Máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores.

Las piezas son analizadas no sólo en la zona del especto visible sino también en las zonas ultravioleta e infrarroja del espectro, para longitudes de onda inferiores a 400nm y superiores a 700nm.

La máquina está configurada por un sistema de alimentación vibrante o cinta transportadora, un plano inclinado por donde deslizan los trozos de vidrio e impurezas, unos sistemas de iluminación y de visión multiespectral, un sistema informático para el procesado y análisis de imágenes, un interface electrónico para mando de electro-válvulas de expulsión, un sistema de soplado con barra y electro-válvulas neumáticas, así como de un armario de control con pantalla táctil

Máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, con visión multiespectral.

Objeto de la invención

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 eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores. Las piezas son analizadas no sólo en la zona del espectro visible sino también en las zonas ultravioleta e infrarroja del espectro, para longitudes de onda inferiores a 400 nm y superiores a 700 nm.

Antecedentes de la invención

En la actualidad la chatarra de vidrio, procedente en su mayoría del reciclado de envases de vidrio, necesita de un procesado previo antes de poder ser utilizada como materia prima para la fabricación de nuevos envases de vidrio.

En primer lugar las botellas, procedentes en su mayoría de la recogida urbana de envases, son trituradas para obtener una granulometría de 0-60 mm aproximadamente.

Las impurezas que acompañan a la chatarra de vidrio hay que eliminarlas, especialmente las que tienen un punto de fusión más alto que el del vidrio, de lo contrario impurificarían el vidrio nuevo a fabricar y ocasionarían posibles puntos de rotura en los envases nuevos fabricados a partir de esta chatarra de vidrio. Siendo las impurezas más nocivas los trozos de cerámica, piedras y porcelana.

Por otra parte, la separación de los trozos de vidrio por colores es una normativa europea que en breve estará en vigor y que en un futuro será muy importante para la recuperación y reciclado de los productos desechados, ya que los vidrios separados por colores tienen un valor en el mercado más alto que si van mezclados.

Las primeras máquinas de separación de impurezas que aparecieron en el mercado se basaban en la discriminación de la intensidad de luz a través de los trozos de vidrio/impurezas.

Para conseguir esta discriminación se empleaba un sistema de retro iluminación y por medio de fotocélulas y según la intensidad de luz que atravesaba la pieza se decidía si era impureza y si tal era el caso se activaba automáticamente una válvula neumática que soplaba y separaba la impureza de la corriente principal.

El sistema de fotocélulas no era demasiado preciso y además no era fiable en la discriminación y separación de los trozos de vidrio por colores.

En la actualidad muy reciente se emplea la tecnología basada en la visión artificial cuya fiabilidad y poder de discriminación de colores es muy superior.

Sin embargo las máquinas existentes en el mercado basadas en esta tecnología no son capaces de discriminar y separa los trozos de opal blanco ni tampoco ciertos vidrios como las de las cocinas vitrocerámicas que son impurezas no deseadas en la fabricación de vidrio nuevo.

Para resolver y mejorar las limitaciones de la tecnología actual en las máquinas existentes que aplican la visión artificial solamente en la franja del espectro visible, es decir, la franja comprendida entre los 400 nm y los 700 nm, se ha desarrollado la máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, ya que las piezas son analizadas no sólo en la zona del espectro visible sino también en las zona ultravioleta e infrarroja del espectro, para longitudes de onda inferiores a 400 nm y superiores a 700 nm, así como, de forma automática permite la separación y clasificación de materiales reciclables, con evidente mejoras en las condiciones de salubridad del proceso productivo y con una eliminación de la contaminación medio ambiental debido a los procesos de selección.

Descripción de la invención

La máquina con visión artificial para la eliminación de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, esta configurada por un sistema de alimentación vibrante o cinta transportadora, un plano inclinado, por donde deslizan los trozos de vidrio e impurezas, un sistema de iluminación multiespectral, un sistema de visión multiespectral, un sistema informático, para el procesado y análisis de imágenes, interface electrónico, para mando de electro-válvulas de expulsión, un sistema de soplado, configurado de barra de soplado y sistema de electro-válvulas neumáticas, así como, de un armario de control con pantalla táctil.

