CN106984556A - 一种塑料瓶智能分拣系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种塑料瓶智能分拣系统及其工作方法，包括进料机构、碾压机构、传送机构、暗箱、图像识别系统和分拣机构；所述进料机构包括漏斗状震动进料口和斜坡导槽以引导塑料瓶有序排列；所述碾压机构为安装在斜坡导槽下部上方的滚轮；所述传送机构为黑色带式传送机；所述图像识别系统包括工业相机和工控机，所述暗箱内装有无影灯、工业相机、隔板和分拣机构，工业相机安装在暗箱内的传送带上方，工业相机周围安装无影灯；所述分拣机构包括分拣控制器、电磁阀、至少一个驱动装置和和与驱动装置对应设置的挡板，挡板设置在传送表面边缘下方，挡板下方设置隔板将暗箱分为两个区域，分拣控制器通过接口与工控机进行串口通信，并通过电磁阀控制驱动装置动作驱动挡板伸缩以实现塑料瓶的分拣。本发明能够有效、快速、准确地分拣出有颜色的塑料瓶，结构简单高效，分拣效率大大高于人工分拣，成本低廉。

Description

一种塑料瓶智能分拣系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及废旧塑料瓶回收处理领域，为一种塑料瓶智能分拣系统及其工作方法。
背景技术
我国废旧塑料的回收利用量呈现逐年升高的趋势，到2015年已经达到3000万吨，回收量年均增长率为14.47%。目前，我国再生资源回收企业有13万家，每年可回收的再生资源近1亿吨。在国家大力推进生态环境治理、加速产业转型、发展绿色经济的大背景下，废旧塑料制品的回收率也会逐步增加，但是在废旧塑料瓶的回收处理的整个生产线中，唯独缺少颜色分拣的自动化，依旧采用原始的人工分拣，而这远远不符合工厂的发展需求。
国外的废旧塑料的自动分拣技术起步较早，自动化程度现已达到很高水平，已有较为完备的分拣系统和一条完整的作业线，整套系统将机械设备与计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处理环节大大提高了准确率、安全性、稳定性，同时节约了作业时间与巨大的人力物力，但是国外劳动力成本和专利技术成本较高，使得设备的定价较高，不利于国内大多数企业的环节升级和发展。
发明内容
本发明针对现有废旧塑料瓶回收处理过程中存在的问题，提供一种塑料瓶智能分拣系统及其工作方法，能够有效、快速、准确的将有颜色的塑料瓶进行分拣，结构简单高效，分拣效率大大高于人工分拣，成本低廉。
为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：一种塑料瓶智能分拣系统，包括进料机构、碾压机构、传送机构、暗箱、图像识别系统和分拣机构；所述进料机构包括漏斗状震动进料口和斜坡导槽以引导塑料瓶有序排列；所述碾压机构为安装在斜坡导槽下部上方的滚轮；所述传送机构为黑色带式传送机；所述图像识别系统包括工业相机和工控机，所述暗箱内装有无影灯、工业相机、隔板和分拣机构，工业相机安装在暗箱内的传送带上方，工业相机周围安装无影灯；所述分拣机构包括分拣控制器、电磁阀、至少一个驱动装置和和与驱动装置对应设置的挡板，挡板设置在传送表面边缘下方，挡板下方设置隔板将暗箱分为两个区域，分拣控制器通过接口与工控机进行串口通信，并通过电磁阀控制驱动装置动作驱动挡板伸缩以实现塑料瓶的分拣。
进一步地，工业相机采集的图像通过USB接口传送到工控机上，再通过上位机软件进行图像处理，并对对塑料瓶形状颜色和位置进行识别，上位机软件将图像信息和塑料瓶位置信息传送到分拣控制器，通过电磁阀控制驱动装置动作驱动挡板伸缩以实现塑料瓶的分拣。
进一步地，将有色塑料瓶的位置发送给分拣控制器，在所述有色塑料瓶下落时分拣控制器启动其对应位置的挡板将有色塑料瓶挡出。
进一步地，震动进料口的宽度大于塑料瓶直径使塑料瓶仅能沿震动进料口长度方向通过，斜坡导槽上设有多个导轨。
进一步地，滚轮上设有凸起以将塑料瓶碾压成扁平状。
进一步地，传送带速度比塑料瓶从斜坡导槽滑落速度快以扩大塑料瓶前后间距。
进一步地，所述的工业相机位于传送表面末端边缘上方，拍摄区域与传送带边缘平齐。
进一步地，驱动装置为气缸、液压缸或电机。
进一步地，所述分拣控制器包括单片机及外围电路、电磁阀驱动电路、串口驱动电路。
