VEX V5 Workcell Extensions zijn ontworpen om de 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 een aanbeveling van 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: De leerlingen bouwen en coderen een omleiding om schijven van de ene transportband naar de andere te verplaatsen.
- Bagageclaim: Studenten maken een build waarbij meerdere omleiders 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:
- Toegang inschakelen: Leerlingen creëren een systeem met slechts één transportband en één poort om schijven te scheiden.
- Invoer weigeren: Leerlingen gebruiken poorten aan weerszijden van een schijftoevoer 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 gaan: De leerlingen bouwen een verhoogde transportband om schijven tussen verschillende hoogtes van transportbanden te verplaatsen.
- Fast Factory: Studenten zullen projecten maken om schijven van lagere transportbanden naar verhoogde transportbanden te verplaatsen, gerelateerd aan de eindbestemming.
- Nivellering omhoog: Leerlingen 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:
- Een hogere versnelling: De leerlingen bouwen een transportband die draait om sorteerschijven te maken.
- Nieuwe hoogten: De leerlingen bouwen een systeem dat meerdere overlappende transportbanden en een draaiende transportband gebruikt om uitdagingen te voltooien.
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 komt ook aan bod in Lab 10. Voor meer informatie over het gebruik van lijntrackers kunt dit artikel uit de VEX-bibliotheek bekijken.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Sorteer de bagage: De leerlingen bouwen een systeem om schijven in de juiste ruimte te sorteren om als bagage te 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 kunt dit artikel uit de VEX-bibliotheek bekijken.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Bagageclaim: Studenten programmeren een gebruikersinterface (UI) en optische sensor(en) om de schijven uit hun laadzone op te halen en ze op een transportsysteem 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 kunt dit artikel uit de VEX Bibliotheek raadplegen.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Kwaliteitscontrole: Leerlingen gebruiken eindschakelaars om rode schijven te weigeren wanneer ze 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:
- Fast Factory: Studenten zullen projecten maken om schijven van lagere transportbanden naar verhoogde transportbanden te verplaatsen, gerelateerd aan 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 koers: Leerlingen 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 koers: Leerlingen 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 komt ook aan bod in Lab 7.
Workcell-extensie(s) die dit concept dekken:
- Bagageclaim: Studenten programmeren een gebruikersinterface en optische sensor(en) om de schijven uit hun laadzone op te halen en ze op een transportsysteem 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: Leerlingen werken samen om twee werkcellen te gebruiken om schijven op kleur te sorteren en ze in een bepaalde kleurvolgorde in een schijfinvoer te plaatsen.