ES2323618B1 - Maquina con vision artificial para la separacion automatica de plasticos reciclables por composicion y por colores, con vision multiespectral. - Google Patents
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Abstract
Máquina con visión artificial para la separación
automática de plásticos reciclables por composición y por colores,
con visión multiespectral.
La máquina con visión artificial para la
separación automática de plásticos reciclables por colores, con
visión multiespectral, que emplea las zonas ultravioleta, visible e
infrarroja del espectro simultáneamente, en longitudes de onda
inferiores a 400 nm, entre 400 y 700 nm, y superiores a 700 nm,
obteniéndose para cada pieza analizada su espectrograma que es
especifico para cada tipo de plástico.
La máquina en su conjunto está configurada por
una cinta transportadora de los plásticos a analizar, un módulo de
línea compuesto por un armario con pantalla táctil, donde se ubican
los sistemas de iluminación y visión multiespectral para la toma de
imágenes, un módulo electrónico de control, donde se alojan las
tarjetas procesadoras, un sistema informático que realiza el
análisis multiespectral de las piezas de plástico, un interface
electrónico para el mando de electro-válvulas de
expulsión, un sistema de soplado, y cintas transportadoras de
material para la extracción del flujo principal y de los
componentes separados.
Description
Máquina con visión artificial para la separación
automática de plásticos reciclables por composición y por colores,
con visión multiespectral.
El objeto de la presente invención, según se
expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a
una máquina con visión artificial para la separación automática de
plásticos por colores, basada en la tecnología del análisis de la
visión multiespectral, que emplea las zonas ultravioleta, visible e
infrarroja del espectro simultáneamente, en longitudes de onda
inferiores a 400 nm, entre 400 y 700 nm y superiores a 700 nm. En
cada pieza analizada se obtiene su espectrograma que es específico
de cada tipo de plástico permitiendo su separación. El sistema
neumático de extracción con su barra sopladora permite separar más
de un componente.
En la actualidad los plásticos procedentes del
reciclaje de residuos urbanos son fundamentalmente envases con
colores y composiciones varias. Se pueden encontrar normalmente
envases de plásticos de PE, PP, PVC, PET, etc, todos ellos de
diferentes colores.
El problema principal es agruparlos por
composición, es decir, por tipo de plásticos, por ejemplo,
diferenciar el PVC. del PET que tengan el mismo color o no, etc, lo
cual implica identificar cada tipo de plásticos de forma clara, a
pesar de que los envases presentan distintos grados de suciedad y
que lleven etiquetas de diferentes colores.
Existen máquinas en el mercado basadas en la
tecnología de la visión artificial y que funcionan dentro del
espectro visible, es decir, realizan el análisis con sistemas de
iluminación y cámaras dentro del rango de 400 nm a 700 nm de
longitud de onda. Con ello se puede conseguir la separación de
plásticos por colores pero no por su composición.
Estas máquinas realizan la separación automática
de plásticos por colores por análisis del color combinado con un
sistema de extracción por soplado neumático.
En estas máquinas el sistema de visión actúa,
según en cada caso, sobre el sistema de extracción para separar el
color que interese.
Actualmente este tipo de máquinas, que se
comercializan en el mercado están basadas en la visión artificial
que funcionan dentro de la zona infrarroja del espectro, es decir,
con longitudes de onda superiores a 700 nm, con ellos se pueden
separar algunos plásticos pero no todos ellos con fiabilidad, no
garantizándose que los plásticos en su contenedor final tengan cada
uno su color definido.
Las máquinas existentes en el mercado sólo
pueden separar como máximo un tipo de plástico en cada pasada por
medio de una barra sopladora.
Esto nos lleva a la conclusión que las
limitaciones de la tecnología actual basada en la visión artificial
son debidas a dos razones. Primera, que para el análisis de las
piezas se emplea la franja visible del espectro o a lo sumo la
franja infrarroja con lo que las posibilidades de identificación de
los diferentes tipos de plásticos están limitadas y su fiabilidad
no es buena. Segunda, en cada pasada sólo se puede separa un
componente por medio de una barra sopladora.