塑料瓶智能分拣系统的工作方法如下，将各色待处理的塑料瓶置于漏斗状震动进料口，通过震动塑料瓶间断地沿震动进料口的长度方向通过进料口，沿斜坡导槽滑落至下方，导轨引导塑料瓶有序排列，依次通过滚轮，将塑料瓶碾压成扁平状，塑料瓶继续下滑到黑色带式传送机，传送带速度比塑料瓶滑落速度快，将前后塑料瓶的间距扩大，传送机继续将塑料瓶输送至暗箱，在无影灯辅助下，工业相机对传送机上的塑料瓶进行实时拍摄，并将图像通过USB传送给工控机，在工控机上利用上位机软件对图像进行处理，对塑料瓶的颜色和位置进行识别，并将图像信息和位置信息发送给分拣控制器，分拣控制器控制相应的挡板运动将有色塑料瓶或无色塑料瓶挡出，使有色塑料瓶和无色塑料瓶分别落入隔板分开的不同区域内以实现分拣。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1. 整体结构设计简单合理巧妙，符合实际分拣要求；
2. 利用图像进行处理技术，分拣准确率高，安全性好，稳定性强；
3. 可配合塑料瓶自动去标机、瓶盖分离机、自清洗机使用；
4. 成本低廉。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是进料口示意图；
图3是进料机构与碾压机构示意图；
图4是分拣机构示意图。
图中：1-震动进料口，2-斜坡导槽，3-黑色带式传送机，4-滚轮，5-无影灯，6-工业相机，7-暗箱，8-挡板，9-气缸，10-隔板，11-电磁阀，12-气压泵，13-分拣控制器，14-工控机，15-导轨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。虽然本发明将结合较佳实例进行描述，但应知道，并不表示本发明限制在所述实施例中。相反，本发明将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本发明的范围内的替代物、改进型和等同物。
一种塑料瓶智能分拣系统，包括进料机构、碾压机构、传送机构、暗箱、图像识别系统和分拣机构；所述进料机构包括漏斗状震动进料口和斜坡导槽以引导塑料瓶有序排列；所述碾压机构为安装在斜坡导槽下部上方的圆柱形滚轮；所述传送机构为黑色带式传送机；所述图像识别系统包括工业相机和工控机，所述暗箱内装有无影灯、工业相机、隔板和分拣机构，工业相机安装在暗箱内的传送带上方，工业相机周围安装无影灯；所述分拣机构包括分拣控制器、电磁阀、至少一个驱动装置和和与驱动装置对应设置的挡板，挡板设置在传送表面边缘下方，挡板下方设置隔板将暗箱分为两个区域，分拣控制器通过接口与工控机进行串口通信，并通过电磁阀控制驱动装置动作驱动挡板伸缩以实现塑料瓶的分拣。
进一步地，工业相机采集的图像通过USB接口传送到工控机上，再通过上位机软件进行图像处理，并对对塑料瓶形状颜色和位置进行识别，上位机软件将图像信息和塑料瓶位置信息传送到分拣控制器，通过电磁阀控制驱动装置动作驱动挡板伸缩以实现塑料瓶的分拣。
进一步地，将有色塑料瓶的位置发送给分拣控制器，在所述有色塑料瓶下落时分拣控制器启动其对应位置的挡板将有色塑料瓶挡出。
进一步地，震动进料口的宽度略大于塑料瓶直径使塑料瓶仅能沿震动进料口长度方向通过，斜坡导槽上设有多个导轨，导槽上有1cm左右的若干导轨。
进一步地，滚轮上设有凸起以将塑料瓶碾压成扁平状。
进一步地，传送带速度比塑料瓶从斜坡导槽滑落速度快以扩大塑料瓶前后间距。
进一步地，所述的工业相机位于传送表面末端边缘上方，拍摄区域与传送带边缘平齐。
进一步地，驱动装置为气缸、液压缸或电机。
进一步地，所述分拣控制器包括单片机及外围电路、电磁阀驱动电路、串口驱动电路。
如图1-4所示，所述的图像识别系统包括工业相机和工控机，工业相机安装在暗箱内的传送带上方，工业相机周围安装无影灯，工业相机对传送带上的塑料瓶进行高清图像采集，并将采集到的图像传输到工控机，基于Windows开发的上位机软件对图像进行处理，对塑料瓶的颜色和位置进行识别，并将信息发送给分拣控制器。
所述的分拣机构包括分拣控制器、气泵、电磁阀、多个气缸和与气缸对应设置的挡板，根据上位机发送的位置信息分拣控制器控制电磁阀启动挡板，挡出有色塑料瓶，根据传送机的宽度确定挡板和气缸的具体数量，如图4所示。所述的工业相机位于传送带末端边缘，拍摄区域与传送带边缘平齐；所述的气缸和挡板连接在一起，气缸运动推动挡板；所述的气缸与气压泵通过气管和电磁阀相连接，分拣控制器通过电磁阀控制气缸启动，塑料瓶滑落时挡板伸长，将有色塑料瓶挡下。
