VEX V5 Workcell Extensions ได้รับการออกแบบมาเพื่อสำรวจแนวคิดที่ครอบคลุมใน STEM Labs เพิ่มเติมและแนะนำแนวคิดการเรียงลำดับและการทำงานอัตโนมัติเพิ่มเติมแก่ผู้เรียน ควรดำเนินการขยายเพิ่มเติมเหล่านี้ให้เสร็จสิ้นหลังจากผ่าน 12 รายการแรกของ VEX V5 Workcell STEM Labs

ส่วนขยาย Workcell แต่ละรายการจะเริ่มต้นด้วยข้อมูลพื้นฐานเพื่ออธิบายความสำคัญและบริบทของแนวคิดที่ระบุในส่วนขยาย ตลอดจนข้อมูลเกี่ยวกับเป้าหมายโดยรวมของส่วนขยายและสิ่งที่จะถูกสร้างขึ้น จากนั้น จะมีการจัดเตรียมตัวอย่างที่แนะนำไว้เพื่อกำหนดค่า Workcell ใหม่เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของส่วนขยายนั้น โปรดทราบว่าคำแนะนำที่ให้ไว้ถือเป็นทางออกหนึ่งที่เป็นไปได้สำหรับจุดประสงค์ของการดลใจ เนื่องจากมีมากกว่าหนึ่งวิธีในการบรรลุเป้าหมาย ส่วนขยายเหล่านี้ต้องการให้นักเรียนวางแผนและสร้างส่วนใหม่ของ Workcell เพื่อให้มีประสบการณ์ตรงกับแนวคิดทางวิศวกรรมที่เฉพาะเจาะจง มีความท้าทายสามระดับเพื่อทดสอบทักษะการก่อสร้างหรือการเขียนโค้ดของนักเรียน

ส่วนขยาย Workcell สามารถดำเนินการให้เสร็จสิ้นในลำดับใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม แนวคิดในส่วนขยายบางส่วนมีความซับซ้อนมากกว่าส่วนขยายอื่นๆ ตัวอย่างและคำแนะนำในการสั่งสิ่งเหล่านี้มีอยู่ใน VEX V5 Workcell Pacing Guide ตารางด้านล่างอธิบายแนวคิดที่ครอบคลุมในส่วนขยาย ความสำคัญของแนวคิดทั้งกับ Workcell และในแอปพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริง และส่วนขยายสองถึงสามรายการที่เป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดของแนวคิดนั้น แม้ว่าส่วนขยายอาจครอบคลุมหลายแนวคิด แต่จะพูดถึงเฉพาะแนวคิดหลักด้านล่างนี้


นักเปลี่ยนเส้นทาง

ตัวเปลี่ยนทิศทางช่วยให้สามารถเคลื่อนย้ายจานจากสายพานลำเลียงหนึ่งไปยังอีกสายพานลำเลียงหนึ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แทนที่จะใช้แขนหุ่นยนต์ ซึ่งจะช่วยให้ดิสก์ไปบนเส้นทางที่แตกต่างกันในระบบ เนื่องจากโปรแกรมสามารถอนุญาตให้ดิสก์บางตัวข้ามไดเวอร์เตอร์ ในขณะที่ดิสก์บางตัวถูกโอนไปยังสายพานลำเลียงอื่น

กลไกเปลี่ยนทิศทางของเวิร์กเซลล์ แสดงให้เห็นแขนหมุนที่ใช้ในการเปลี่ยนทิศทางของแผ่นดิสก์ระหว่างเส้นทางสายพานลำเลียง

ส่วนขยาย Workcellที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • ดิสก์ไดเวอร์: นักเรียนจะสร้างและเขียนโค้ดตัวไดเวอร์เพื่อเคลื่อนย้ายดิสก์จากสายพานลำเลียงหนึ่งไปยังอีกสายพานลำเลียงหนึ่ง
  • รับกระเป๋าสัมภาระ: นักเรียนจะสร้างโครงสร้างที่ใช้ตัวแยกหลายตัวเพื่อเรียงลำดับดิสก์

เกตส์

ในบางระบบ ดิสก์จะไปตามเส้นทางลำเลียงที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสี Gates ลดจำนวนดิสก์ที่ผ่านระบบในคราวเดียว ซึ่งสามารถนำไปสู่ระบบที่แม่นยำยิ่งขึ้น เมื่อใช้เกทหรือหลายเกท มีโอกาสน้อยที่ดิสก์จะไปตามเส้นทางที่ผิดหรือจบลงในโซนการโหลดที่ไม่ถูกต้อง

