Aparato y método para inspeccionar y clasificar un flujo de productos.

Aparato para clasificar un flujo de productos (2, 3), que comprende:



• un sistema de suministro (1) para suministrar el flujo de productos a una zona de escaneo (28);

• un elemento de fondo (5) situado detrás de la zona de escaneo;

• al menos una unidad de inspección (9, 10) que comprende:

- una unidad de escaneo (43) para iluminar el flujo de productos a lo largo de toda la anchura W del flujo de productos, y

- una unidad de detección (44) para capturar una zona de luz devuelta por los productos;

• un sistema de rechazo (11);

caracterizado por que dicho elemento de fondo (5) consiste en un medio para capturar luz incidente y para dirigirla a unos medios de detección (40, 40') que están configurados para convertir dicha luz en una señal eléctrica, comprendiendo además dicho aparato un medio para generar una señal de ubicación (C') que es indicativa de la ubicación de los productos, mediante la detección de la incidencia inmediata de la luz sobre el elemento de fondo (5), en el que dicha unidad de detección (44) es una cámara dispuesta para capturar una imagen de la zona de escaneo (28).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13170983.

Solicitante: VISYS NV.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: KIEWITSTRAAT 242 3500 HASSELT BELGICA.

Inventor/es: Adams,Dirk, OP DE BEECK,Pieter.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B07C5/342 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B07 SEPARACION DE SOLIDOS; CLASIFICACION.B07C CLASIFICACION POSTAL; CLASIFICACION DE OBJETOS INDIVIDUALES O DE UN MATERIAL A GRANEL MANIPULABLE PIEZA POR PIEZA COMO OBJETOS INDIVIDUALES (especialmente adaptada a un fin determinado previsto en otra clase, ver la clase apropiada, p. ej. A43D 33/06, B23Q 7/12). › B07C 5/00 Clasificación según una característica o una particularidad de los objetos o del material a clasificar, p. ej. clasificación controlada por un dispositivo que detecta o mide esta característica o particularidad; Clasificación con ayuda de dispositivos manuales, p. ej. sistemas de agujas (clasificación exclusivamente manual B07C 7/00; separación de diferentes sólidos unos de otros por cribado, tamizado o utilización de corrientes de gas, u otra separación por vía seca para materiales a granel B07B; selección de monedas G07D). › según las propiedades ópticas, p. ej. el color.

PDF original: ES-2540236_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Aparato y método para inspeccionar y clasificar un flujo de productos Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método y a un aparato para inspeccionar un flujo de productos. Esta inspección puede dar lugar además a una selección de calidad mediante una etapa de clasificación. 5

La invención es aplicable cuando se eliminan determinados productos degradados y objetos extraños de un flujo entrante de productos.

La invención es particularmente adecuada para la clasificación de productos alimenticios tales como judías verdes, guisantes, nueces, pasas, coliflores, lechugas y otros similares entre los cuales productos no alimenticios, tales como madera, plástico, vidrio y otros, deben ser retirados del flujo de productos. 10

La invención es, además, extraordinariamente adecuada para la clasificación de productos no alimenticios, tales como plásticos en el reciclaje de basura, clasificación del vidrio y similares.

Técnica anterior Se conoce a partir de la solicitud de patente internacional WO 01/00333 que los objetos de productos en un flujo de productos se pueden iluminar con un haz concentrado de luz. La luz reemitida es capturada por un detector después 15 de lo cual se analiza. En base a este análisis, un mecanismo de selección puede ser controlado para lograr un resultado de clasificación determinado.

En ausencia de producto, la luz es reflejada por un elemento de fondo que necesita ser elegido de manera dependiente del producto. Más específicamente, el fondo debe ser elegido de tal manera que muestre las características ópticas de un producto bueno. Es decir, el producto bueno es invisible contra el fondo. Sin embargo, 20 las desviaciones en un producto analizado, tales como picaduras de insectos, manchas putrescentes, objetos extraños y otros similares, producen una desviación en la señal de luz devuelta. Mediante el ajuste de un umbral, se puede hacer la diferencia entre la señal de luz procedente del fondo y de productos aceptables, por una parte, y la señal de luz procedente de un producto inaceptable que debe ser retirado, por otra parte.

Elementos de fondo similares se describen en la patente norteamericana US 4.723.659 y en las patentes europeas 25 EP1012582 y EP0443469. En términos generales, se refieren a un elemento de fondo situado perpendicular a la dirección del movimiento del producto, en el campo de visión del medio de detección. Por lo general, el elemento de fondo es un rodillo cilíndrico. Mientras gira y con la ayuda de un raspador se hace autolimpiable.

Una desventaja de este método es que para cada tipo de producto tiene que haber disponible un elemento de fondo específico. De esta manera, un elemento de fondo para las zanahorias debe tener un color naranja, mientras que 30 para las judías verdes debe tener un color verde. Durante la clasificación de productos alimenticios y, más específicamente, mientras se cambia de un producto a otro, es necesario cambiar también el elemento de fondo. Además, el coste de un elemento de fondo no es despreciable.