En la estructura de la máquina y sobre su plano inclinado se vierten los trozos de chatarra de vidrio por medio de un alimentador vibrante o bien a través de una cinta transportadora.

La máquina dispone de visión artificial que permite abarcar no sólo la zona del espectro visible sino las zonas ultravioleta e infrarroja.

La máquina dispone de un sistema de visión multiespectral capaz de analizar las piezas en las zonas ultravioleta, visible e infrarroja del espectro simultáneamente.

Un potente sistema informático instalado en la máquina, realiza un análisis multiespectral de cada pieza y así obtener un espectrograma de la misma.

El espectrograma de una pieza depende básicamente de su color y composición. Por consiguiente, con esta nueva tecnología el poder de discriminación es muy superior y se puede discriminar y eliminar por soplado, las piezas de opal y de vidrios nocivos, como el vidrio vitrocerámico que, con la actual tecnología no es posible.

La máquina por medio del sistema de visión artificial permite identificar el material a separar basándose en un análisis multiespectral, es decir, en el espectrograma de cada pieza.

Una vez identificada la pieza a separar esta es soplada por medio del sistema neumático de soplado.

La máquina esta diseñada para poder realizar la separación de impurezas, o bien para la separación de las piezas de vidrio por colores.

El armario de control dispone de un monitor con pantalla táctil donde se registran el número de piezas separadas y se visualizan estadísticas por turnos, el tipo de material que se esta separando.

El sistema de visión artificial se ubica en el armario que es estanco y dispone de un sistema de control automático de la temperatura que garantiza un funcionamiento correcto y estable de los sistemas eléctricos.

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.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 presenta una vista lateral longitudinal preferente del posicionamiento de los equipos que la configura y forma la máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, donde se indica el sistema de alimentación o cinta transportadora, el plano inclinado por donde deslizan los trozos de vidrio e impurezas, el sistema de iluminación y visión multiespectral, el sistema informático para el procesado y análisis de imágenes, y el sistema de soplado, así como el armario de control con pantalla táctil.

La figura 2 presenta una vista en alzado posterior de la máquina con el módulo de línea y el armario de control.

La figura 3 presenta una vista en perspectiva del módulo de línea, así como el plano inclinado por donde se deslizan los trozos de vidrio e impurezas.

Realización preferente de la invención

En la Fig. 1 presenta una realización del conjunto que configura la máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, en su conjunto tiene dos partes muy definidas el módulo de línea (5) y el armario de control (6).

El módulo de línea (5) esta formado de una bancada mecánica que soporta el sistema de alimentación vibrante (1) o cinta transportadora por donde deslizan los trozos de vidrio e impurezas, un plano inclinado (2), un sistema de iluminación multiespectral (3), un armario con el sistema de visión multiespectral (4), un armario con el sistema neumático de extracción por soplado (7), que consta de una barra de soplado (11), y un sistema de electro-válvulas neumáticas (12), este módulo se completa con un deposito (10), para el almacenamiento de aire a presión y un tabique separador graduable en inclinación y altura.

En las Figs. 1 y 2 se muestra...

1. Máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, caracterizada porque está configurada por un sistema de alimentación vibrante, un plano inclinado por donde se deslizan los trozos de vidrio, los sistemas de visión e iluminación multiespectral, así como, un sistema informático para el procesado y análisis de imágenes.

2. Máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, según la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de visión tiene una o varias cámaras según el tipo de material a separar.

3. Máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, según la reivindicación 1, caracterizada porque dispone de un sistema de extracción neumático por soplado con un flujo de aire equilibrado a través de los micro-agujeros de la barra sopladora.

4. Máquina con visión artificial para la eliminación automática de impurezas en la chatarra de vidrio y la separación del mismo por colores, según la reivindicación 1, caracterizada porque dispone de un sistema para la selección y separación del vidrio por colores cambiando los parámetros de visión en la pantalla táctil.