Automated sorting control system development

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This article discusses the development of a Dobot-based automated sorting system for products. Improving the speed and efficiency of sorting processes, as well as reducing manual labor costs in various industries and agriculture, is an urgent task.

Aim. The study aims to advance the sorting process by developing and implementing an automated system to control it.

Materials and methods. The main sorting criteria are the position, color, and temperature of the object. A robotic manipulator controlled by DobotStudio and Arduino IDE software are selected as the actuator of the control system. The sensor system consists of a diffusion photoelectric sensor, a color sensor and a temperature sensor.

Results. A cyclic sort algorithm is presented, including the sensor-based sorting, a robotic arm that sorts objects based on their specified parameters. A three-dimensional (3D) model of the system has been developed, which helps to test the operability of the algorithm. Five series of experiments were conducted using two sorting methods: manual sorting and the developed control system.

Conclusions. As a result of implementing the developed management system, we are able to increase productivity by 20% and improve the quality of sorting. The implementation of the developed system reduces the number of defective products and lead to an increase in the productive efficiency.

About the authors

S. S. Zakozhurnikov

MIREA - Russian Technological University

Email: zakozhurnikov@mirea.ru
ORCID iD: 0000-0003-2354-9656
SPIN-code: 1864-0437

Сandidate of Technical Sciences, Associate Professor, Higher Mathematics-3 Department

Russian Federation, 78, Vernadsky avenue, Moscow, 119454, Russia

G. S. Zakozhurnikova

Volgograd State Technical University

Email: galya.vlz@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4870-0749
SPIN-code: 7209-9481

Сandidate of Technical Sciences, Associate Professor, Heat Engineering and Hydraulics Department

Russian Federation, 28, Lenin avenue, Volgograd, 400005, Russia

K. V. Prikhodkov

Volgograd State Technical University

Email: mlab@vstu.ru
ORCID iD: 0009-0000-9283-849X
SPIN-code: 6006-0250

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor,  Heat Engineering and Hydraulics Department

Russian Federation, 28, Lenin avenue, Volgograd, 400005, Russia

T. A. Gorshunova

MIREA - Russian Technological University

Email: gorshunova@mirea.ru
ORCID iD: 0000-0001-9580-595X
SPIN-code: 6120-6367

Сandidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Higher Mathematics-3 Department

Russian Federation, 78, Vernadsky avenue, Moscow, 119454, Russia

O. A. Pikhtilkova

MIREA - Russian Technological University

Email: pihtilkova@mirea.ru
ORCID iD: 0009-0004-4632-5158
SPIN-code: 5589-7411

Сandidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Higher Mathematics-3 Department

Russian Federation, 78, Vernadsky avenue, Moscow, 119454, Russia

E. V. Pronina

MIREA - Russian Technological University

Email: pronina@mirea.ru
ORCID iD: 0000-0002-2447-7175
SPIN-code: 3391-3440

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor,  Higher Mathematics-3 Department

Russian Federation, 78, Vernadsky аvenue, Moscow, 119454, Russia

S. S. Lavrenov

Synergy University

Author for correspondence.
Email: lavrenovreal@gmail.com
SPIN-code: 5676-0040

Postgraduate Student, Department of Robotics 

Russian Federation, 9/14, building 1, Meshchanskaya street, Moscow, 129090, Russia