En ciertas aplicaciones, al elemento de fondo se le proporcionan otras propiedades ópticas. Muchas verduras frescas contienen, por ejemplo, clorofila. Un desplazamiento de frecuencia hacia el espectro de infrarrojos se 35 produce dentro de estas moléculas cuando se ilumina con luz que tiene una longitud de onda de entre 640 y 680 nanómetros. Este fenómeno de emisión se denomina fluorescencia. Al dar al elemento de fondo las mismas propiedades fluorescentes, en la técnica anterior, se puede clasificar además en base a la presencia de clorofila en los productos analizados. Otras moléculas, tales como la aflatoxina, muestran también propiedades fluorescentes, y en principio, podrían ser detectadas en los productos analizados de acuerdo con una técnica similar. 40

Una desventaja importante es que, con el tiempo, este tipo de elementos de fondo pierden sus propiedades fluorescentes. Esto tiene efectos adversos sobre la calidad de clasificación y tampoco es interesante para los usuarios de equipos de este tipo.

Por estas razones, existe una necesidad de un dispositivo de clasificación, en particular un dispositivo de inspección, sin las desventajas de los dispositivos conocidos en la técnica anterior. 45

Por estas razones, existe la necesidad de un método que no muestre las desventajas del estado actual de la técnica.

Objetos de la invención

En general, el objeto de la invención es un método y un aparato para llevar a cabo una selección entre productos en un gran flujo de productos continuo de una manera muy eficaz, fiable y rentable.

En cada uno de los documentos WO-A-2008/142496 o EP 1724030, se describe un aparato de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 9.

Más en concreto, de acuerdo con un número de realizaciones preferidas, la invención tiene por objeto un método de inspección y medios de inspección que eviten la sustitución del elemento de fondo durante un cambio de producto.

Es decir, el objeto de la invención es un método de inspección y unos medios de inspección que utilizan una 5 referencia de fondo que es al menos independiente del tipo de producto.

Resumen de la invención

La invención se refiere a un aparato para clasificar un flujo de productos, que comprende:

un sistema de suministro 1 para el suministro del flujo de productos a una zona de escaneo,

un elemento de fondo situado detrás de la zona de escaneo, 10

al menos una unidad de inspección que consiste en

o una unidad de escaneo para iluminar el flujo de productos a lo largo de toda la anchura W del flujo de productos, y

o una unidad de detección para capturar una zona de luz devuelta por los productos,

un sistema de rechazo, 15

en el que dicho elemento de fondo consiste en medios para capturar luz incidente y dirigirla a un medio de detección que está configurado para convertir dicha luz en una señal eléctrica, dicho aparato comprende además medios para generar una señal de ubicación que es indicativa de la ubicación de los productos, mediante la detección de la incidencia inmediata de luz sobre el elemento de fondo, en el que dicha unidad de detección es una cámara dispuesta para capturar una imagen de la zona de escaneo. 20

De acuerdo con una realización, el elemento de fondo es una fibra óptica con una superficie ranurada para capturar la luz entrante.

De acuerdo con una realización, el elemento de fondo es una pluralidad de detectores configurados para convertir la luz incidente en una señal eléctrica.

La invención se refiere además a un método para clasificar un flujo de productos en productos a aceptar y en 25 productos a rechazar, que comprende las etapas de:

mover a través de una zona de escaneo los productos a clasificar, suministrados en un flujo de productos que se extiende sobre una anchura determinada y que tiene un espesor de sustancialmente una sola capa de productos,

en esta zona de escaneo, escanear linealmente a través de la anchura de este flujo de productos mediante uno o más haces de luz concentrados, que iluminan, en ausencia de productos, un elemento de fondo colocado detrás de 30 este flujo de productos y que se extiende sobre la anchura del mismo,

capturar una imagen de cámara de dicha zona de escaneo, y deducir a partir de dicha imagen, señales eléctricas representativas de cada producto en dicha imagen,

generar una o más señales de control en base a dicha imagen, por lo que estas señales de control permiten realizar una selección de entre los productos escaneados a aceptar, por un lado, y los productos escaneados a 35 rechazar, por otro lado, y

clasificar el flujo de productos mediante estas una o más señales de control, caracterizado por que

el elemento de fondo consiste en un medio para capturar la luz incidente y dirigirla hacia un medio de detección que está configurado para convertir dicha luz en una señal eléctrica, y

dicha etapa de generación de una o más señales de control comprende: 40

generar una señal que es indicativa de la ubicación de los productos escaneados, en el que la generación de la señal de ubicación comprende detectar y convertir esa parte del haz de luz de escaneo concentrado, que no es obstruido por los productos, obteniendo así una señal que es indicativa de la ubicación de los productos escaneados,

generar dichas señales de control en función de si las señales eléctricas representativas de dichos productos y que 45 derivan de dicha imagen de cámara cruzan o no un umbral... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aparato para clasificar un flujo de productos (2, 3) , que comprende:

un sistema de suministro (1) para suministrar el flujo de productos a una zona de escaneo (28) ;

un elemento de fondo (5) situado detrás de la zona de escaneo;

