VEX V5 Workcell Extensions được thiết kế để khám phá sâu hơn các khái niệm được đề cập trong Phòng thí nghiệm STEM và giới thiệu cho sinh viên các khái niệm phân loại và tự động hóa bổ sung. Những phần mở rộng này phải được hoàn thành sau khi hoàn thành mười hai phần đầu tiên của VEX V5 Workcell STEM Labs.
Mỗi Tiện ích mở rộng Workcell bắt đầu bằng thông tin cơ bản để giải thích tầm quan trọng và bối cảnh hóa của các khái niệm được đề cập trong tiện ích mở rộng, cũng như thông tin về mục tiêu chung của tiện ích mở rộng và nội dung sẽ được tạo. Sau đó, các ví dụ hướng dẫn sẽ được cung cấp để cấu hình lại Workcell nhằm hoàn thành mục tiêu của Tiện ích mở rộng đó. Lưu ý, các hướng dẫn được cung cấp có thể được coi là một giải pháp khả thi nhằm mục đích truyền cảm hứng, vì có nhiều cách để hoàn thành mục tiêu. Những phần mở rộng này yêu cầu sinh viên lập kế hoạch và xây dựng các phần mới của Workcell để có kinh nghiệm thực hành với các khái niệm kỹ thuật cụ thể. Có ba cấp độ thử thách để kiểm tra kỹ năng xây dựng hoặc viết mã của học sinh.
Phần mở rộng Workcell có thể được hoàn thành theo bất kỳ thứ tự nào. Tuy nhiên, các khái niệm trong một số phần mở rộng phức tạp hơn những phần mở rộng khác. Một ví dụ và khuyến nghị về cách sắp xếp những thứ này được cung cấp trong Hướng dẫn tạo nhịp độ Workcell VEX V5 . Bảng dưới đây giải thích các khái niệm có trong phần mở rộng, tầm quan trọng của khái niệm này với cả Workcell và trong các ứng dụng trong thế giới thực, và hai đến ba phần mở rộng là ví dụ điển hình nhất cho khái niệm đó. Mặc dù phần mở rộng có thể bao gồm nhiều khái niệm nhưng chỉ có khái niệm chính mới được truyền đạt bên dưới.
Bộ chuyển hướng
Bộ chuyển hướng cho phép di chuyển các đĩa từ băng tải này sang băng tải khác hiệu quả hơn thay vì sử dụng cánh tay robot. Điều này cho phép các đĩa đi trên các đường dẫn khác nhau trong hệ thống vì chương trình có thể cho phép một số đĩa nhất định bỏ qua bộ chuyển hướng, trong khi các đĩa khác được chuyển hướng sang một băng tải khác.
(Các) phần mở rộng của WorkcellBao hàm khái niệm này:
- Chuyển hướng đĩa: Học sinh sẽ xây dựng và lập trình một bộ chuyển hướng để di chuyển đĩa từ băng chuyền này sang băng chuyền khác.
- Khu vực nhận hành lý: Học sinh sẽ tạo một bản dựng trong đó sử dụng nhiều bộ chuyển hướng để phân loại đĩa.
Cổng
Trong một số hệ thống, các đĩa đi dọc theo các đường băng tải khác nhau tùy thuộc vào màu sắc của chúng. Gates giảm thiểu số lượng đĩa đi qua hệ thống cùng một lúc, điều này có thể mang lại một hệ thống chính xác hơn. Khi sử dụng một cổng hoặc nhiều cổng, khả năng đĩa đi sai đường dẫn hoặc vào vùng tải sai sẽ ít hơn.
(Các) phần mở rộng của WorkcellBao hàm khái niệm này:
- Kích hoạt mục nhập: Học sinh sẽ tạo ra một hệ thống chỉ sử dụng một băng tải và một cổng để tách các đĩa.
- Từ chối nhập: Học sinh sẽ sử dụng cổng ở hai bên của bộ nạp đĩa để từ chối đĩa màu đỏ và chấp nhận đĩa màu xanh lá cây và màu xanh lam.
