VEX V5 Workcell Extensions foram projetadas para explorar ainda mais os conceitos abordados nos Laboratórios STEM e apresentar aos alunos conceitos adicionais de classificação e automação. Essas extensões devem ser concluídas após passar pelos primeiros doze laboratórios VEX V5 Workcell STEM.
Cada Workcell Extension começa com informações básicas para explicar a importância e contextualização dos conceitos abordados na extensão, bem como informações sobre o objetivo geral da extensão e o que será criado. Em seguida, são fornecidos exemplos orientados para reconfigurar a célula de trabalho para atingir o objetivo dessa extensão. Observe que as instruções fornecidas podem ser vistas como uma solução possível para fins de inspiração, pois existe mais de uma maneira de atingir o objetivo. Essas extensões exigem que os alunos planejem e construam novas seções da célula de trabalho para ter experiência prática com conceitos específicos de engenharia. Três níveis de desafios estão disponíveis para testar as habilidades de construção ou codificação dos alunos.
As Extensões da Workcell podem ser concluídas em qualquer ordem. No entanto, os conceitos em algumas extensões são mais complexos do que outros. Um exemplo e a recomendação de como eles podem ser solicitados são fornecidos no VEX V5 Workcell Pacing Guide. A tabela abaixo explica os conceitos abordados nas extensões, a importância do conceito tanto com a Workcell quanto em aplicações do mundo real, e duas a três extensões que são o melhor exemplo desse conceito. Embora as extensões possam abranger vários conceitos, apenas o conceito principal será comunicado abaixo.
Desviadores
Os desviadores permitem um movimento mais eficiente dos discos de um transportador para outro, em vez de usar o braço robótico. Isso permite que os discos sigam caminhos diferentes no sistema, pois o programa pode permitir que determinados discos desviem do desviador, enquanto outros são desviados para outro transportador.
Extensão(ões) de célula de trabalhoque cobrem este conceito:
- Discos de desvio: Os alunos construirão e codificarão um desviador para mover discos de uma correia transportadora para outra.
- Retirada de bagagem: Os alunos criarão uma construção onde vários desviadores serão usados para classificar os discos.
Portões
Em alguns sistemas, os discos percorrem diferentes caminhos de transporte dependendo da sua cor. Os portões minimizam o número de discos que passam pelo sistema ao mesmo tempo, o que pode levar a um sistema mais preciso. Ao usar uma porta ou múltiplas portas, há uma menor chance de os discos seguirem o caminho errado ou acabarem na zona de carregamento errada.
Extensão(ões) de célula de trabalhoque cobrem este conceito:
- Habilitar entrada: Os alunos criarão um sistema usando apenas um transportador e uma porta para separar os discos.
- Rejeitar entrada: Os alunos usarão portas em ambos os lados de um alimentador de discos para rejeitar discos vermelhos e aceitar discos verdes e azuis.
Transportadores
Os transportadores permitem que os discos se movam pelo sistema. Em vez de depender de trabalhadores para movimentar produtos através de um sistema, desviadores e transportadores podem ser usados para aumentar a eficiência. O número e a disposição dos transportadores também permitem um movimento mais preciso de objetos de uma área para outra.
Transportadores simples e múltiplos
Embora toda extensão de célula de trabalho utilize transportadores, é importante considerar como vários transportadores funcionam juntos. Considere a velocidade de movimento de cada transportador e como o disco será transferido de um para outro.
Extensão(ões) de célula de trabalhoque cobrem este conceito:
- Eficiência de Custos: Os alunos são desafiados a criar um sistema que utilize o mínimo de materiais possível. Ser eficiente no uso de transportadores pode ajudar muito a reduzir a quantidade de material no sistema.
Transportadores Elevados e Sobrepostos
Em vez de expandir um sistema por todo o piso, as empresas podem elevar partes do seu sistema para otimizar o seu espaço atual. Se a fábrica for um sistema multinível, os itens poderão ser introduzidos no sistema a partir de um nível superior, em vez de ter um grupo de pessoas trazendo os itens até o nível do chão para serem introduzidos no sistema.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Indo mais alto: Os alunos construirão um transportador elevado para mover os discos entre diferentes alturas de transportadores.
- Fábrica Rápida: Os alunos criarão projetos para mover discos de transportadores inferiores para transportadores elevados relacionados ao destino final.
- Subindo de nível: Os alunos criam transportadores sobrepostos no sistema para mover os discos.
Transportadores giratórios
As correias transportadoras giratórias permitem que os discos fluam para outro transportador sem o uso de um desviador ou braço robótico. Esta pode ser uma opção mais eficiente se houver múltiplas saídas.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Aumentando o volume: Os alunos construirão uma esteira transportadora que gira para classificar os discos.