กลไกประตูเวิร์กเซลล์ แสดงให้เห็นถึงสิ่งกีดขวางที่ใช้ควบคุมการเข้าของแผ่นดิสก์บนสายพานลำเลียง

ส่วนขยาย Workcellที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • เปิดใช้งานรายการ: นักเรียนจะสร้างระบบโดยใช้สายพานลำเลียงเพียงตัวเดียวและประตูเพียงอันเดียวเพื่อแยกดิสก์
  • ปฏิเสธรายการ: นักเรียนจะใช้เกตทั้งสองด้านของตัวป้อนดิสก์เพื่อปฏิเสธดิสก์สีแดงและยอมรับดิสก์สีเขียวและสีน้ำเงิน

สายพานลำเลียง

สายพานลำเลียงช่วยให้ดิสก์เคลื่อนที่ไปรอบๆ ระบบได้ แทนที่จะอาศัยพนักงานในการเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ข้ามระบบ สามารถใช้ตัวเปลี่ยนทิศทางและสายพานลำเลียงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพได้ จำนวนและการจัดเรียงของสายพานลำเลียงยังช่วยให้การเคลื่อนย้ายวัตถุจากพื้นที่หนึ่งไปอีกพื้นที่หนึ่งแม่นยำยิ่งขึ้น

สายพานลำเลียงเดี่ยวและหลายลำ

การจัดวางเวิร์กเซลล์โดยมีสายพานลำเลียงหลายชุดเรียงกันเพื่อเคลื่อนย้ายแผ่นดิสก์ระหว่างส่วนต่างๆ ของระบบ

แม้ว่า Workcell Extension ทุกตัวจะใช้สายพานลำเลียง แต่สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าสายพานลำเลียงหลายตัวทำงานร่วมกันอย่างไร พิจารณาความเร็วที่แต่ละสายพานลำเลียงเคลื่อนที่ และวิธีที่ดิสก์จะถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง

ส่วนขยาย Workcellที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • ประสิทธิภาพต้นทุน: นักเรียนได้รับความท้าทายในการสร้างระบบที่ใช้วัสดุให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การใช้สายพานลำเลียงอย่างมีประสิทธิภาพสามารถช่วยลดปริมาณวัสดุในระบบได้อย่างมาก

สายพานลำเลียงแบบยกสูงและทับซ้อนกัน

ระบบเวิร์กเซลล์ที่มีสายพานลำเลียงแบบยกสูงและซ้อนทับกัน เพื่อเคลื่อนย้ายแผ่นดิสก์ระหว่างระดับความสูงและเส้นทางต่างๆ

แทนที่จะขยายระบบออกไปทั่วทุกพื้นที่ บริษัทสามารถยกบางส่วนของระบบของตนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพพื้นที่ปัจจุบันของตนได้ หากโรงงานเป็นระบบหลายระดับ สามารถนำสิ่งของเข้าสู่ระบบจากระดับที่สูงกว่าได้ แทนที่จะให้กลุ่มคนนำสิ่งของลงมาที่ระดับพื้นเพื่อนำเข้าระบบ

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • ก้าวสูงขึ้น: นักเรียนจะสร้างสายพานลำเลียงแบบยกสูงเพื่อเคลื่อนย้ายแผ่นดิสก์ระหว่างสายพานลำเลียงที่มีความสูงต่างกัน
  • โรงงานที่รวดเร็ว: นักเรียนจะสร้างโครงการในการเคลื่อนย้ายดิสก์จากสายพานลำเลียงที่ต่ำกว่าไปยังสายพานลำเลียงที่สูงขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับจุดหมายปลายทาง
  • การปรับระดับ: นักเรียนสร้างสายพานลำเลียงที่ทับซ้อนกันบนระบบเพื่อเคลื่อนย้ายแผ่นดิสก์

การกลึงสายพานลำเลียง

ภาพมุมมองจากด้านบนของสายพานลำเลียงแบบหมุนได้ ซึ่งเปลี่ยนทิศทางแผ่นดิสก์จากสายพานหนึ่งไปยังอีกสายพานหนึ่งโดยไม่มีตัวเบี่ยงทิศทาง

สายพานลำเลียงที่หมุนได้ช่วยให้ดิสก์ไหลไปยังสายพานลำเลียงอื่นได้โดยไม่ต้องใช้ตัวเปลี่ยนทิศทางหรือแขนหุ่นยนต์ นี่อาจเป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากกว่าหากมีเอาต์พุตหลายตัว 

