DE29503718U1 - Vorrichtung zur Sortierung von Schüttgütern - Google Patents
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Vorrichtung zur Sortierung
von Schüttgütern G 956571 II DE
(nr Zeichen /Yöur Reference
Datum / Date 03.03.1995/nn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sortierung von rohstoffliehen, vorveredelten oder recycelten Schüttgütern,
die aus einzelnen zu sortierenden Teilen bestehen, wobei die Klassifizierung der zu sortierenden Teile nach empirisch
bestimmten Klassifikationsparametern erfolgt und das auszusortierende
Schüttgut abgeleitet wird, mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen des Schüttgutes, einer Vereinzelungseinrichtung
zum Vereinzeln des Schüttgutes in einzelne zu sortierende Teile, einer Sensoreinrichtung zur Messung von für die Klassifikation
der zu sortierenden Teile relevanten Eigenschaften und zur Erzeugung von Meßdaten, einem Rechner zur Klassifikation
der zu sortierenden Teile und zur Erzeugung von Steuersignalen zum Ansteuern von Mitteln zur Aussortierung von Teilen
des Schüttgutstroms.
Eine derartige Vorrichtung ist durch die EP 0 562 506 A2 bekannt. Diese weist einen optischen Sensorkopf auf, der einer
Beleuchtungseinrichtung mit weißem Licht zugeordnet ist. Die vom Sensorkopf beim Vorbeirutschen vereinzelter Glasscherben
erhaltenen Signale werden auf eine Rechen- und Steuereinheit geschaltet, die eine Druckluftdüse ansteuert. Durch einen
Druckluftstrahl aus dieser Druckluftdüse kann eine fehlerhafte Glasscherbe ausgeschieden werden. Diese bekannte Vorrichtung
hat den Nachteil, daß die zu sortierenden Gläser vereinzelt
u-,m^,,n-t mi 7 onn mn vn\ ^n
werden müssen und eine Erkennung auszuscheidender Güter nur ungenau möglich ist. Die Sortierung erfolgt daher langsam und
ungenau.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Sortierung
von aus Granulat bestehendem Schüttgut mit einem wesentlich höheren Durchsatz und einer verbesserten Sortierqualität
erzielt werden kann.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen
beschrieben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Sortierung von rohstofflichen,
vorveredelten oder recycelten Schüttgütern wie z.B. Kunststoffgranulat basiert auf einem opto-elektronischen
Erkennungssystem. Diese Anordnung analysiert die Objekte und bewertet diese. Die Ergebnisse werden dann an eine Steuerelektronik
weitergeleitet. Diese Steuerelektronik steuert dann einzelne Komponenten einer modulartig ausgebildeten Trenneinrichtung,
um die einzelnen Objekte aus dem Schüttgutstrom auszulenken. Der Schüttgutstrom wird über eine Fördereinrichtung
zur Vorrichtung hingeführt und auf eine Vereinzelungseinrichtung aufgegeben. Von dieser Vereinzelungseinrichtung aus wird
der Schüttgutstrom in Richtung der Trenneinrichtung gefördert, wobei die Schüttgutobjekte in Rinnen, Rillen, Spuren oder
chaotisch gefördert werden können. Der Schüttgutstrom wird je nach Beschaffenheit über eine Rolle oder eine Rutsche in den
freien Fall gebracht. Sobald der freie Fall eintritt, wird der Schüttgutstrom mit Hilfe einer Zeilen- und/oder Matrixkamera
abgescannt. Von der Auswerteelektronik wird dann jedes Objekt im Schüttgutstrom bewertet und von der Trenneinrichtung ggfs.
aus dem Schüttgutstrom entfernt. Hierdurch ist eine Trennung der Objekte des Schüttgutstroms in einen Schlechtauslauf und
einen Gutauslauf möglich. Die Auswerteelektronik kann auf der
Basis eines Mikrorechners und/oder von DSP, RISC, CISC ausgeführt
sein und ermöglicht hierarchische und/oder parallele Datenverarbeitungen. Die Bewertung der einzelnen Objekte des
Schüttgutstroms erfolgt über die Erfassung der Helligkeit der Materialoberfläche durch das Reflektionsverhalten. Bei transparenten
Materialien können Einschlüsse erkannt werden. Es ist möglich, die Form der Objekte des Schüttgutstroms zu erfassen.
Hierdurch kann der Schwerpunkt der einzelnen Objekte ermittelt werden, was bei entsprechender Ansteuerung der Komponenten der
Trenneinrichtung die Ausscheidung auszusortierender Objekte erleichtert. Eine Größenbestimmung kann auch bereits bei einer
Konditionierungseinrichtung vorgenommen werden, die der Vereinzelungseinrichtung
vorzuschalten ist. Durch eine entsprechende CCD-Sensorik der Zeilen- und/oder Matrixkamera kann auch
eine Pixel-Einzelbewertung erfolgen, wodurch die Erkennung der Farbmuster der Objekte des SchüttgutStroms verbessert wird.
Die Farberkennung kann schwarz und weiß oder in 256 Graustufen bei Verwendung eines Schwarz/Weiß-Kamerasystems erfolgen. Mit
einem solchen Kamerasystem können durch Einsatz von Filtern auch Semi-Echtfarben erfaßt werden. Bei Verwendung eines Farbkamerasystems
werden Echtfarben erfaßt. Es ist auch möglich, den Durchsatz des Schüttgutstroms dadurch zu erhöhen, daß mehrere
Betrachtungsebenen aneinandergereiht werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, Objekte mit
einem Durchmesser < 10 mm und bis zu einer Größe von 500 mm zu bewerten.
Das zu sortierende Schüttgut wird nach der Erfindung nach Konditionierung
vereinzelt und dann unter Lichtbestrahlung durch den Objekterfassungsbereich mindestens einer hochauflösenden
Zeilen- und/oder Matrixkamera geführt. Deren Meßwerte werden in einer elektronischen Meßwertauswerteeinrichtung mit mindestens
einem Mikrorechner ausgewertet, wobei die Koordinaten auszusortierender vereinzelter Objekte des Schüttguts ermittelt
und eine Trenneinrichtung angesteuert wird und die die den Koordinaten auszusortierender vereinzelter Objekte
entsprechenden Objekte aus dem Schüttgutstrom ausgelenkt
-4-
werden. Die Meßwerte der Zeilen- und/oder Matrixkamera werden
der elektronischen Meßwertausrichteeinrichtung über ein Kamera-Interface zugeführt.
Nach der Erfindung wird mindestens eine Zeilen- und/oder
Matrixkamera mit einer CCD-Sensorik verwendet. Die Meßwerte der mindestens einen Zeilen- und/oder Matrixkamera werden der
elektronischen Meßwertauswerteeinrichtung mit mindestens einem Mikrorechner und/oder DSP, RISC, CISC zugeführt. Der
Schüttgutstrom und/oder einzelne Objekte können zum Abscannen einer Zeile im freien Fall oder auf einer Förderstrecke durch
den Objekterfassungsbereich geführt werden. Zur Bewertung der Objekte des Schüttgutstroms oder zur Bewertung einzelner
Objekte kann deren Größe auch durch eine Siebfunktion elektronisch ermittelt werden. Es ist auch möglich zur Bewertung der
Objekte des Schüttgutstroms oder zur Bewertung einzelner Objekte die Farben der Objekte zu ermitteln. Bei Verwendung
eines Schwarz/Weiß-Kamerasystems werden die Farben als schwarz
und weiß oder in Graustufen oder unter Verwendung von Filtern als Semi-Echtfarben ermittelt. Bei Verwendung eines Farbkamerasystems
werden die Farben dagegen als Echtfarben ermittelt.
Es ist ferner möglich, zur Bewertung der Objekte des Schüttgutstroms
oder zur Bewertung einzelner Objekte bei Objekten aus transparenten Materialien in diesen befindliche Einschlüsse
festzustellen. Die Objekte des SchüttgutStroms oder
einzelne Objekte können im Auflichtverfahren durch mindestens eine gleichmäßiges und diffuses Licht verteilende Lichtquelle
bestrahlt werden.
Die Objekte des Schüttgutstroms oder einzelne Objekte können aber auch im Durchiichtverfahren durch eine gleichmäßiges und
diffuses Licht verteilende Lichtquelle durchleuchtet werden. Die Konditionierung des zu sortierenden Schüttgutes kann durch
Absieben und Befeuchten durchgeführt werden. Vorteilhaft ist es, das konditionierte Schüttgut in Rinnen, Rillen, auf einer
Vibrorinne oder zufallsabhängig auf einer Dosierbahn zu ver-
-5-
einzeln. Danach kann das sortierte Schüttgut über eine Rutsche oder Rolle in den Objekterfassungsbereich der Zeilen- und/oder
Matrixkamera geleitet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 3 das Auswertesystem der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung,
Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung des Auswertesystems in einer schematischen Darstellung.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 weist eine Konditionierungsvorrichtung
4 auf, in der das von einer Zuführeinrichtung zugeführte Schüttgut konditioniert wird. Am Ausgang der
Konditionierungseinrichtung 4 ist eine Vereinzelungseinrichtung 2 angeordnet, die zur Dosierung durch Vereinzelung
der Objekte 10 des Schüttgutstroms 11 dient. Am Ausgang der Vereinzelungseinrichtung 2 werden die Objekte 10 des Schüttgutstroms
11 im freien Fall an einer Sensoreinrichtung 3 vorbeigeführt.
Diese besteht aus zwei Lichtquellen 6 mit gleichmäßig diffusem Licht, durch die die Objekte 10 des
Schüttgutstroms 11 im Objekterfassungsbereich einer Zeilen- und/oder Matrixkamera 5 ausgeleuchtet werden. Die Zeilen-
und/oder Matrixkamera 5 ist mit einer in einem Schaltschrank 25 angeordneten elektronischen Meßwertauswerteeinrichtung 8
verbunden, von der eine Trenneinrichtung 9 angesteuert wird. Die Trenneinrichtung 9 besteht aus einer Anordnung 21, von
parallel zueinander horizontal angeordneten Magnetventilen 22,
die mit Druckluft beaufschlagt werden. Das jeweils betätigte Magnetventil 22 bewirkt einen Druckluftstrahl, der ein auszusortierendes
Objekt 10 aus dem Schüttgutstrom 11 auslenkt und in eine schematisch dargestellte Schlechtauslaufwanne 27 fallen
läßt. An den Schaltschrank 25 ist ein Farbmonitor 23 angeschlossen, auf dem von der elektronischen Meßwertauswerteeinrichtung
8 erfaßte Farbwerte anzeigbar sind.
Fig. 3 zeigt schematisch das opto-elektronische Auswertesystem
der Vorrichtung 1. In dem dargestellten Beispiel weist die Vorrichtung 1 zwei übereinander angeordnete Zeilen- und/oder
Matrixkameras 5 auf, die zwei Betrachtungsebenen 24 bilden. Hierdurch kann der Schüttgutdurchsatz vergrößert werden. Die
Zeilen- und/oder Matrixkameras 5 sind jeweils mit einem Kamera-Interface 7 verbunden. Diese Kamera-Interfaces 7 sind an
die elektronischen Meßwertauswerteeinrichtung 8 angeschlossen, die mit dem Farbmonitor 23 und einem Systembus 13 verbunden
ist. An dem Systembus 13 ist ein Kommunikationsprozessor 14 angeschlossen, der mit der Bedieneinheit 12 verbunden ist. Der
Systembus 13 ist ferner über einen Buskoppler 15 mit einem E/A-Bus 16 verbunden, an dem die Steuereinheit 17 der
Trenneinrichtung 9 angeschlossen ist. Ein Profibus-Interface 18, das an dem Systembus 13 angeschlossen ist, dient zur
Anbindung der Vorrichtung 1 an ein Leitsystem.