Para resolver y mejorarlas las limitaciones de
la tecnología actual que tienen las máquinas existentes y que
aplican la visión artificial, funcionando dentro del espectro
visible, es decir, que realizan el análisis con sistemas de
iluminación y cámaras dentro del rango de 400 nm a 700 nm de
longitud de onda, se ha desarrollado la máquina con visión
artificial para la separación automática de plásticos reciclables
por colores con visión multiespectral que emplea las zonas
ultravioleta, visible e infrarroja del espectro simultáneamente, es
decir, longitudes de onda inferiores a 400 nm, entre 400 y 700 nm y
superiores a 700 nm, así como, de forma automática permite realizar
la separación y clasificación de los materiales de plásticos
reciclables, con evidentes mejoras innovadoras, dentro del proceso
productivo, y realizar una eliminación de la contaminación medio
ambiental y su aprovechamiento posterior para su reciclable.
La máquina con visión artificial para la
separación automática de plásticos reciclables por colores con
visión multiespectral, que emplea las zonas ultravioleta, visible e
infrarroja del espectro simultáneamente, en longitudes de onda
inferiores a 400 nm, entre 400 y 700 nm y superiores a 700 nm, con
ello para cada pieza analizada se obtiene su espectrograma que es
específico para cada tipo de plástico, permitiendo su separación
por medio de una barra sopladora que es capaz de separa más de un
componente en cada pasada.
La máquina en su diseño estructural esta
configurada por un sistema de alimentación vibrante o cinta
transportadora, para el transporte de los plásticos a analizar,
(envases o piezas de plástico). Un módulo de línea compuesto por un
armario posicionado en forma de puente sobre la cinta transportadora
donde se ubican el sistema de iluminación multiespectral y el
sistema de visión multiespectral para la toma de imágenes. Un
módulo electrónico de control, donde se alojan las tarjetas
procesadoras. Un sistema informático que realiza el análisis
multiespectral de las piezas de plástico, para el procesado y
análisis de imágenes. Un interface electrónico para mando de
electro-válvulas de expulsión en el sistema de
extracción. Un sistema de soplado configurado por una barra
sopladora y un sistema de electro-válvulas
neumáticas ubicada al final de la cinta transportadora que forma
parte del sistema de extracción neumático de piezas, al sistema de
extracción neumático le llegan las señales eléctricas
correspondientes procedentes de las tarjetas electrónicas que están
conectadas al sistema informático. Un armario de control con
pantalla táctil donde se registran el número de piezas separadas y
se visualiza estadísticas de turno, el tipo de material que se está
separando etc.
Dentro del proceso si el resultado del análisis
es que la pieza debe ser extraída del flujo principal, se envía la
orden a través de las tarjetas electrónicas para la activación de
las electro-válvulas neumáticas de expulsión.
Una de las innovaciones que presenta esta
máquina es que la barra sopladora permite separar más de un tipo de
plástico a la vez, ello es posible debido al empleo de las
realizaciones en el sistema neumático de extracción, y su recogida
en cintas transportadoras, o recipientes o contenedores diferentes
que la máquina dispone en el proceso final, estos cintas
transportadoras o recipientes en su inicio están dentro de una
cabina para evitar que los plásticos seleccionados no caigan fuera
de estas cintas esta cabina dispone de una ventana de visualización,
así como, de una abertura inferior para la salida de las cintas
transportadoras.
Esta máquina emplea un sólo tipo de
electro-válvula neumática regulando el flujo y la
presión de cada soplado permitiendo enviar las piezas a diferente
distancia según el tipo de plástico.
La máquina esta preparada para la ubicación de
válvulas de diferentes tipos en cuanto a caudal y presión de
soplado, así como, intercalándolas con una resolución mecánica de
acuerdo con el tamaño de piezas a separar.
Para una mejor comprensión de esta memoria
descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan
unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se
trata de identificar el invento.
La figura 1 presenta una vista en perspectiva de
la máquina completa, donde se muestra la cinta (1), transportadora,
el módulo de línea (2) compuesto por un armario de control, donde
se ubica la pantalla táctil (5), el sistema neumático de extracción
(4), de piezas, el deposito (6), para el almacenamiento de aire a
presión, el sistema de soplado (3), el sistema de cintas
transportadora (7), o recipientes para la extracción del flujo
principal y de los componentes separados, la cabina (8), y la
ventana (9) para visualización de los plásticos.
La figura 2 presenta una vista del alzado
lateral longitudinal de la máquina con visión artificial para la
separación automática de plásticos reciclables, con visión
multiespectral, mostrando la configuración de todos los equipos, su
posicionamiento, la entrada del material depositado en la cinta
transportadora y la recogida del mismo una vez seleccionado.
