Разработка автоматизированной системы управления процессом сортировки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной статье рассматривается разработка автоматизированной системы управления процессом сортировки продуктов с использованием робота-манипулятора Dobot Magician. Повышение скорости и эффективности процессов сортировки, а также снижение затрат на ручной труд в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства является актуальной задачей.

Целью исследования является совершенствование системы сортировки путем разработки и реализации автоматизированной системы управления данным процессом.

Материалы и методы. Основными параметрами сортировки выбраны положение, цвет и температура объекта. В качестве исполнительного механизма системы управления выбран робот-манипулятор, управляемый через программное обеспечение DobotStudio и Arduino IDE. Система датчиков состоит из диффузионного фотоэлектрического датчика, датчика цвета и датчика температуры.

Результаты. Представлен циклический алгоритм работы, включающий инициализацию датчиков, захват объектов и их сортировку по заданным параметрам. Разработана 3D-версия системы, с помощью которой была проверена работоспособность алгоритма. Проведено пять серий экспериментов для двух вариантов сортировки: с использованием ручной сортировки и с использованием разработанной системы управления.

Выводы. В результате реализации разработанной системы управления удалось повысить производительность на 20 %, а также улучшить качество сортировки. Внедрение разработанной системы позволит уменьшить количество бракованной продукции и приведет к повышению экономической эффективности производства.

Об авторах

С. С. Закожурников

МИРЭА - Российский технологический университет

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

канд. техн. наук, доцент, ИПТИП, кафедра высшей
математики – 3 

Россия, 119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, 78

Г. С. Закожурникова

Волгоградский государственный технический университет

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

канд. техн. наук, доцент, кафедра «Теплотехники и
гидравлики» 

Россия, 400005, Россия, г. Волгоград, пр-т. им. Ленина, 28

К. В. Приходьков

Волгоградский государственный технический университет

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

канд. техн. наук, доцент, кафедра «Теплотехники и гидравлики» 

Россия, 400005, Россия, г. Волгоград, пр-т им. Ленина, 28

Т. А. Горшунова

МИРЭА - Российский технологический университет

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

канд. физ.-мат. наук, доцент, ИПТИП, кафедра высшей
математики – 3 

Россия, 119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, 78

О. А. Пихтилькова

МИРЭА - Российский технологический университет

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

канд. физ.-мат. наук, доцент, ИПТИП, кафедра высшей математики – 3 

Россия, 119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, 78

Е. В. Пронина

МИРЭА - Российский технологический университет

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

канд. физ.-мат. наук, доцент, ИПТИП, кафедра высшей математики – 3

Россия, 119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, 78

С. С. Лавренов

Университет "Синергия"

Автор, ответственный за переписку.
Email: lavrenovreal@gmail.com
SPIN-код: 5676-0040

аспирант, кафедра робототехники 

Россия, 129090, Россия, Москва, ул. Мещанская, 9/14, стр. 1

Список литературы

  1. Троценко В. В., Федоров В. К., Забудский А. И., Комендантов В. В. Системы управления технологическими процессами и информационные технологии: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., испр. и доп. М.: Юрайт, 2022. 136 с. ISBN: 978-5-534-09938-6
  2. Романов А. М. Обзор аппаратно-программного обеспечения систем управления роботов различного масштаба и назначения. Часть 1. Промышленная робототехника // Russian Technological Journal. 2019. № 7(5). С. 30–46. doi: 10.32362/2500-316X-2019-7-5-30-46
  3. Меркулов А. В., Харитонова К. Ю., Закожурников С. С. и др. Некоторые вопросы создания электронно-управляющих систем вращающихся объектов // Инновационные технологии в электронике и приборостроении: сб. докл. Российской научно-технической конференции с международным участием. М.: МИРЭА – Российский технологический университет, 2021. С. 212–215.
  4. Zakozhurnikov S., Zakozhurnikova G. Development of a control system for sorting agricultural products according to specified criteria // E3S Web of Conf. 2023. № 390. Pp. 03019. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202339003019
  5. Лавренов С. С. Разработка автоматизированной системы сортировки // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: тез. докл. XXIX Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. М.: РАДУГА, 2023. С. 152.
  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. Рафф О. И. Уменьшение энергопотребления путем внедрения системы «умный дом» // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: тез. докл. XXVIII междунар. науч.-технич. конф. студентов и аспирантов. М.: РАДУГА, 2022. С. 98.
  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. P. 1–7. doi: 10.1088/1755-1315/1231/1/012061
  14. Закожурникова Г. С., Закожурников С. С. К вопросу об энергоэффективности технологического процесса производства карбида кремния // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. 2017. № 3(20). С. 55–57.
  15. Закожурников С. С. Повышение энергетической эффективности процесса плавки карбида кремния // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: тез. докл. XXII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов: в 3-х томах, Москва, 25–26 февраля 2016 г. Т. 2. М.: МЭИ, 2016. С. 284.
  16. Закожурников С. С., Закожурникова Г. С., Горшунова Т. А. и др. Совершенствование математической модели получения мелкодисперсного материала для создания автоматизированной системы управления процессом производства // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2024. Т. 26. No. 2. С. 11–25. doi: 10.35330/1991-6639-2024-26-2-11-25
  17. Закожурников С. С., Рафф О. И. Разработка системы управления переключением света при помощи мессенджера Telegram // Оптические технологии, материалы и системы (Оптотех – 2024): Международная научно-техническая конференция, Москва, 02–08 декабря 2024 года. М.: МИРЭА – Российский технологический университет, 2024. С. 781–788.
  18. Zakozhurnikov S., Pikhtilkova O., Pronina E., Raff O. The smart home automated control system development // AIP Conference Proceedings. 2024. Vol. 3102 (1): 030024. P. 1–4. doi: 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. 67. No. 100715. Pp. 1–12. doi: 10.1016/j.ejcon.2022.100715
  22. Лавренов С. С. Применение фотоэлектрических датчиков на производстве // Оптические технологии, материалы и системы: сборник докладов Международной научно-технической конференции ИПТИП РТУ МИРЭА. М.: МИРЭА – Российский технологический университет, 2022. С. 206–209.
  23. Воронков А. Д., Диане С. А. Непрерывный генетический алгоритм в задаче захвата манипуляционным роботом объекта априорно неизвестной формы // Russian Technological Journal. 2023. № 11(1). С. 18–30. doi: 10.32362/2500-316X-2023-11-1-18-30

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Закожурников С.С., Закожурникова Г.С., Приходьков К.В., Горшунова Т.А., Пихтилькова О.А., Пронина Е.В., Лавренов С.С., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».