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 400nm, entre 400 y 700nm, y superiores a 700nm, 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

Máquina con visión artificial para la separación automática de plásticos reciclables por composición y 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 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.

Antecedentes de la invención

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.

Descripción de la invención

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.

Breve descripción de los dibujos

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,...

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.