ES2323617B1 - MACHINE WITH ARTIFICIAL VISION FOR THE AUTOMATIC ELIMINATION OF IMPURITIES IN THE GLASS CHATARRA AND THE SEPARATION OF THE SAME BY COLORS, WITH MULTIESPECTRAL VISION. - Google Patents

MACHINE WITH ARTIFICIAL VISION FOR THE AUTOMATIC ELIMINATION OF IMPURITIES IN THE GLASS CHATARRA AND THE SEPARATION OF THE SAME BY COLORS, WITH MULTIESPECTRAL VISION. Download PDF

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    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
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Abstract

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.Machine with artificial vision for automatic removal of impurities in the glass scrap and the separation of the same by colors, with multispectral vision.

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 400 nm y superiores a 700 nm.Machine with artificial vision for automatic removal of impurities in the glass scrap and the separation of it by colors. The pieces are analyzed not only in the area of the visible spectra but also in the zones ultraviolet and infrared spectrum, for wavelengths less than 400 nm and greater than 700 nm.

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.The machine is configured by a system of vibrating feed or conveyor belt, an inclined plane where the pieces of glass and impurities slide, some systems of illumination and multispectral vision, a computer system for the processing and analysis of images, an electronic interface for control of ejection electro-valves, a blowing system with bar and electro-valves pneumatic, as well as a control cabinet with display tactile.

Description

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.Machine with artificial vision for automatic removal of impurities in the glass scrap and the separation of the same by colors, with multispectral vision.

Objeto de la invenciónObject of the invention

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.The object of the present invention, as expressed in the statement of this specification, refers to a machine with artificial vision for the automatic elimination of impurities in the glass scrap and its separation by colors. The pieces are analyzed not only in the spectrum area visible but also in the ultraviolet and infrared zones of the spectrum, for wavelengths less than 400 nm and greater at 700 nm.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

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.Currently the glass scrap, coming mostly from the recycling of glass containers, it needs a previous processing before it can be used as Raw material for the manufacture of new glass containers.

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.First the bottles, coming in their Most urban collection of containers are crushed to obtain a grain size of 0-60 mm approximately.

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.The impurities that accompany the scrap metal glass must be removed, especially those with a dot melting higher than glass, otherwise they would impurify the new glass to be manufactured and would cause possible break points in new containers manufactured from this glass scrap The most harmful impurities being the pieces of Ceramics, stones and porcelain.

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.Moreover, the separation of the pieces of colored glass is a European regulation that will soon be in vigor and that in the future it will be very important for recovery and recycling of discarded products, since the separate glasses by colors they have a higher market value than if they go mixed.

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.The first impurity separation machines that appeared on the market were based on discrimination against light intensity through the glass pieces / impurities.

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.To achieve this discrimination, it was used a system of retro lighting and by means of photocells and according the intensity of light that crossed the piece was decided if it was impurity and if such was the case it automatically activated a pneumatic valve that blew and separated the impurity from the mainstream.

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.The photocell system was not too much precise and also was not reliable in discrimination and separation of the pieces of glass by colors.

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.Nowadays, the technology based on artificial vision whose reliability and power Color discrimination is far 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.However the existing machines in the market based on this technology are not able to discriminate and separate the pieces of white opal or certain glass like those of vitroceramic kitchens that are unwanted impurities in The manufacture of new glass.

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.To resolve and improve the limitations of the current technology in existing machines that apply vision artificial only in the range of the visible spectrum, that is, the range between 400 nm and 700 nm has been developed machine with artificial vision for elimination Automatic impurity in glass scrap and separation of it by colors, since the pieces are analyzed not only in the visible spectrum area but also in the ultraviolet zone and infrared spectrum, for wavelengths less than 400 nm and above 700 nm, as well as, automatically allows the separation and classification of recyclable materials, with evident improvements in the health conditions of the production process and with an elimination of environmental pollution due to The selection processes.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

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.The machine with artificial vision for removal of impurities in glass scrap and separation of it by colors, is configured by a system of vibrating feed or conveyor belt, an inclined plane, where the pieces of glass and impurities slide, a system of multispectral lighting, a multispectral vision system, a computer system, for image processing and analysis, electronic interface, for command of ejection electro-valves, a system of blowing, configured blow bar and system pneumatic electro-valves, as well as, of a control cabinet with touch screen.

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.In the structure of the machine and on its plane inclined glass scrap pieces are poured through a vibrating feeder or through a tape conveyor

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La máquina dispone de visión artificial que permite abarcar no sólo la zona del espectro visible sino las zonas ultravioleta e infrarroja.The machine has artificial vision that allows to cover not only the area of the visible spectrum but the zones ultraviolet and infrared.

La máquina dispone de un sistema de visión multiespectral capaz de analizar las piezas en las zonas ultravioleta, visible e infrarroja del espectro simultáneamente.The machine has a vision system multispectral able to analyze the pieces in the zones ultraviolet, visible and infrared spectrum simultaneously.

Un potente sistema informático instalado en la máquina, realiza un análisis multiespectral de cada pieza y así obtener un espectrograma de la misma.A powerful computer system installed in the machine, performs a multispectral analysis of each piece and so Get a spectrogram of it.

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.The spectrogram of a piece depends basically of its color and composition. Therefore, with this new technology the power of discrimination is far superior and it can discriminate and eliminate by blow, the opal pieces and harmful glass, such as glass ceramic which, with the current Technology is not possible.