Băng tải
Băng tải cho phép các đĩa di chuyển xung quanh một hệ thống. Thay vì dựa vào công nhân để di chuyển sản phẩm trong hệ thống, bộ chuyển hướng và băng tải có thể được sử dụng để tăng hiệu quả. Số lượng và cách bố trí băng tải cũng cho phép di chuyển đồ vật từ khu vực này sang khu vực khác một cách chính xác hơn.
Băng tải đơn và nhiều
Mặc dù mọi Tiện ích mở rộng Workcell đều sử dụng băng tải nhưng điều quan trọng là phải xem xét cách nhiều băng tải hoạt động cùng nhau. Xem xét tốc độ mỗi băng tải đang di chuyển và cách đĩa sẽ chuyển từ băng này sang băng khác.
(Các) phần mở rộng của WorkcellBao hàm khái niệm này:
- Hiệu quả về chi phí: Học sinh được thử thách tạo ra một hệ thống sử dụng ít vật liệu nhất có thể. Việc sử dụng băng tải hiệu quả có thể giúp giảm lượng vật liệu trong hệ thống một cách lâu dài.
Băng tải nâng cao và chồng chéo
Thay vì mở rộng hệ thống ra toàn bộ sàn, các công ty có thể nâng cao các bộ phận của hệ thống để tối ưu hóa không gian hiện tại. Nếu nhà máy là hệ thống đa cấp thì các hạng mục có thể được giới thiệu vào hệ thống từ cấp cao hơn thay vì phải nhờ một nhóm người mang các hạng mục xuống tầng để giới thiệu vào hệ thống.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Lên cao hơn: Học sinh sẽ xây dựng một băng tải nâng cao để di chuyển đĩa giữa các băng tải có độ cao khác nhau.
- Nhà máy nhanh: Học sinh sẽ tạo ra các dự án để di chuyển đĩa từ băng tải thấp lên băng tải cao liên quan đến đích cuối cùng.
- Nâng cao trình độ: Học sinh tạo các băng chuyền chồng chéo trên hệ thống để di chuyển đĩa.
Băng tải quay
Băng tải quay cho phép các đĩa chuyển sang một băng tải khác mà không cần sử dụng bộ chuyển hướng hoặc cánh tay robot. Đây có thể là một lựa chọn hiệu quả hơn nếu có nhiều đầu ra.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Xoay nó lên: Học sinh sẽ xây dựng một băng chuyền quay để phân loại đĩa.
- Chiều cao mới: Học sinh sẽ xây dựng một hệ thống sử dụng nhiều băng tải chồng lên nhau và một băng tải quay để hoàn thành các thử thách.
Cảm biến
Cảm biến có thể tăng độ chính xác và hiệu quả của hệ thống. Các cảm biến có thể báo cáo vị trí của một vật thể dọc theo băng tải, màu sắc của vật thể đó hoặc được sử dụng để xác định bán kính quay của bộ chuyển hướng. Chức năng bổ sung này cho phép bạn bắt đầu tự động hóa hệ thống thay vì dựa vào dữ liệu đầu vào thủ công để báo cáo sự hiện diện hoặc màu sắc của đối tượng.
Trình theo dõi dòng
Line Trackers báo cáo phần trăm ánh sáng được phản xạ trở lại từ cảm biến. Điều này cho phép bạn mã hóa Workcell để phản hồi khi phát hiện đối tượng tại một vị trí nhất định trên băng tải. Nội dung này cũng được đề cập trong Lab 10. Để biết thêm thông tin về cách sử dụng trình theo dõi dòng, xem bài viết này từ Thư viện VEX.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Phân loại hành lý: Học sinh sẽ xây dựng hệ thống phân loại đĩa vào đúng khu vực để làm hành lý. Họ được khuyến khích sử dụng các cảm biến, như Bộ theo dõi đường dây, để xác định vị trí của các đĩa dọc theo băng tải.