al menos una unidad de inspección (9, 10) que comprende: 5

o una unidad de escaneo (43) para iluminar el flujo de productos a lo largo de toda la anchura W del flujo de productos, y

o una unidad de detección (44) para capturar una zona de luz devuelta por los productos;

un sistema de rechazo (11) ;

caracterizado por que dicho elemento de fondo (5) consiste en un medio para capturar luz incidente y para dirigirla a 10 unos medios de detección (40, 40) que están configurados para convertir dicha luz en una señal eléctrica, comprendiendo además dicho aparato un medio para generar una señal de ubicación (C) que es indicativa de la ubicación de los productos, mediante la detección de la incidencia inmediata de la luz sobre el elemento de fondo (5) , en el que dicha unidad de detección (44) es una cámara dispuesta para capturar una imagen de la zona de escaneo (28) . 15

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha cámara es sensible a los haces de luz láser (46, 47, 48) producidos por dicha unidad de escaneo y reflejados por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) .

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha cámara es insensible a los rayos de luz láser (46, 47, 48) producidos por dicha unidad de escaneo y reflejados por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) , y en el que dicha cámara está configurada para capturar la luz procedente del ambiente o producida por una fuente de luz 20 independiente, y reflejada por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) .

4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha cámara es sensible a la vez a:

- haces de luz láser (46, 47, 48) producidos por dicha unidad de escaneo y reflejados por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) , y

- la luz procedente del ambiente o producida por una fuente de luz independiente y reflejada por los productos (2, 3) 25 y el elemento de fondo (5) .

5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en el que dicha fuente de luz individual es una fila de LEDES que emiten una iluminación LED pulsada.

6. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha cámara es una cámara de matriz de plano focal. 30

7. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el elemento de fondo es una fibra óptica con una superficie ranurada para capturar la luz entrante.

8. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el elemento de fondo es una pluralidad de detectores configurados para convertir la luz incidente en una señal eléctrica.

9. Método para clasificar un flujo de productos en productos a aceptar y en productos a rechazar, que comprende las 35 etapas de:

mover a través de una zona de escaneo los productos a clasificar, suministrados en un flujo de productos que se extiende sobre una anchura determinada y que tiene un espesor de sustancialmente una sola capa de productos,

en esta zona de escaneo, escanear linealmente a través de la anchura de este flujo de productos mediante uno o más haces de luz concentrados, que iluminan, en ausencia de productos, un elemento de fondo colocado detrás de 40 este flujo de productos y que se extiende sobre la anchura del mismo,

caracterizado por que el método comprende además:

capturar una imagen de cámara de dicha zona de escaneo, y deducir a partir de dicha imagen, señales eléctricas representativas de cada producto en dicha imagen,

generar una o más señales de control en base a dicha imagen, por lo que estas señales de control permiten 45 realizar una selección de entre los productos escaneados a aceptar, por un lado, y los productos escaneados a rechazar, por otro lado, y

clasificar el flujo de productos mediante estas una o más señales de control, caracterizado además por que

el elemento de fondo consiste en un medio para capturar la luz incidente y dirigirla hacia un medio de detección que está configurado para convertir dicha luz en una señal eléctrica, y

dicha etapa de generación de una o más señales de control comprende:

generar una señal que es indicativa de la ubicación de los productos escaneados, en el que la generación de la 5 señal de ubicación comprende detectar y convertir esa parte de haz de luz de escaneo concentrado, que no es obstruido por los productos, obteniendo así una señal que es indicativa de la ubicación de los productos escaneados,

generar dichas señales de control en función de si las señales eléctricas representativas de dichos productos y que derivan de dicha imagen de cámara cruzan o no un umbral en las zonas en las que está presente un producto de 10 acuerdo con dicha señal indicativa de la ubicación de los productos escaneados.

10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la cámara utilizada para capturar dicha imagen es sensible a haces de luz láser (46, 47, 48) producidos por dicha unidad de escaneo y reflejados por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) .

11. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la cámara utilizada para capturar dicha imagen es 15 insensible a haces de luz láser (46, 47, 48) producidos por dicha unidad de escaneo y reflejados por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) , y en el que dicha cámara está configurada para capturar luz procedente del ambiente o producida por una fuente de luz independiente, y reflejada por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) .

12. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la cámara utilizada para captar dicha imagen es sensible a 20 la vez a

- haces de luz láser (46, 47, 48) producidos por dicha unidad de escaneo y reflejados por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) , y

- la luz procedente del ambiente o producida por una fuente de luz independiente y reflejada por los productos (2, 3) y el elemento de fondo (5) . 25

13. Método de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en el que dicha fuente de luz independiente es una fila de LEDES que emiten una iluminación LED pulsada.

14. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en el que la cámara utilizada para capturar dicha imagen es una cámara de matriz de plano focal.

15. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, en el que el elemento de fondo es una fibra 30 óptica con una superficie ranurada para capturar la luz entrante.

16. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, en el que el elemento de fondo es una pluralidad de detectores configurados para convertir la luz incidente en una señal eléctrica.


 

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