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • การหมุนขึ้น: นักเรียนจะสร้างสายพานลำเลียงที่หมุนเพื่อคัดแยกแผ่นดิสก์
  • ความสูงใหม่: นักเรียนจะสร้างระบบที่ใช้สายพานลำเลียงหลายเส้นทับซ้อนกันและสายพานลำเลียงแบบหมุนเพื่อบรรลุความท้าทาย

เซนเซอร์

เซ็นเซอร์สามารถเพิ่มความแม่นยำและประสิทธิภาพของระบบได้ เซ็นเซอร์สามารถรายงานตำแหน่งของวัตถุตามแนวสายพานลำเลียง สีของวัตถุ หรือใช้เพื่อกำหนดรัศมีวงเลี้ยวของไดเวอร์เตอร์ ฟังก์ชันการทำงานที่เพิ่มเข้ามานี้ช่วยให้คุณสามารถเริ่มระบบอัตโนมัติ แทนที่จะอาศัยการป้อนข้อมูลด้วยตนเองเพื่อรายงานการมีอยู่หรือสีของออบเจ็กต์

เครื่องติดตามสาย

เซ็นเซอร์ติดตามเส้น VEX จำนวน 3 ตัว ใช้ในการตรวจจับแสงสะท้อนและกำหนดตำแหน่งของแผ่นดิสก์บนสายพานลำเลียง

Line Trackers รายงานเปอร์เซ็นต์ของแสงที่สะท้อนกลับจากเซ็นเซอร์ ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเขียนโค้ดให้ Workcell ตอบสนองเมื่อมีการตรวจพบวัตถุที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งบนสายพานลำเลียง เรื่องนี้ยังครอบคลุมอยู่ใน Lab 10ด้วย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้ตัวติดตามเส้น ดูบทความนี้จากไลบรารี VEX

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • แยกกระเป๋าเดินทาง: นักเรียนจะสร้างระบบการแยกดิสก์ในพื้นที่ที่ถูกต้องเพื่อทำหน้าที่เป็นกระเป๋าเดินทาง พวกเขาได้รับการสนับสนุนให้ใช้เซ็นเซอร์ เช่น Line Trackers เพื่อกำหนดตำแหน่งของดิสก์ตามแนวสายพานลำเลียง

ออปติคัลเซนเซอร์

เซ็นเซอร์แสง VEX ใช้สำหรับตรวจจับสี ระยะใกล้ และแสงโดยรอบ เพื่อใช้ในการคัดแยกแผ่นดิสก์

ออปติคัลเซนเซอร์สามารถใช้เพื่อตรวจจับสี ความใกล้เคียง และแสงโดยรอบ ซึ่งช่วยให้โปรเจ็กต์รวมลักษณะการทำงานที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับสีที่เซ็นเซอร์รายงาน  สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้เซ็นเซอร์ออปติคัล ดูบทความนี้จากไลบรารี VEX

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • การรับกระเป๋า: นักเรียนจะเขียนโปรแกรมอินเทอร์เฟซผู้ใช้ (UI) และเซ็นเซอร์ออปติคัลเพื่อรับแผ่นดิสก์จากโซนโหลดและคัดแยกบนระบบสายพานลำเลียง

ลิมิตสวิตช์

การจัดวางเวิร์กเซลล์ โดยแสดงตำแหน่งสวิตช์จำกัดเพื่อตรวจจับการเคลื่อนที่ของแผ่นดิสก์และควบคุมพฤติกรรมของระบบ

ลิมิตสวิตช์สามารถใช้เพื่อแยกแยะรัศมีวงเลี้ยวของไดเวอร์เตอร์และประตูได้ เซ็นเซอร์นี้ยังสามารถเปลี่ยนเซ็นเซอร์เวลาได้เมื่อมีดิสก์เคลื่อนที่จากสายพานลำเลียงหนึ่งไปยังอีกสายพานลำเลียงหนึ่งโดยไม่มีตัวเปลี่ยนทิศทางหรือ Line Tracker เพื่อหยุดสายพานลำเลียง สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้สวิตช์จำกัด โปรดดูบทความนี้จากไลบรารี VEX

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:


ตัวป้อนดิสก์ที่ถูกเปลี่ยนแปลง

ตัวป้อนดิสก์แบบขยายช่วยให้สามารถนำดิสก์เข้าสู่ระบบได้มากขึ้นในแต่ละครั้ง เมื่อใช้ตัวป้อนดิสก์ดั้งเดิม สามารถเก็บดิสก์ได้ครั้งละสี่ดิสก์เท่านั้น

โครงสร้างตัวป้อนดิสก์แบบขยาย ออกแบบมาเพื่อยึดและปล่อยดิสก์หลายแผ่นเข้าสู่ระบบเวิร์กเซลล์