如图1、2、3和4所示，一种废旧塑料瓶智能分拣系统，包括进料机构、碾压机构、传送机构、暗箱、图像识别系统和分拣机构。将各色待处理的回收塑料瓶置于漏斗状震动进料口1，下料口宽度略大于塑料瓶的宽度，如图2所示，通过震动进料塑料瓶间断的通过进料口，沿斜坡导槽2滑落至下方，高度1cm左右导轨15引导塑料瓶有序排列，依次通过圆柱形滚轮4，将塑料瓶碾压成扁平状，如图3所示，塑料瓶继续下滑到黑色带式传送机3，传送带速度相比塑料瓶滑落速度较快，可以将前后塑料瓶的间距扩大，传送机继续将塑料瓶输送至暗箱7，暗箱内安装无影灯5，在传送机末端边缘上方安装工业相机6，对传送机上的塑料瓶进行实时拍摄，工业相机6位于传送带末端边缘，拍摄区域与传送带边缘平齐，并将图像通过USB传送给工控机14，在工控机上利用上位机软件对图像进行处理，对塑料瓶的颜色和位置进行识别，并将位置发送给分拣控制器13，控制器通过接口与工控机进行串口通信，分拣控制器控制相应的挡板8运动将有色塑料瓶挡出，传送机边缘下方安装若干挡板，根据传送机的宽度确定具体数量，如图4所示。隔板10的作用将暗箱分为两个区域，隔板前方为有色塑料瓶，后方为无色透明塑料瓶。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：包括进料机构、碾压机构、传送机构、暗箱、图像识别系统和分拣机构；所述进料机构包括漏斗状震动进料口和斜坡导槽以引导塑料瓶有序排列；所述碾压机构为安装在斜坡导槽下部上方的滚轮；所述传送机构为黑色带式传送机；所述图像识别系统包括工业相机和工控机，所述暗箱内装有无影灯、工业相机、隔板和分拣机构，工业相机安装在暗箱内的传送带上方，工业相机周围安装无影灯；所述分拣机构包括分拣控制器、至少一个驱动装置和和与驱动装置对应设置的挡板，挡板设置在传送表面边缘下方，挡板下方设置隔板将暗箱分为两个区域，分拣控制器通过接口与工控机进行串口通信，并通过电磁阀控制驱动装置动作驱动挡板伸缩以实现塑料瓶的分拣。
2.根据权利要求1所述的一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：工业相机采集的图像通过USB接口传送到工控机上，再通过上位机软件进行图像处理，并对对塑料瓶形状颜色和位置进行识别，上位机软件将图像信息和塑料瓶位置信息传送到分拣控制器，通过控制驱动装置动作驱动挡板伸缩以实现塑料瓶的分拣。
3.根据权利要求2所述的一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：将有色塑料瓶的位置发送给分拣控制器，在所述有色塑料瓶下落时分拣控制器启动其对应位置的挡板将有色塑料瓶挡出。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：震动进料口的宽度大于塑料瓶直径使塑料瓶仅能沿震动进料口长度方向通过，斜坡导槽上设有多个导轨。
5.根据权利要求1-3之一所述的一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：滚轮上设有凸起以将塑料瓶碾压成扁平状。
6.根据权利要求1-3之一所述的一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：传送带速度比塑料瓶从斜坡导槽滑落速度快以扩大塑料瓶前后间距。
7.根据权利要求1-3之一所述的一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：所述的工业相机位于传送表面末端边缘上方，拍摄区域与传送带边缘平齐。
8.根据权利要求1-3之一所述的一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：驱动装置为气缸、液压缸或电机，驱动装置为气缸或液压缸时，通过电磁阀控制驱动装置动作驱动挡板伸缩以实现塑料瓶的分拣。
9.根据权利要求1-3之一所述的一种塑料瓶智能分拣系统，其特征在于：所述分拣控制器包括单片机及外围电路、电磁阀驱动电路、串口驱动电路。
10.根据权利要求1-9之一所述的一种塑料瓶智能分拣系统的工作方法，其特征在于：将各色待处理的塑料瓶置于漏斗状震动进料口，通过震动塑料瓶间断地沿震动进料口的长度方向通过进料口，沿斜坡导槽滑落至下方，导轨引导塑料瓶有序排列，依次通过滚轮，将塑料瓶碾压成扁平状，塑料瓶继续下滑到黑色带式传送机，传送带速度比塑料瓶滑落速度快，将前后塑料瓶的间距扩大，传送机继续将塑料瓶输送至暗箱，在无影灯辅助下，工业相机对传送机上的塑料瓶进行实时拍摄，并将图像通过USB传送给工控机，在工控机上利用上位机软件对图像进行处理，对塑料瓶的颜色和位置进行识别，并将图像信息和位置信息发送给分拣控制器，分拣控制器控制相应的挡板运动将有色塑料瓶或无色塑料瓶挡出，使有色塑料瓶和无色塑料瓶分别落入隔板分开的不同区域内以实现分拣。
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