La figura 3 presenta una vista en planta de la
máquina con visión artificial para la separación automática de
plásticos, mostrándose la salida del material ya seleccionado.
En la fig. 1 presente una realización del
conjunto que configura la máquina con visión artificial para la
separación automática de plásticos reciclables, con visión
multiespectral, que emplea las zonas ultravioleta, visible e
infrarroja del espectro simultáneamente, en longitudes de onda
inferiores a 400 nm, entre 400 y 700 nm y superiores a 700 nm.
La fig. 1 muestra la máquina en su conjunto,
configurada por una cinta transportadora (1), vibradora, para
llevar los plásticos a analizar (envases o piezas de
plásticos).
Sobre la cinta transportadora (1),se posiciona
el armario (2), que contiene el sistema de iluminación
multiespectral y el sistema de visión multiespectral para el
procesado y análisis de imágenes, en este armario (2) de control se
ubica la pantalla táctil (5), al final de la cinta transportadora
(1) esta el sistema de soplado, donde se encuentra la barra de
soplado (3), y el sistema de electo-válvulas
neumáticas (4). El sistema de neumático de extracción está
compuesto de válvulas de diferente o iguales tipos en cuanto a flujo
y presión según el número de plásticos a separar. Estas válvulas se
intercalan para crear una resolución de soplado en la barra de
soplado según el tipo y tamaños de las piezas a separar. El sistema
se completa con un deposito (6), para el almacenamiento de aire a
presión y uno o varios tabiques separadores según el número de
plásticos a separar en una sola pasada, regulables todos ellos en
inclinación y altura. El material separado se recoge en las cintas
transportadoras (7), de extracción del flujo principal y de los
plásticos separados, estas cintas transportadoras (7), están
cubiertas por una cabina (8), para evitar que las piezas
(plásticos) no salgan del recinto de recogida, esta cabina (8),
tiene una ventana (9), de visualización, así como, una abertura en
su parte inferior para la salida de las cintas transportadoras (7),
de extracción.
En las figs, 2 y 3 se muestra el conjunto de la
máquina en su posicionamiento alzado lateral longitudinal y en
planta de todos los equipos que la configura.
Como complemento a la realización preferente se
muestra un diagrama de bloques del modo operativo de la máquina con
visión artificial para la separación automática de plásticos
reciclables con visión multiespectral.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la presente invención, así como, una forma de llevarla a la
práctica, sólo nos queda por añadir que, en su conjunto y partes
que la componen, es posible introducir cambios de forma, materiales
y disposición, siempre y cuando dichas alteraciones no varíen
sustancialmente las características de la invención que se
reivindican a continuación.
Claims (4)
1. Máquina con visión artificial para la
separación automática de plásticos reciclables por colores, con
visión multiespectral, que emplea las zonas ultravioleta, visible e
infrarroja del espectro simultáneamente, en longitudes de onda
inferiores a 400 nm, entre 400 y 700 nm, y superiores a 700 nm, con
lo que para cada pieza analizada se obtiene su espectrograma que es
específico para cada tipo de plástico, caracterizada porque
está configurada por una cinta transportadora, para el transporte
de los plásticos a analizar, un módulo de línea compuesto por un
armario donde se ubican los sistemas de iluminación y visión
multiespectral para la toma de imágenes, un módulo electrónico de
control, donde se alojan las tarjetas procesadoras, un sistema
informático que realiza el análisis multiespectral de las piezas de
plástico, un interface electrónico para mando de
electro-válvulas de expulsión, un sistema de
soplado y un armario de control con pantalla táctil.
2. Máquina con visión artificial para la
separación automática de plásticos reciclables por colores, con
visión multiespectral, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el sistema de soplado dispone de una
sola barra sopladora para separar más de un tipo de plástico
simultáneamente y un sistema de electro-válvulas
neumáticas ubicadas al final de la cinta transportadora que forma
parte del sistema de extracción neumático de las piezas, a este
sistema le llegan las señales procedentes de las tarjetas
electrónicas que están conectadas al sistema informático.
3. Máquina con visión artificial para la
separación automática de plásticos reciclables por colores, con
visión multiespectral, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el sistema de visión tiene una o varias
cámaras según el tipo de material a separar.
4. Máquina con visión artificial para la
separación automática de plásticos reciclables por colores, con
visión multiespectral, según la reivindicación 1,
caracterizada porque los materiales separados son recogidos
en cintas transportadoras.
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