfinvoer kunnen meer schijven tegelijkertijd autonoom in een systeem worden geïntroduceerd. Met de originele schijftoevoer konden er slechts vier schijven tegelijk worden vastgehouden.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Snelle fabriek: Studenten maken projecten om schijven van lagere transportbanden naar hogere transportbanden te verplaatsen ten opzichte van de eindbestemming. Voor niveau 2 en 3 zijn maximaal 12 schijven nodig om te voltooien, dus het gebruik van een gewijzigde schijftoevoer is noodzakelijk om alle schijven vast te houden.
- Blijf op het goede spoor: Studenten maken een keermuur en andere aanpassingen om de sorteerschijven efficiënter te maken. De gewijzigde schijftoevoer wordt gebruikt in niveau 3 van de uitdaging om de efficiëntie van het sorteren van 12 schijven te testen.
Keermuur
Wanneer schijven van de ene transportband naar de andere overgaan, vallen ze soms van de tweede transportband vanwege de snelheid waarmee ze bewegen. Dit is ook te zien bij het nemen van bochten in cirkelvormige transportbanden. In plaats van de snelheid van de transportband te verlagen, kunnen er keerwanden worden gebouwd om de schijf op de transportband te houden.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Blijf op het goede spoor: Studenten maken een keermuur en andere aanpassingen om de sorteerschijven efficiënter te maken.
Gebruikersomgeving
Een gebruikersinterface (of UI) is een methode waarmee een gebruiker kan communiceren met een computersysteem (of machine) om input te leveren of output te observeren. UI's zijn handig als u verschillende gedragingen van de werkcel wilt activeren, afhankelijk van de knop die door een mens wordt ingedrukt. Deze handmatige invoer is nuttig bij het testen van gedrag. Dit wordt ook behandeld in Lab 7.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Bagageband: Studenten programmeren een gebruikersinterface en optische sensoren om de schijven uit hun laadzone te halen en ze op een transportband te sorteren.
Meerdere werkcellen
Bij sommige bedrijven werken meerdere secties samen, in plaats van dat één sectie verantwoordelijk is voor elk onderdeel. Dit wordt geïllustreerd aan de hand van Workcells waarbij schijven worden verplaatst met de eerste robotarm, gescheiden worden op verschillende transportbanden en vervolgens daadwerkelijk in de juiste laadzones worden geplaatst met behulp van de tweede robotarm.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Samenwerken: Studenten werken samen om twee werkcellen te gebruiken om schijven op kleur te sorteren en ze in een bepaalde kleurvolgorde in een schijfinvoer te plaatsen.