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.The machine through the vision system artificial allows to identify the material to be separated based on a multispectral analysis, that is, on the spectrogram of each piece.

Una vez identificada la pieza a separar esta es soplada por medio del sistema neumático de soplado.Once the piece to be separated has been identified, this is blown by means of the pneumatic blowing system.

La máquina esta diseñada para poder realizar la separación de impurezas, o bien para la separación de las piezas de vidrio por colores.The machine is designed to perform the separation of impurities, or for the separation of the pieces of colored glass.

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.The control cabinet has a monitor with touch screen where the number of separate parts are recorded and turn statistics are displayed, the type of material that is It is separating.

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.The artificial vision system is located in the cabinet that is waterproof and has a control system Automatic temperature guaranteeing operation Correct and stable electrical systems.

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.For a better understanding of this memory descriptive and forming an integral part of it, they are accompanied some figures in which with an illustrative and non-limiting nature Try to identify the invention.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

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.Figure 1 presents a side view longitudinal preferred positioning of the equipment that the configure and form the machine with artificial vision for automatic removal of impurities in the glass scrap and the separation of the same by colors, where the system of feed or conveyor belt, the inclined plane where the glass pieces and impurities slide, the lighting system and multispectral vision, the computer system for processing and image analysis, and the blowing system, as well as the closet Touchscreen control.

La figura 2 presenta una vista en alzado posterior de la máquina con el módulo de línea y el armario de control.Figure 2 presents an elevation view rear of the machine with the line module and the cabinet 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.Figure 3 presents a perspective view of the line module, as well as the inclined plane where the glass pieces and impurities slide.

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

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).In Fig. 1 presents an embodiment of the set that configures the machine with artificial vision for the automatic removal of impurities in the glass scrap and the separation of the same by colors, as a whole it has two parts the line module (5) and the control cabinet are very defined (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.The line module (5) is formed of a mechanical bench that supports the vibrating feeding system (1) or conveyor belt where the pieces of glass slide and impurities, an inclined plane (2), a lighting system multispectral (3), a cabinet with the vision system multispectral (4), a cabinet with the pneumatic system of blow extraction (7), consisting of a blow bar (11), and a pneumatic electro-valve system (12), This module is completed with a deposit (10), for the pressurized air storage and a separable partition wall in  tilt and height

En las Figs. 1 y 2 se muestra el armario de control (8), que forma una unidad separada del módulo de línea (5), donde se ubican el sistema informático (8) para el procesado y análisis de imágenes, el interface electrónico (7) para mando de electro-válvulas de expulsión, así como, la pantalla táctil (9).In Figs. 1 and 2 shows the cabinet of control (8), which forms a separate unit from the line module (5), where the computer system (8) is located for processing and image analysis, the electronic interface (7) to control ejection electro-valves, as well as, the touch screen (9).

En la Fig. 3 presenta una vista en perspectiva del módulo de línea (5), con el posicionamiento del plano inclinado (2), donde se ubican el conjunto del sistema de iluminación (3), el sistema de visión (4), el sistema neumático de extracción por soplado (7), así como, el sistema para el almacenamiento de aire a presión (10) y un tabique separador graduable en inclinación y altura.In Fig. 3 presents a perspective view of the line module (5), with the positioning of the inclined plane (2), where the lighting system assembly (3) is located, the vision system (4), the pneumatic extraction system by blown (7), as well as, the air storage system to pressure (10) and a separable partition wall adjustable in inclination and height.

Como complemento a la realización preferente se indica un diagrama de bloques de la extracción automática de impurezas y separación por colores.As a complement to the preferred embodiment, indicates a block diagram of the automatic extraction of impurities and color separation.

Modo de operación AOperation mode TO

Extracción automática de impurezasAutomatic impurity extraction

1one

Modo de operación BOperation mode B

Separación por coloresColor separation

22

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como, una forma de llevarla a la práctica, sólo nos queda por añadir que, en su conjunto y partes que la componen, es posible introducir cambios de forma, materiales y disposición, siempre y cuando dichas alteraciones no varíen sustancialmente las características de la invención que se reivindican a continuación.Once nature is sufficiently described of the present invention, as well as, a way of bringing it to the practice, we only have to add that, as a whole and parts that compose it, it is possible to introduce changes of form, materials and disposition, as long as said alterations do not vary substantially the features of the invention that claim below.

Claims (4)

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.1. Machine with artificial vision for the automatic removal of impurities in the glass scrap and its separation by colors, characterized in that it is configured by a vibrant feeding system, an inclined plane through which the glass pieces, the systems slide of vision and multispectral lighting, as well as, a computer system for the processing and analysis of images. 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.2. Machine with artificial vision for the automatic removal of impurities in the glass scrap and its separation by colors, according to claim 1, characterized in that the vision system has one or several chambers according to the type of material to be separated. 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.3. Machine with artificial vision for the automatic removal of impurities in the glass scrap and its separation by colors, according to claim 1, characterized in that it has a pneumatic extraction system by blowing with a balanced air flow through the micro-holes of the blower bar. 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.4. Machine with artificial vision for the automatic removal of impurities in the glass scrap and its separation by colors, according to claim 1, characterized in that it has a system for the selection and separation of the glass by colors by changing the vision parameters on the touch screen
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