VEX V5 Workcell Extensions розроблено для подальшого вивчення концепцій, розглянутих у STEM Labs, і ознайомлення студентів із додатковими концепціями сортування та автоматизації. Ці розширення слід завершити після проходження перших дванадцяти з VEX V5 Workcell STEM Labs.
Кожне розширення Workcell починається з довідкової інформації, яка пояснює важливість і контекстуалізацію концепцій, розглянутих у розширенні, а також інформацію про загальну мету розширення та те, що буде створено. Потім надаються керовані приклади реконфігурації Workcell для досягнення мети цього розширення. Зауважте, що надані інструкції можна розглядати як одне з можливих рішень з метою натхнення, оскільки існує більше ніж один спосіб досягти мети. Ці розширення вимагають від студентів планування та створення нових розділів Workcell, щоб отримати практичний досвід роботи з конкретними інженерними концепціями. Для перевірки навичок студентів у конструюванні та кодуванні доступні три рівні викликів.
Розширення Workcell можна заповнювати в будь-якому порядку. Однак поняття в деяких розширеннях складніші, ніж в інших. Приклад і рекомендації щодо того, як їх можна замовити, наведено в VEX V5 Workcell Pacing Guide. У таблиці нижче пояснюються концепції, охоплені розширеннями, важливість концепції як для Workcell, так і в реальних програмах, а також два-три розширення, які є найкращим прикладом цієї концепції. Хоча розширення можуть охоплювати кілька концепцій, нижче буде передано лише основну концепцію.
Дивертери
Дивертери дозволяють більш ефективно переміщати диски з одного конвеєра на інший, ніж використовувати роботизовану руку. Це дозволяє дискам проходити різними шляхами в системі, оскільки програма може дозволяти певним дискам обходити відводник, а інші перенаправляються на інший конвеєр.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Відводні диски: Студенти побудують і закодують відвод для переміщення дисків з однієї конвеєрної стрічки на іншу.
- Отримання багажу: Студенти створять збірку, у якій для сортування дисків використовуються кілька перенаправлювачів.
Ворота
У деяких системах диски проходять по різних конвеєрних шляхах залежно від їх кольору. Gates мінімізує кількість дисків, що одночасно проходять через систему, що може призвести до більш точної системи. При використанні шлюзу або кількох шлюзів менша ймовірність того, що диски пройдуть неправильним шляхом або опиняться в неправильній зоні завантаження.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Увімкнути запис: Студенти створять систему, використовуючи лише один конвеєр і одні ворота для розділення дисків.
- Відмова від входу: Студенти використовуватимуть ворота з обох боків пристрою подачі дисків, щоб відхилити червоні диски та прийняти зелені та сині диски.
Конвеєри
Конвеєри дозволяють дискам переміщатися по системі. Замість того, щоб покладатися на працівників для переміщення продуктів по системі, для підвищення ефективності можна використовувати відводи та конвеєри. Кількість і розташування конвеєрів також дозволяє точніше переміщати предмети з однієї зони в іншу.
Одинарний і багаторазовий конвеєр
Хоча кожен Workcell Extension використовує конвеєри, важливо враховувати, як кілька конвеєрів працюють разом. Розглянемо швидкість руху кожного конвеєра та те, як диск буде переміщатися від одного до іншого.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Економічна ефективність: Студенти повинні створити систему, яка використовує якомога менше матеріалів. Ефективне використання конвеєрів може значно зменшити кількість матеріалу в системі.
Підняті конвеєри та конвеєри, що перекриваються
Замість того, щоб розширювати систему по всій площі, компанії можуть піднімати частини своєї системи, щоб оптимізувати свій поточний простір. Якщо фабрика є багаторівневою системою, предмети можна вводити в систему з вищого рівня, замість того, щоб група людей доставляла предмети на рівень поверху для введення в систему.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Підйом вище: Учні побудують піднесений конвеєр для переміщення дисків між конвеєрами різної висоти.
- Fast Factory: Студенти створюватимуть проекти для переміщення дисків з нижніх конвеєрів на підняті конвеєри, пов’язані з кінцевим пунктом призначення.
- Підвищення рівня: Учні створюють у системі конвеєри, що перекриваються, для переміщення дисків.
Поворотні конвеєри
Конвеєрні стрічки, що обертаються, дозволяють дискам переміщатися на інший конвеєр без використання відводу чи роботизованої руки. Це може бути більш ефективним варіантом, якщо є кілька виходів.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Turning It Up: Учні побудують конвеєрну стрічку, яка обертається для сортування дисків.