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • โรงงานที่รวดเร็ว: นักเรียนจะสร้างโครงการในการเคลื่อนย้ายดิสก์จากสายพานลำเลียงที่ต่ำกว่าไปยังสายพานลำเลียงที่สูงขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับจุดหมายปลายทาง ระดับ 2 และ 3 ต้องใช้ดิสก์ถึง 12 แผ่นจึงจะเสร็จสิ้น ดังนั้นการใช้ตัวป้อนดิสก์ที่แก้ไขจึงจำเป็นเพื่อเก็บดิสก์ทั้งหมด
  • อยู่บนเส้นทาง: นักศึกษาจะสร้างกำแพงกันดินและการดัดแปลงอื่น ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการคัดแยกดิสก์ ตัวป้อนดิสก์ที่ถูกดัดแปลงจะใช้ในระดับ 3 ของความท้าทายเพื่อทดสอบประสิทธิภาพของการเรียงลำดับดิสก์ 12 แผ่น

กำแพงกันดิน

บางครั้งเมื่อดิสก์เปลี่ยนจากสายพานลำเลียงหนึ่งไปยังอีกสายพานลำเลียงหนึ่ง ดิสก์จะหลุดออกจากสายพานลำเลียงที่สองเนื่องจากความเร็วที่พวกมันเคลื่อนที่ สิ่งนี้สามารถเห็นได้เมื่อเคลื่อนที่ไปรอบๆ ทางโค้งในสายพานลำเลียงแบบวงกลม แทนที่จะลดความเร็วของสายพานลำเลียง สามารถสร้างกำแพงกันดินเพื่อเก็บจานไว้บนสายพานลำเลียงได้

โครงสร้างกำแพงกันดินของเวิร์กเซลล์ ใช้สำหรับยึดแผ่นดิสก์บนสายพานลำเลียงในระหว่างการเคลื่อนที่และการเลี้ยว

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • อยู่บนเส้นทาง: นักศึกษาจะสร้างกำแพงกันดินและการดัดแปลงอื่น ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการคัดแยกดิสก์

หน้าจอผู้ใช้

ส่วนต่อประสานกับผู้ใช้ (หรือ UI) เป็นวิธีการที่อนุญาตให้ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับระบบคอมพิวเตอร์ (หรือเครื่องจักร) เพื่อให้อินพุตหรือสังเกตเอาต์พุต UI มีประโยชน์เมื่อคุณต้องการทริกเกอร์พฤติกรรมต่างๆ ของ Workcell โดยขึ้นอยู่กับปุ่มที่มนุษย์กด การป้อนข้อมูลด้วยตนเองนี้มีประโยชน์เมื่อทดสอบพฤติกรรม เรื่องนี้ยังครอบคลุมอยู่ใน Lab 7ด้วย 

 

หน้าจอ V5 Brain แสดงส่วนติดต่อผู้ใช้พร้อมปุ่มสีต่างๆ ที่ใช้สำหรับเลือกการจัดเรียงดิสก์ด้วยตนเอง

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • การรับกระเป๋า: นักเรียนจะเขียนโปรแกรม UI และเซ็นเซอร์ออปติคัลเพื่อรับแผ่นดิสก์จากโซนโหลดและคัดแยกบนระบบสายพานลำเลียง

เวิร์คเซลล์หลายอัน

บางบริษัทมีหลายแผนกที่ทำงานร่วมกันแทนที่จะมีแผนกเดียวที่รับผิดชอบทุกส่วน ภาพนี้แสดงให้เห็นผ่าน Workcells โดยที่ดิสก์ถูกเคลื่อนย้ายด้วยแขนหุ่นยนต์ตัวแรก โดยถูกแยกออกจากสายพานลำเลียงที่แตกต่างกัน จากนั้นจะถูกวางลงในโซนการโหลดที่ถูกต้องโดยใช้แขนหุ่นยนต์ตัวที่สอง

เวิร์กเซลล์สองชุดที่เชื่อมต่อกัน โดยมีแขนหุ่นยนต์และสายพานลำเลียงทำงานร่วมกันเพื่อคัดแยกและจัดวางแผ่นดิสก์

ส่วนขยาย Workcell ที่ครอบคลุมแนวคิดนี้:

  • ทำงานร่วมกัน: นักเรียนจะทำงานร่วมกันเพื่อใช้ Workcells สองเซลล์เพื่อจัดเรียงดิสก์ตามสีและวางไว้ตามลำดับสีที่กำหนดภายในตัวป้อนดิสก์

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: