Infokommunikacionnye tehnologiiInfokommunikacionnye tehnologiiИнфокоммуникационные технологии2073-3909Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics63512110.18469/ikt.2023.21.4.12New information technologiesНовые информационные технологииResearch ArticleConcept of Application of Control Algorithms for Manipulation Robots to Perform Complex Technological Operations in IndustryКонцепция применения алгоритмов управления манипуляционными роботами для выполнения сложных технологических операций в промышленностиBorisovVitaliy V.БорисовВиталий Валериевич
Russian Federation

Master's Student of the Technical System Management Department

магистрант кафедры управления в технических системах (УТС)

vitaliy.borisov.2000@inbox.ruSivkovVadim S.СивковВадим Сергеевич
Russian Federation

PhD in Technical Science, Associate Professor of the Technical System Management Department

к.т.н., доцент кафедры УТС

sivkov-vs@psuti.ruPovolzhskiy State University of Telecommunications and InformaticsПоволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики1109202421482881208202412082024Copyright ©; 2024, Borisov V.V., Sivkov V.S.Copyright ©; 2024, Борисов В.В., Сивков В.С.2024Borisov V.V., Sivkov V.S.Борисов В.В., Сивков В.С.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://journals.eco-vector.com/2073-3909/article/view/635121

The article is devoted to the study of control algorithms for manipulation robots to perform complex technological operations at enterprises in order to optimize working process time. In today's business environment, in order to maximize efficiency of production management in highly competitive environment, enterprises need to constantly improve work process automating methods using robots and artificial intelligence. Authors of this article take an in-depth look at the real-world challenges that manipulation robots face in performing complex operations in industrial environment. The work discusses various approaches to control manipulation robots. These approaches include adaptive control method, program control method, sensor control method andcollaborative control method. Application of artificial intelligence in the control of manipulation robots allows making decisions based on analyzing of large data amounts, learning from experience and adapting to the environment.

Статья посвящена изучению алгоритмов управления манипуляционными роботами для выполнения сложных технологических операций на предприятии с целью оптимизации продолжительности рабочего процесса. В современной бизнес-среде для достижения максимальной эффективности управления производством в условиях жесткой конкуренции предприятиям необходимо постоянно совершенствовать способы автоматизации рабочих процессов с помощью роботов и искусственного интеллекта. Авторы статьи подробно рассматривают реальные проблемы, с которыми сталкиваются манипуляционные роботы при выполнении сложных операций в промышленной среде. В статье рассматриваются различные подходы к управлению манипуляционными роботами. К таким подходам относятся метод адаптивного управления, метод программного управления, метод сенсорного управления, метод коллаборативного управления. Применение искусственного интеллекта в управлении манипуляционными роботами позволяет принимать решения на основе анализа большого объема данных, обучаться на полученном опыте и адаптироваться к условиям окружающей среды.

control algorithmsmanipulation robotsprogram control methodadaptive control methodsensor control methodcollaborative control methodsoftware modulesалгоритмы управленияманипуляционные роботыметод программного управленияметод адаптивного управленияметод сенсорного управленияметод коллаборативного управленияпрограммные модулиArkhipov M.V., Golovin V.F., Vzhesnevskiy V.A. Human-machine interface of the manipulation robot. Extreme Robotics, 2017, vol. 1, no. 1, pp. 110–119. (In Russ.)Архипов М.В., Головин В.Ф., Вжесневский В.А. Человеко-машинный интерфейс манипуляционного робота // Экстремальная робототехника. 2017. Т. 1, № 1. С. 110–119.Belyanin P.N. State and development of robot technology. Problemy mashinostroeniya i nadezhnost’ mashin, 2000, no. 2, pp. 85–96. (In Russ.)Белянин П.Н. Состояние и развитие техники роботов // Проблемы машиностроения и надежность машин. 2000. № 2. С. 85–96.Burdakov S.F., Dyachenko V.A., Timofeev A.N. Design of manipulators of industrial robots and robotised complexes: Textbook for Universities. Moscow: Vysshaya shkola, 1986, 264 p. (In Russ.)Бурдаков С.Ф., Дьяченко В.А., Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов: учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1986. 264 с.Voloshko A.G., Ivutin A.N., Kryukov O.S. Methods for modeling and analysis of production processes for developing an enterprise modernization strategy. Izvestiya Tul’skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki, 2020, no. 12, pp. 36–44. (In Russ.)Волошко А.Г., Ивутин А.Н., Крюков О.С. Методы моделирования и анализа производственных процессов для разработки стратегии модернизации предприятия // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 12. С. 36–44.Gornostaev I.V. Development of synthesis methods of the high-speed control systems for manipulation robots taking into account the peculiarities of their constructions: diss. … cand. tech. sciences. Vladivostok, 2023, 145 p. (In Russ.)Горностаев И.В. Разработка методов синтеза систем высокоскоростного управления манипуляционными роботами с учетом особенностей их конструкций: дис. … канд. техн. наук. Владивосток, 2023. 145 с.Zenkevich S.L., Yushchenko A.S. Robot Control. Fundamentals of manipulation robots control: Textbook for Universities. Izdatel’stvo MGTU im. N.E. Baumana, 2000, 478 p. (In Russ.)Зенкевич С.Л., Ющенко А.С. Управление роботами. Основы управления манипуляционными роботами: учеб. пособие для вузов. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 478 с.Kapustyan S.G. Methods and algorithms of collective control of robots at their group application: diss. … doct. tech. sciences. Taganrog, 2008, 376 p. (In Russ.)Капустян С.Г. Методы и алгоритмы коллективного управления роботами при их групповом применении: дис. … д-ра техн. наук. Таганрог, 2008. 376 с.Kolpashchikov E.V., Perepolkin E.A. Software for the development of adaptive control systems for industrial robots. Programmno-tekhnicheskoe obespe-chenie avtomatizirovannyh system, 2019, vol. 3, no. 5, pp. 82–84. (In Russ.)Колпащиков Е.В., Перепелкин Е.А. Программное обеспечение для разработки адаптивных систем управления промышленными роботами // Программно-техническое обеспечение автоматизированных систем. 2019. Т. 3, № 5. С. 82–84.Koltygin D.S., Sedelnikov I.A., Ulyanov A.D. Development of the methodology for modelling the working zones of the manipulation robots. Avtomatizaciya v promyshlennosti, 2022, no. 4, pp. 25–29. (In Russ.)Колтыгин Д.С., Седельников И.А., Ульянов А.Д. Разработка методики моделирования рабочих зон манипуляционных роботов // Автоматизация в промышленности. 2022. № 4. С. 25–29.Naumova T.M., Shlychkov D.S. Controlling in the production processes of the organization. Balkanskoe nauchnoe obozrenie, 2020, vol. 4, no. 4 (10), pp. 62–65. (In Russ.)Наумова Т.М., Шлычков Д.С. Контроллинг в производственных процессах организации // Балканское научное обозрение. 2020. Т. 4, № 4 (10). С. 62–65.Ogorodnikov I.I., Zain M. Technical vision for ripe fruit detection by a robotic system. Avtomatizaciya v promyshlennosti, 2022, no. 10, pp. 40–43. (In Russ.)Огородников И.И., Зейн М. Техническое зрение для детектирования спелых плодов роботизированной системой // Автоматизация в промышленности. 2022. № 10. С. 40–43.Smorodov A.V. Analysis and synthesis of manipulation robots with mechanisms of parallel structure: diss. … cand. tech. sciences. Saint Petersburg, 2004, 139 p. (In Russ.)Смородов А.В. Анализ и синтез манипуляционных роботов с механизмами параллельной структуры: дис. … канд. техн. наук. СПб, 2004. 139 с.Tokarev D.G., Frantseva Y.A. Hardware and software support of the modernised robot control system. Simvol nauki: mezhdunarodnyj nauchnyj zhurnal, 2017, vol. 2, no. 4, pp. 102–105. (In Russ.)Токарев Д.Г., Францева Ю.А. Аппаратно-программное обеспечение модернизированной системы управления роботом // Символ науки: международный научный журнал. 2017. Т. 2, № 4. С. 102–105.Kharitonova P.N. et al. Adaptive gripping devices in the technological production of packaging. Intellektual’nye sistemy i tekhnologii v otraslyah pishchevoj promyshlennosti, 2019, no. 4, pp. 164–170. (In Russ.)Адаптивные захватные устройства в технологическом производстве упаковки / П.Н. Харитонова [и др.] // Интеллектуальные системы и технологии в отраслях пищевой промышленности. 2019. № 4. С. 164–170.Schwandt A., Yushchenko A.S. Collaborative manipulation robots programming with the use of augmented reality interface. Robototekhnika i tekhnicheskaya kibernetika, 2020, vol. 8, no 2, pp. 139–149. (In Russ.)Швандт А., Ющенко А.С. Программирование коллаборативных манипуляционных роботов с использованием интерфейса дополненной реальности // Робототехника и техническая кибернетика. 2020. Т. 8, № 2. С. 139–149.Shestakov E.I., Zhdanov A.A. Control of a modular robot manipulator based on the method of autonomous adaptive control. Neurocomputers: development, application, 2022, vol. 24, no. 6, pp. 38–45. (In Russ.)Шестаков Е.И., Жданов А.А. Управление модульным манипуляционным роботом на основе метода автономного адаптивного управления // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2022. Т. 24, № 6. С. 38–45.