News of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesNews of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesИзвестия Кабардино-Балкарского научного центра РАН1991-66392949-194035124810.35330/1991-6639-2025-27-5-113-124AMZDLYАвтоматизация и управление технологическими процессами и производствамиAutomation and control of technological processes and productionsResearch ArticleAutomated sorting control system developmentРазработка автоматизированной системы управления процессом сортировкиhttps://orcid.org/0000-0003-2354-96561864-0437ЗакожурниковС. С.ZakozhurnikovS. S.
Russian Federation

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

канд. техн. наук, доцент, ИПТИП, кафедра высшейматематики – 3

zakozhurnikov@mirea.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4870-07497209-9481ЗакожурниковаГ. С.ZakozhurnikovaG. S.
Russian Federation

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

канд. техн. наук, доцент, кафедра «Теплотехники игидравлики»

galya.vlz@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-9283-849X6006-0250PrikhodkovK. V.ПриходьковК. В.
Russian Federation

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

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

mlab@vstu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9580-595X6120-6367GorshunovaT. A.ГоршуноваТ. А.
Russian Federation

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

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

gorshunova@mirea.ruhttps://orcid.org/0009-0004-4632-51585589-7411ПихтильковаО. А.PikhtilkovaO. A.
Russian Federation

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

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

pihtilkova@mirea.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2447-71753391-3440ProninaE. V.ПронинаЕ. В.
Russian Federation

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

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

pronina@mirea.ru5676-0040ЛавреновС. С.LavrenovS. S.
Russian Federation

аспирант, кафедра робототехники

Postgraduate Student, Department of Robotics

lavrenovreal@gmail.comMIREA - Russian Technological UniversityМИРЭА - Российский технологический университетVolgograd State Technical UniversityВолгоградский государственный технический университетMIREA - Russian Technological UniversityМИРЭА - Российский технологический университетSynergy UniversityУниверситет "Синергия"ru201120252025275№5 (2025)NO5 (2025)11312413112025Copyright ©; 2025, Закожурников С.С., Закожурникова Г.С., Приходьков К.В., Горшунова Т.А., Пихтилькова О.А., Пронина Е.В., Лавренов С.С.Copyright ©; 2025, Zakozhurnikov S.S., Zakozhurnikova G.S., Prikhodkov K.V., Gorshunova T.A., Pikhtilkova O.A., Pronina E.V., Lavrenov S.S.2025Закожурников С.С., Закожурникова Г.С., Приходьков К.В., Горшунова Т.А., Пихтилькова О.А., Пронина Е.В., Лавренов С.С.Zakozhurnikov S.S., Zakozhurnikova G.S., Prikhodkov K.V., Gorshunova T.A., Pikhtilkova O.A., Pronina E.V., Lavrenov S.S.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rcsi.science/1991-6639/article/view/351248

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.

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.

control systemsorting systemDobot Magicianrobotic armmicrocontrollerphotoelectric sensorRGB sensortemperature sensorсистема управлениясистема сортировкиDobot Magicianробот-манипулятормикроконтроллерфотоэлектрический датчикдатчик цветадатчик температурыИсследование проведено без спонсорской поддержки.The study was performed without external funding.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)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: 978-5-534-09938-6Romanov 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)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-2019-7-5-30-46Merkulov 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)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.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.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/202339003019Lavrenov 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)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.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/AGRONOMY11061257Dorokhov 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/AGRONOMY11061257Morozov 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_85Morozov 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_85Abed 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/s11012-021-01464-7Abed 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/s11012-021-01464-7Tang 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.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.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_99Mammadova 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_99Zhang L. Electric automation control simulation system based on intelligent technology. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies. 2022. Vol. 125. Pp. 732–738.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.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)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.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: 10.1088/1755-1315/1231/1/012061Zakozhurnikov 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: 10.1088/1755-1315/1231/1/012061Zakozhurnikova 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)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.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)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.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)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: 10.35330/1991-6639-2024-26-2-11-25Zakozhurnikov 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)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.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/10.1063/5.0200045Zakozhurnikov 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: 10.1063/5.0200045Renjini 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.947882Renjini 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.947882Li 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.2022.100759Li 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.2022.100759Tamizi 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.2022.100715Tamizi 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.2022.100715Lavrenov 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)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.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)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