- New Heights: студенти побудують систему, яка використовує кілька конвеєрів, що перекриваються, і поворотний конвеєр для виконання завдань.
Датчики
Датчики можуть підвищити точність і ефективність системи. Датчики можуть повідомляти про розташування об'єкта вздовж конвеєра, колір об'єкта або використовуватися для визначення радіусу повороту диверторів. Ця додаткова функція дозволяє почати автоматизувати системи, а не покладатися на введення вручну, щоб повідомити про присутність або колір об’єкта.
Лінійні трекери
Лінійні трекери повідомляють про відсоток світла, відбитого від датчика. Це дозволяє закодувати Workcell так, щоб він реагував на виявлення об’єктів у певній позиції на конвеєрі. Це також описано в Lab 10. Для отримання додаткової інформації про використання лінійних трекерів перегляньте цю статтю з бібліотеки VEX.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Сортування багажу: Студенти створять систему для сортування дисків у правильній зоні, яка буде використовуватися як багаж. Їм рекомендується використовувати датчики, як-от відстеження ліній, щоб визначати положення дисків уздовж конвеєрів.
Оптичні датчики
Оптичні датчики можна використовувати для визначення кольору, відстані та навколишнього освітлення. Це дозволяє проекту включати різні поведінки залежно від кольору, який повідомляє датчик. Для отримання додаткової інформації про використання оптичних датчиків перегляньте цю статтю з бібліотеки VEX.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Отримання багажу: Студенти запрограмують інтерфейс користувача (UI) та оптичний(і) датчик(и), щоб забирати диски з зони завантаження та сортувати їх на конвеєрній системі.
Кінцеві вимикачі
Кінцеві вимикачі можна використовувати для розрізнення радіусу повороту дивертора та воріт. Цей датчик також може замінити датчик часу, коли диски переміщуються з одного конвеєра на інший без перемикача або відстеження лінії для зупинки конвеєра. Для отримання додаткової інформації про використання кінцевих вимикачів перегляньте цю статтю з бібліотеки VEX.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Контроль якості: Студенти використовуватимуть кінцеві вимикачі, щоб відхилити червоні диски, коли вони входять до системи.
Змінений дисковий фідер
Розширений пристрій подачі дисків дозволяє автономно вводити в систему більше дисків одночасно. За допомогою оригінального пристрою подачі дисків одночасно можна було утримувати лише чотири диски.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Fast Factory: Студенти створюватимуть проекти для переміщення дисків з нижніх конвеєрів на підняті конвеєри, пов’язані з кінцевим пунктом призначення. Рівні 2 і 3 вимагають завершення до 12 дисків, тому використання зміненого пристрою подачі дисків необхідно, щоб утримувати всі диски.
- Слідкуйте за планом: Студенти створять підпірну стінку та інші модифікації для підвищення ефективності сортування дисків. Змінений пристрій подачі дисків використовується на рівні 3 завдання, щоб перевірити ефективність сортування 12 дисків.
Підпірна стінка
Іноді, коли диски переходять з одного конвеєра на інший, вони падають з другого конвеєра через швидкість, з якою вони рухаються. Це також видно під час проходження поворотів круговими конвеєрами. Замість того, щоб зменшувати швидкість конвеєра, можна побудувати підпірні стінки, щоб утримувати диск на конвеєрі.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Слідкуйте за планом: Студенти створять підпірну стінку та інші модифікації для підвищення ефективності сортування дисків.
Інтерфейс користувача
Інтерфейс користувача (або UI) — це метод, який дозволяє користувачеві взаємодіяти з комп’ютерною системою (або машиною) для введення або спостереження за результатами. Інтерфейси користувача корисні, коли ви хочете активувати різні дії Workcell залежно від кнопки, натиснутої людиною. Це введення вручну корисно під час тестування поведінки. Це також описано в Lab 7.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Отримання багажу: Студенти запрограмують інтерфейс користувача та оптичний датчик (датчики), щоб забирати диски з зони завантаження та сортувати їх на конвеєрній системі.
Кілька робочих клітин
Деякі компанії мають кілька підрозділів, які працюють разом, замість того, щоб один відділ відповідав за кожну частину. Це проілюстровано робочими клітинами з дисками, які переміщуються за допомогою першої роботизованої руки, розділяються на різних конвеєрах, а потім фактично розміщуються в правильних зонах завантаження за допомогою другої роботизованої руки.
Розширення Workcell, які охоплюють цю концепцію:
- Попрацюйте разом: Учні разом використають дві робочі клітинки, щоб сортувати диски за кольором і розміщувати їх у певному порядку кольорів у пристрої подачі дисків.