A Workcell VEX V5 é uma introdução ao mundo da robótica industrial.
Este modelo, pequeno o suficiente para ser colocado em uma mesa de sala de aula, torna o VEX V5 Workcell acessível em diversos ambientes educacionais. Além disso, as vantagens de usar o VEXcode V5 como linguagem de programação reduzem a barreira de entrada de um braço robótico industrial para alunos e professores. A célula de trabalho V5 em conjunto com o VEXcode V5 oferece aos alunos a oportunidade de desenvolver habilidades técnicas e de resolução de problemas através da construção e programação de uma célula de trabalho de fabricação simulada com um robô de cinco eixos.
Veja o seguinte artigo de pesquisa sobre o V5 Workcell >
O que é a célula de trabalho V5?
Várias compilações
A Célula de Trabalho V5 utiliza um braço robótico e sistemas de transporte anexados à Célula de Trabalho V5, que os alunos constroem a partir de peças projetadas para funcionar com o sistema VEX V5. Existem várias construções como parte da célula de trabalho V5, começando com apenas o braço robótico preso à placa de base e sendo transformada em uma célula de trabalho profissional simulada com sensores e transportadores.
O braço robótico
A Workcell V5 é composta por um braço robótico que pode acomodar:
Nenhuma ferramenta na extremidade do braço. A construção V5 Workcell não utiliza nenhuma ferramenta na extremidade do braço ao explorar diferentes tipos de movimentos ao longo do sistema de coordenadas cartesianas.
Um eletroímã para pegar e colocar discos.
Um anexo de marcador para segurar um marcador de quadro branco. Isso é usado para desenhar no quadro branco preso à placa de base do V5 Workcell.
Todo o sistema
A Workcell V5 também é composta de outros metais, plásticos, eletrônicos e sensores para construir os sistemas de transporte anexados à Workcell V5.
Os transportadores e desviadores são construídos com peças de metal, elos de piso e motores.
O sistema também abrange muitos componentes eletrônicos e sensores para automatizar a V5 Workcell e imitar verdadeiros processos de fabricação, como classificação e paletização com base nas diferentes condições dos sensores. Os sensores utilizados com o sistema transportador são Line Trackers e um Sensor Óptico.
O Sensor Óptico e os Rastreadores de Linha são usados para programar a Workcell V5 para classificar os discos dependendo de sua cor.
Por que a célula de trabalho V5?
Econômico (hardware)
Apresentar aos alunos a robótica industrial em um ambiente educacional não apenas desperta seu interesse nas áreas profissionais de programação e engenharia, mas também os ajuda a desenvolver habilidades de resolução de problemas e permite que eles dêem vida a conceitos abstratos usando um robô.
No entanto, a introdução de robôs industriais em uma sala de aula não é isenta de desafios. Devido a restrições de espaço, custos e segurança, as instituições educacionais estão recorrendo a modelos de robôs industriais menores, mais seguros e mais econômicos. A célula de trabalho VEX V5 é pequena o suficiente para ser colocada em uma mesa de sala de aula e, com uma proporção recomendada de três alunos para um robô, os alunos têm a oportunidade de envolvimento prático com o robô em todas as aulas. A Workcell V5 é mais segura por ser de tamanho menor, além de ter a capacidade de programar um interruptor de pára-choque que funciona como uma parada de emergência, se necessário.
A V5 Workcell não é apenas uma alternativa menor, mais barata e mais segura, mas também permite que os alunos participem de uma experiência de construção que de outra forma não seria possível. Os alunos envolvidos com braços robóticos de tamanho profissional ganham experiência em programá-los, mas podem não entender como eles se movem e operam porque não estiveram envolvidos no processo de construção. Estar envolvido no processo de construção dá aos alunos a oportunidade de estabelecer uma conexão mais forte entre o hardware e o software e permite que os alunos adquiram um conhecimento mais básico de como o robô funciona fisicamente. Os alunos constroem a célula de trabalho V5 com peças do sistema VEX Robotics V5.
A célula de trabalho VEX V5 oferece às instituições educacionais uma opção de modelo de robô industrial menor, mais segura e mais econômica, versátil em suas capacidades de construção e fornece aos alunos uma experiência de aprendizagem prática mais independente em comparação com braços robóticos de nível profissional.
Baixa barreira de entrada para iniciantes em programação (software)
Ao introduzir a robótica industrial, ou qualquer tipo de robô, em um ambiente educacional, uma das maiores barreiras de entrada é a programação. Os estudantes, e mesmo os educadores, que são programadores novatos podem evitar querer ensinar e aprender robótica porque não são programadores confiantes, não têm experiência ou não se sentem bem apoiados.