Bei der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 4 ist kein Profibus-Interface 18 vorgesehen. Statt dessen ist mit dem Kommunikationsprozessor
14 ein Feldbus-Interface 19 verbunden, an das ein Feldbus 20 angeschlossen ist. Der Feldbus 20 kann ebenfalls mit einem
Leitsystem verbunden werden.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Sortierung von rohstoffliehen, vorveredelten
oder recycelten Schüttgütern, die aus einzelnen zu sortierenden Teilen bestehen, wobei die Klassifizierung
der zu sortierenden Teile nach empirisch bestimmten Klassifikationsparametern erfolgt und das auszusortierende
Schüttgut abgeleitet wird, mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen des Schüttgutes, einer Vereinzelungseinrichtung
zum Vereinzeln des Schüttgutes in einzelne zu sortierende Teile, einer Sensoreinrichtung zur Erfassung von für die
Klassifikation der zu sortierenden Teile relevanten Eigenschaften und zur Erzeugung von Meßdaten, einem Rechner zur
Klassifikation der zu sortierenden Teile und zur Erzeugung von Steuersignalen zum Ansteuern von Mitteln zur Aussortierung
von Teilen des Schüttgutes, dadurch gekennzeichnet, daß vor der zur Dosierung dienenden Vereinzelungseinrichtung
(2) eine Konditionierungseinrichtung (4) angeordnet ist, daß die Sensoreinrichtung (3) aus mindestens
einer Zeilen- und/oder Matrixkamera (5) besteht, der mindestens eine gleichmäßig diffuses Licht ausstrahlende
Lichtquelle (6) zugeordnet ist und die über ein Kamera-Interface (7) mit einer elektronischen Meßwertauswerteeinrichtung
(8) mit mindestem einem Mikrorechner verbunden ist, die mit einer Trenneinrichtung (9) zum Auslenken vereinzelter
Objekte (10) aus dem Schüttgutstrom (11) und einer Bedieneinheit (12) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Zeilen- und/oder Matrixkamera (5) mit
einer CCD-Sensorik ausgerüstet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Meßwertauswerteeinrichtung (8) mindestens
einen Mikrorechner und/oder DSP, RISC, CISC aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
-8-
daß die Meßwertauswerteeinrichtung (8) über einen Systembus (13) mit der Bedieneinheit (12) und der Trenneinrichtung
(9) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Systembus (13) und Bedieneinheit (12) ein Kommunikationsprozessor
(14) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
an dem Systembus (13) ein Buskoppler (15) angeschlossen ist, der mit einem E/A-Bus (16) verbunden ist, an den die
Steuereinheit (17) der Trenneinrichtung (9) angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Systembus (13) mit einem Profibus-Interface (18) verbunden
ist, das mit einem Leitsystem verbindbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kommunikationsprozessor (14) mit einem Feldbus-Interface (19) verbunden ist, an das ein Feldbus (20) und ein
Leitsystem anschließbar ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 4 und 6, bei der auszusortierende
vereinzelte Objekte mittels Druckluft aus dem Schüttgutstrom ausgelenkt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trenneinrichtung (9) aus einer der Zeilenmatrix der Zeilen- und/oder Matrixkamera (5) entsprechenden
Anordnung (21) von mit Druckluft beaufschlagten Magnetventilen (22) besteht, die mit der Steuereinheit (27) verbunden
sind.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 4 und 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (9) aus einer der Zeilenmatrix der Zeilen- und/oder Matrixkamera (5)
entsprechenden Anordnung von Klappen besteht, die von der Steuereinheit (27) ansteuerbar sind.
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