- Novas Alturas: Os alunos construirão um sistema que usa vários transportadores sobrepostos e um transportador giratório para completar desafios.
Sensores
Os sensores podem aumentar a precisão e a eficiência de um sistema. Os sensores podem informar a localização de um objeto ao longo de um transportador, a cor do objeto ou ser usados para determinar o raio de giro dos desviadores. Essa funcionalidade adicional permite que você comece a automatizar sistemas em vez de depender de entradas manuais para relatar a presença ou a cor de um objeto.
Rastreadores de linha
Os Line Trackers relatam a porcentagem de luz refletida de volta pelo sensor. Isso permite codificar a célula de trabalho para responder quando objetos são detectados em uma determinada posição em um transportador. Isso também é abordado no Laboratório 10. Para obter mais informações sobre o uso de rastreadores de linha, este artigo na Biblioteca VEX.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Classifique a bagagem: Os alunos construirão um sistema para classificar os discos na área correta para servirem como bagagem. Eles são incentivados a usar sensores, como Line Trackers, para determinar a posição dos discos ao longo dos transportadores.
Sensores ópticos
Sensores ópticos podem ser usados para detectar cor, proximidade e luz ambiente. Isso permite que um projeto inclua diferentes comportamentos dependendo da cor informada pelo sensor. Para obter mais informações sobre o uso de sensores ópticos, este artigo da Biblioteca VEX.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Retirada de bagagem: Os alunos programarão uma interface de usuário (IU) e sensores ópticos para coletar os discos de sua zona de carregamento e classificá-los em um sistema de transporte.
Interruptores de limite
As chaves fim de curso podem ser usadas para distinguir o raio de giro de um desviador e de uma comporta. Este sensor também pode substituir um sensor de tempo quando os discos se movem de um transportador para outro sem um desviador ou um rastreador de linha para parar um transportador. Para obter mais informações sobre o uso de interruptores de limite, este artigo na Biblioteca VEX.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Controle de qualidade: Os alunos usarão interruptores de limite para rejeitar discos vermelhos quando entrarem no sistema.
Alimentador de disco alterado
O alimentador de disco estendido permite que mais discos sejam introduzidos de forma autônoma em um sistema ao mesmo tempo. Com o alimentador de discos original, apenas quatro discos podiam ser armazenados por vez.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Fábrica Rápida: Os alunos criarão projetos para mover discos de transportadores inferiores para transportadores elevados relacionados ao destino final. Os níveis 2 e 3 requerem até 12 discos para serem concluídos, portanto, é necessário usar um alimentador de disco alterado para armazenar todos os discos.
- Mantenha-se no caminho certo: Os alunos criarão um muro de contenção e outras modificações para aumentar a eficiência na classificação dos discos. O alimentador de discos alterado é usado no Nível 3 do desafio para testar a eficiência da classificação de 12 discos.
Muro de contenção
Às vezes, quando os discos estão em transição de um transportador para outro, eles caem do segundo transportador devido à velocidade com que se movem. Isto também é observado ao contornar curvas em transportadores circulares. Em vez de diminuir a velocidade do transportador, podem ser construídos muros de contenção para manter o disco no transportador.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Mantenha-se no caminho certo: Os alunos criarão um muro de contenção e outras modificações para aumentar a eficiência na classificação dos discos.
Interface de usuário
Uma interface de usuário (ou UI) é um método que permite que um usuário interaja com um sistema de computador (ou máquina) para fornecer entradas ou observar saídas. As UIs são úteis quando você deseja acionar diferentes comportamentos da célula de trabalho, dependendo do botão pressionado por um ser humano. Esta entrada manual é útil ao testar comportamentos. Isso também é abordado no Laboratório 7.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Retirada de bagagem: Os alunos programarão uma UI e sensores ópticos para coletar os discos de sua zona de carregamento e classificá-los em um sistema de transporte.
Várias células de trabalho
Algumas empresas têm várias seções trabalhando juntas, em vez de ter uma seção responsável por cada parte. Isto é ilustrado através de células de trabalho com discos sendo movidos com o primeiro braço robótico, sendo separados em transportadores diferentes e, em seguida, sendo colocados nas zonas de carregamento corretas usando o segundo braço robótico.
Extensões de célula de trabalho que cobrem este conceito:
- Trabalhar Juntos: Os alunos trabalharão juntos para usar duas Células de Trabalho para classificar os discos por cor e colocá-los em uma determinada ordem de cores dentro de um alimentador de discos.