Além disso, muitas vezes é necessário muito conhecimento, habilidade e experiência em programação para trabalhar com robôs industriais. Ao programar um braço robótico, o programador pode ter que usar seu conhecimento de como o braço se moverá no espaço 3D, usar certos sensores e programar movimentos precisos. Tudo isso pode elevar o padrão para trazer robôs industriais para a sala de aula fora do alcance. O V5 Workcell torna essa tarefa difícil gerenciável usando o VEXcode V5. O VEXcode V5 torna a programação um modelo robótico industrial acessível a estudantes e educadores, independentemente de sua experiência em programação.
O VEXcode V5 também aumenta o limite à medida que os alunos aumentam sua experiência, confiança e proficiência em programação. VEXcode V5 não suporta apenas codificação baseada em blocos, mas também C++ e Python. Isso permite que os alunos façam a transição da codificação baseada em blocos para a codificação baseada em texto selecionando facilmente um botão. O VEXcode V5 não apenas fornece aos programadores novatos uma baixa barreira de entrada e suporte integrado, mas também eleva o teto e fornece aos usuários a estrutura e o suporte para se sentirem confiantes e crescerem.
Para obter mais informações sobre o VEXcode V5, consulte esta visão geral do VEXcode.
Concentra-se em grandes ideias
Uma das maiores vantagens do V5 Workcell é que os alunos têm a oportunidade de aprender e se concentrar em conceitos e habilidades mais amplos que são fundamentais não apenas para a programação, mas também para a engenharia e o campo profissional da robótica industrial.
Os alunos investigarão diferentes conceitos, como construção com metal e eletrônica, sistema de coordenadas cartesianas, como um braço robótico se move no espaço 3D, reutilização de código, variáveis, listas 2D, feedback de sensores para automação, sistemas de transporte e muito mais.
Os alunos obterão conhecimento básico desses conceitos que podem ser aplicados posteriormente em uma ampla variedade de campos, como matemática, programação, engenharia e manufatura. Ao obterem uma introdução a esses conceitos, os alunos são ativamente capazes de resolver problemas, colaborar, ser criativos e desenvolver resiliência. Todas essas são habilidades importantes em qualquer ambiente.
Laboratórios STEM para ensinar a célula de trabalho V5
Na VEX Robotics, facilitamos o início do ensino com o V5 Workcell, independentemente da experiência ou nível de habilidade, com o VEX V5 Workcell STEM Labs. Os Laboratórios STEM da V5 Workcell fornecem todos os recursos e suporte que os educadores precisam para ensinar todos os conceitos básicos de robótica industrial da V5 Workcell aos seus alunos.
STEM Labs foram projetados para serem o manual do professor on-line para o V5 Workcell. Como um manual impresso do professor, o conteúdo voltado para o professor dos Laboratórios STEM fornece todos os recursos, materiais e informações necessários para poder , ensinar e avaliar alunos. Os alunos veem a versão do Laboratório para estudantes conforme o professor facilita, enquanto a versão do Laboratório para professores tem todas as sugestões de discussão, etapas de atividades e estratégias de facilitação ao alcance do professor.
Para plano, os professores podem ler e revisar os conceitos, atividades, estratégias de facilitação e sugestões de discussão do Laboratório STEM. Para ensinar, os professores podem fazer com que os alunos sigam as etapas do Laboratório à medida que facilitam as atividades e conversas. Para avaliar, vários estímulos de discussão, rubricas e questões de avaliação sumativa diferentes são fornecidos no próprio Laboratório, juntamente com estratégias de facilitação sobre como implementá-los de forma eficaz na sala de aula.
Há um total de doze laboratórios V5 Workcell STEM que seguem uma progressão, tanto do ponto de vista de engenharia quanto de programação.
Nos laboratórios 1 e 2, os alunos constroem a célula de trabalho V5 pela primeira vez, adquirem algumas habilidades de construção e aprendem sobre segurança.
Nos laboratórios 3 e 4, os alunos começam a explorar como o braço da célula de trabalho se move no espaço 3D, tanto manual quanto programaticamente. Eles também são apresentados à fixação de um marcador no braço da célula de trabalho, imitando uma ferramenta industrial na extremidade do braço do robô.
Nos laboratórios 5 e 6, os alunos continuarão a desenvolver o conceito de movimento programando o braço para se mover com variáveis e listas 2D.
Nos laboratórios 7 e 8, depois de estudar movimentos manuais e automatizados, os alunos mergulharão em mais simulações de fabricação, pegando e posicionando discos usando um eletroímã e feedback de sensor.
Nos Laboratórios 9 e 10, os alunos são apresentados aos sistemas de transporte e como o feedback do sensor pode ser usado no manuseio de materiais.
Nos Laboratórios 11 e 12, os Laboratórios STEM terminam permitindo que os alunos combinem e apliquem o que aprenderam em todos os Laboratórios anteriores para investigar sistemas cooperativos e como tornar a Célula de Trabalho própria para se preparar para a competição.
A célula de trabalho VEX V5 fornece uma solução abrangente para apresentar aos alunos a robótica industrial em um ambiente educacional que é econômico, reduz a barreira de entrada na programação e se concentra em grandes ideias que ajudam os alunos a desenvolver habilidades importantes.