Курсовая теория на тему Обзор современных средств моделирования робототехнических систем

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ РОБОТИЗАЦИИ 5

1.1 Понятие робота, робототехнических систем 5

1.2 Сферы применения и функции роботов 8

1.3 Преимущества и недостатки роботизации 12

ГЛАВА 2. РОБОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 14

2.1 Автоматизация и виды систем управления 14

2.2 Автоматизированные информационные системы 17

2.3 Представление о робототехнических системах 20

ГЛАВА 3. СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ 22

3.1 Системы компьютерной математики 22

3.2 Моделирование систем в MATLAB 24

3.3 Система Simulink 28

3.4 Моделирование в LabView 29

3.5 Виртуальный конструктор Lego Digital Designer 30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 35

Введение:

Современное состояние многих производственных процессов таково, что на долю человека остается выполнение однообразно повторяющихся, утомительных, ручных вспомогательных операций типа подать, закрепить, снять обрабатываемые детали. Также существуют и основные технологические процессы с монотонным ручным трудом, например, в сборочных, сварочных, окрасочных цехах, в цехах по очистке литейного производства, в легкой промышленности и т.д.

Многие из технологических операций являются опасными, вызывающими у людей профзаболевания и инвалидность. Например, вредными и опасными представляются многие операции по обслуживанию и ремонту атомных энергетических установок, подводно-технические водолазные операции, особенно на больших глубинах; металлургия, добыча угля и других полезных ископаемых, строительство.

В ряде случаев наличие ручного труда, т.е. участие человека в технологическом процессе, сдерживает дальнейшее развитие и интенсификацию производства, повышение производительности технологических линий и качества продукции.

Для решения проблемы комплексной автоматизации производства нужно создание принципиально новых машин, имитирующих действия человека в трудовых процессах. Именно промышленные роботы и являются таким классом производственных машин. Исполнительными устройствами в них стали многозвенные манипуляторы с управляемыми приводами по каждой степени подвижности. Система управления промышленного робота может быть настроена на выполнение различных видов ручных операций.

Повышение технологичности, гибкости и инновационной привлекательности производства невозможно без комплексной автоматизации с применением наряду с другими техническими средствами промышленных роботов и вычислительной техники.

Надо иметь в виду, что выгодным является не единичное применение системы робот-станок, а создание достаточно крупной роботизированной технологической линии. В этом случае, как показал опыт, производительность ее может быть повышена в несколько раз с одновременным сокращением обслуживающего персонала.

Важнейшая проблема роботизации — надлежащая технологическая подготовка производства, вызывающая часто необходимость пересмотра самого технологического процесса.

Заключение:

Моделирование, в том числе и компьютерное моделирование, как познавательный приём неотделимо от развития знания. Практически во всех науках о природе построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение модели, отображающей какую-то грань реальности и потому многократно более простой, чем эта реальность, и исследование вначале этой модели. Компьютерное моделирование в настоящее время приобрело общенаучный характер и применяется в исследованиях живой и неживой природы, в науках о человеке и обществе.

Компьютерное моделирование робототехнических систем имеет огромное значение в областях науки и техники. Огромное множество трудоёмкой физической работы человека в настоящее время заменено роботами, а компьютерные устройства, системы компьютерной математики значительно облегчили громоздкие вычисления и преобразования, сведя их к минимуму.

Роботы при нынешнем комплексном использовании приносят колоссальную пользу в экономической сфере. Роботов используют для добычи сырья и ресурсов, разработки месторождений полезных ископаемых. Такие роботы могут работать в суровых и опасных климатических условиях, им нипочем ни мороз, ни радиация. Применение технологий робототехники позволит в кратчайшие сроки выполнять большое количество работы и создать фундамент для экономического процветания страны в будущем.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ РОБОТИЗАЦИИ

1.1 Понятие робота, робототехнических систем

Общее представление о «роботах» сложилось еще в глубокой древности, что видно из множества мифов и легенд. Само же понятие «робот» впервые упоминается в пьесе Карела Чапека «Россумские Универсальные Роботы» (Р.У.Р) в 1920 году. Робот предназначался для выполнения рутинного труда вместо людей.

После этого понятие «робот» все чаще упоминалось в научно-фантастических романах и к концу первой половины 20века уже окончательно «прижилось». Поэтому в подсознании каждого человека был некий образ, который ассоциировался с термином «робот» и «робототехника».

Робототехника, как наука, появилась во второй половине 20 века, когда в ходе развития производства появилась потребность в манипуляционных

8машинах автоматах, способных выполнять опасные и тяжелые операции под управлением человека.

Например, в атомных реакторах для обслуживания контрольно-измерительной аппаратуры или для проведения технологических операций при высокой радиации были разработанные специальные манипуляторы, управляемые человеком-оператором, который находится в специальном защищённом месте.

Манипуляторами называются устройства, способные на расстоянии воспроизводить функции человеческой руки.

Также для робототехники, на тот момент, были созданы научно-технические предпосылки [7]:

 компьютеризация производства;

 автоматизация технологических процессов;

 огромный опыт в использовании станков с числовым программным управлением (ЧПУ).