References

  1. Trotsenko V.V., Fedorov V.K., Zabudskii A.I., Komendantov V.V. Sistemy upravleniya tekhnologicheskimi protsessami i informatsionnye tekhnologii [Process control systems and information technology]: ucheb. posobie dlya vuzov. 2-e izd., ispr. i dop. Moscow: Yurait, 2022. 136 p. ISBN 978-5-534-09938-6. (In Russian)
  2. Romanov A.M. An overview of the hardware and software of robot control systems of various scales and purposes. Part 1. Industrial Robotics. Russian Technological Journal. 2019. No. 7(5). Pp. 30–46. doi: 10.32362/2500-316X-2019-7-5-30-46. (In Russian)
  3. Merkulov A.V., Kharitonova K.Yu., Zakozhurnikov S.S. et al. Nekotorye voprosy sozdaniya elektronno-upravlyayushchikh sistem vrashchayushchikhsya ob’ektov [Some issues of creating electronic control systems for rotating objects]. Innovatsionnye tekhnologii v elektronike i priborostroenii: sb. dokl. Rossiiskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Innovative technologies in electronics and instrumentation: Collection of documents. The Russian Scientific and Technical Conference with international participation]. Moscow: MIREA – Rossiiskii tekhnologicheskii universitet, 2021. Pp. 212–215. (In Russian)
  4. Zakozhurnikov S., Zakozhurnikova G. Development of a control system for sorting agricultural products according to specified criteria. E3S Web of Conf. 2023. No. 390. Pp. 03019. doi: 10.1051/e3sconf/202339003019.
  5. Lavrenov S.S. Razrabotka avtomatizirovannoy sistemy sortirovki [Development of an automated sorting system]. Radioelektronika, elektrotekhnika i energetika: tez. dokl. XXIX Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii studentov i aspirantov [Radio electronics, electrical engineering and power engineering: Theses of reports. The Twenty-ninth International Scientific and Technical Conference of Students and Postgraduates]. Moscow: RADUGA, 2023. P. 152. (In Russian)
  6. Dorokhov A., Aksenov A., Sibirev A. Results of laboratory studies of the automated sorting system for root and onion crops. Agronomy. 2021. Vol. 11. No. 6. P. 1257. doi: 10.3390/AGRONOMY11061257
  7. Morozov S., Kuzmin K., Vershinin V. Development of a simulation automated system for address sorting of correspondence. Conference «INTERAGROMASH 2021», 2022. Pp. 927–933. doi: 10.1007/978-3-030-80946-1_85
  8. Abed Azad F., Ansari Rad S., Hairi Yazdi M.R. et al. Dynamics analysis, offline–online tuning and identification of base inertia parameters for the 3-DOF Delta parallel robot under insufficient excitations. Meccanica. 2022. Vol. 57(2). Pp. 473–506. doi: 10.1007/s11012-021-01464-7
  9. Tang Y., Li L., Liu X. State-of-the-art development of complex systems and their simulation methods. Complex System Modeling and Simulation. 2021. Vol. 1. No. 4. Pp. 271–290.
  10. Mammadova K.A., Aliyeva E.N. Solving the problem of building an automatic control system for the process of water chemical treatment using fuzzy logic. Lecture Notes in Networks and Systems. 2022. Vol. 362. Pp. 748–756. doi: 10.1007/978-3-030-92127-9_99
  11. Zhang L. Electric automation control simulation system based on intelligent technology. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies. 2022. Vol. 125. Pp. 732–738.
  12. Raff O.I. Umen'shenie energopotrebleniya putem vnedreniya sistemy «umnyi dom» [Reducing energy consumption by implementing a smart home system]. Radioelektronika, elektrotekhnika i energetika: tez. dokl. XXVIII mezhdunar. nauch.-tekhnich. konf. studentov i aspirantov [Radio electronics, electrical engineering and energy: theses of reports. XXVIII International Scientific and Technical Conf. of students and postgraduates.]. Mocow: RADUGA, 2022. P. 98. (In Russian)
  13. Zakozhurnikov S., Gorshunova T., Pronina E., Raff O. Development of an automated lighting control system in agricultural premises to save energy resources. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2023. Vol. 1231. No. 012061. Pp. 1–7. doi: 10.1088/1755-1315/1231/1/012061
  14. Zakozhurnikova G.S., Zakozhurnikov S.S. On the issue of energy efficiency of the technological process of silicon carbide production. Energo- i resursosberezhenie: promyshlennost' i transport. [Energy and Resource Conservation: Industry and Transport]. 2017. No. 3(20). Pp. 55–57. (In Russian)
  15. Zakozhurnikov S.S. Povyshenie energeticheskoy effektivnosti processa plavki karbida kremniуa [Increasing the energy efficiency of the silicon carbide smelting process] Radioelektronika, elektrotehnika i energetika: tezisy dokladov XXII Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii studentov i aspirantov: v 3-h tomah, Moscow, 25–26 fevralya 2016 goda. Vol. 2. Moscow: MJeI, 2016. p. 284. (In Russian)
  16. Zakozhurnikov S.S., Zakozhurnikova G.S., Gorshunova T.A. et al. Improving the mathematical model for obtaining finely dispersed material for creating an automated production process control system. News of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of RAS. 2024. Vol. 26. No. 2. Pp. 11–25. doi: 10.35330/1991-6639-2024-26-2-11-25. (In Russian)
  17. Zakozhurnikov S.S., Raff O.I. Development of a light switching control system using the Telegram messenger. Optical technologies, materials and systems (Optotech – 2024): International scientific and technical conference, Moscow, December 02-08, 2024. Moscow: MIREA – Rossiyskiy tekhnologicheskiy universitet, 2024. Pp. 781–788. (In Russian)
  18. Zakozhurnikov S., Pikhtilkova O., Pronina E., Raff O. The smart home automated control system development. AIP Conference Proceedings. 2024. Vol. 3102 (1): 030024. Pp. 1–4. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0200045
  19. Renjini G.S., Thangavelusamy D. Robust reference tracking and load rejection on non-linear system using controllers. Gazi University Journal of Science. 2022. Vol. 35. No. 4. Pp. 1454–1569. doi: 10.35378/gujs.947882
  20. Li J., Liu C., Sun Y., Shao L. A new event-triggered adaptive tracking controller for nonlinear systems with unknown virtual control coefficients. European Journal of Control. 2022. Vol. 100759. Pp. 1–10. doi: 10.1016/j.ejcon.2022.100759
  21. Tamizi M.G., Ahmadi Kashani A.A., Abed Azad F. et al. Experimental study on a novel simultaneous control and identification of a 3-DOF delta robot using model reference adaptive control. European Journal of Control. 2022. Vol. 6. No. 100715. Pp. 1–12. doi: 10.1016/j.ejcon.2022.100715
  22. Lavrenov S.S. Primenenie fotoelektricheskikh datchikov na proizvodstve [Application of photovoltaic sensors in production]. Opticheskie tekhnologii, materialy i sistemy: sbornik dokladov Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Optical technologies, materials and systems: Collection of reports of the International Scientific and Technical Conference]. IPTIP RTU MIREA. Moscow: MIREA – Rossiiskiy tekhnologicheskiy universitet, 2022. Pp. 206–209. (In Russian)
  23. Voronkov A.D., Diane S.A. A continuous genetic algorithm in the task of capturing an object of a priori unknown shape by a manipulative robot. Russian Technological Journal. 2023. No. 11(1). Pp. 18–30. doi: 10.32362/2500-316X-2023-11-1-18-30. (In Russian)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Zakozhurnikov S.S., Zakozhurnikova G.S., Prikhodkov K.V., Gorshunova T.A., Pikhtilkova O.A., Pronina E.V., Lavrenov S.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».