Cảm biến quang học
Cảm biến quang học có thể được sử dụng để phát hiện màu sắc, độ gần và ánh sáng xung quanh. Điều này cho phép một dự án bao gồm các hành vi khác nhau tùy thuộc vào màu sắc được cảm biến báo cáo. Để biết thêm thông tin về việc sử dụng cảm biến quang học, xem bài viết này từ Thư viện VEX.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Nhận hành lý: Học sinh sẽ lập trình Giao diện người dùng (UI) và Cảm biến quang học để lấy đĩa từ khu vực xếp hàng và phân loại chúng trên hệ thống băng chuyền.
Công tắc giới hạn
Công tắc giới hạn có thể được sử dụng để phân biệt bán kính quay của bộ chuyển hướng và cổng. Cảm biến này cũng có thể thay thế cảm biến thời gian khi có đĩa di chuyển từ băng tải này sang băng tải khác mà không có bộ chuyển hướng hoặc Bộ theo dõi đường dây để dừng băng tải. Để biết thêm thông tin về cách sử dụng công tắc giới hạn, xem bài viết này từ Thư viện VEX.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Kiểm soát chất lượng: Học sinh sẽ sử dụng Công tắc giới hạn để loại bỏ đĩa đỏ khi chúng vào hệ thống.
Bộ nạp đĩa đã thay đổi
Bộ nạp đĩa mở rộng cho phép nhiều đĩa được tự động đưa vào hệ thống cùng một lúc. Với bộ nạp đĩa ban đầu, mỗi lần chỉ có thể giữ được bốn đĩa.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Nhà máy nhanh: Học sinh sẽ tạo ra các dự án để di chuyển đĩa từ băng tải thấp lên băng tải cao liên quan đến đích cuối cùng. Cấp độ 2 và 3 yêu cầu hoàn thành tối đa 12 đĩa, vì vậy cần sử dụng bộ nạp đĩa đã thay đổi để giữ tất cả các đĩa.
- Giữ đúng tiến độ: Học sinh sẽ tạo tường chắn và các sửa đổi khác để tăng hiệu quả phân loại đĩa. Bộ nạp đĩa đã thay đổi được sử dụng ở Cấp độ 3 của thử thách để kiểm tra hiệu quả của việc sắp xếp 12 đĩa.
Tường chắn
Đôi khi các đĩa đang chuyển từ băng tải này sang băng tải khác, chúng rơi khỏi băng tải thứ hai do tốc độ di chuyển. Điều này cũng được thấy khi đi vòng qua các khúc cua trên băng tải hình tròn. Thay vì giảm vận tốc của băng tải, có thể xây tường chắn để giữ đĩa trên băng tải.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Giữ đúng tiến độ: Học sinh sẽ tạo tường chắn và các sửa đổi khác để tăng hiệu quả phân loại đĩa.
Giao diện người dùng
Giao diện người dùng (hoặc UI) là một phương pháp cho phép người dùng tương tác với hệ thống máy tính (hoặc máy) để cung cấp đầu vào hoặc quan sát đầu ra. Giao diện người dùng rất hữu ích khi bạn muốn kích hoạt các hành vi khác nhau của Workcell tùy thuộc vào nút được nhấn bởi con người. Việc nhập thủ công này rất hữu ích khi kiểm tra hành vi. Nội dung này cũng được đề cập trong Lab 7.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Nhận hành lý: Học sinh sẽ lập trình UI và Cảm biến quang học để lấy đĩa từ khu vực chất hàng và phân loại chúng trên hệ thống băng chuyền.
Nhiều ô làm việc
Một số công ty có nhiều bộ phận làm việc cùng nhau thay vì có một bộ phận phụ trách mọi bộ phận. Điều này được minh họa thông qua Workcell với các đĩa được di chuyển bằng cánh tay robot đầu tiên, được phân tách trên các băng tải khác nhau, sau đó thực sự được đặt vào vùng tải chính xác bằng cánh tay robot thứ hai.
Tiện ích mở rộng WorkCell bao gồm khái niệm này:
- Làm việc cùng nhau: Học sinh sẽ làm việc cùng nhau để sử dụng hai Workcell để phân loại đĩa theo màu sắc và đặt chúng theo thứ tự màu nhất định trong bộ nạp đĩa.