JP2009226248A - Plastic pellet sorting machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチックペレット選別機に係り、特に、プラスチック(合成樹脂)に混入する異物、変色、異形などを除去することができるプラスチックペレット選別機に関するものである。 The present invention relates to a plastic pellet sorter, and more particularly to a plastic pellet sorter that can remove foreign matters, discoloration, irregularities and the like mixed in plastic (synthetic resin).
金属の代替材料としてのエンジニアリングプラスチック(エンプラ・スーパーエンプラ)は一般的に用いられるようになってきた。 Engineering plastics (engineering plastics and super engineering plastics) as an alternative material for metals have come into common use.
このエンジニアリングプラスチックが汎用化されることにより、自動車、家電、OA機器、医療機器、電子機器などのさまざまな分野での用途拡大が進んでいる。 With the generalization of this engineering plastic, applications are expanding in various fields such as automobiles, home appliances, OA equipment, medical equipment, and electronic equipment.
このような経緯から、エンジニアリングプラスチックの品質管理が要求されるようになってきている。 For these reasons, quality control of engineering plastics has been required.
このエンジニアリングプラスチック時代の到来とともに、エンジニアリングプラスチックペレットに混入する異物、変色、異形のプラスチックの除去が重要になってきている。 With the advent of the era of engineering plastics, it has become important to remove foreign substances, discoloration, and deformed plastics mixed in engineering plastic pellets.
これらの種々の異物混入は、樹脂の製造時、搬送過程、成形加工時、リサイクル(スプール・ランナー)、その他の段階で発生する。 These various foreign matters are mixed during resin production, conveyance process, molding process, recycling (spool runner), and other stages.
以下、異物混入について詳細に説明する。 Hereinafter, the mixing of foreign matters will be described in detail.
プラスチックペレットに混入する異物は、外部から混入する異物(ゴミ、パイプライン切り換え弁部の残さ、搬送パイプのつなぎ目などに残った残さなど)と、原料が焼けなどにより変質した異物に大きく区分される。 Foreign materials mixed into plastic pellets are broadly classified into foreign materials (dust, residue of pipeline switching valve, residue remaining at joints of transfer pipes, etc.) and foreign materials that have been altered by burning. .
原料から来る問題では、主に押出し機の熱処理工程で発生する変色、押出し工程のT−ダイで発生する付着物(目ヤニ、ダイ花)である。 The problems that come from the raw materials are mainly discoloration that occurs in the heat treatment process of the extruder, and deposits that are generated in the T-die during the extrusion process (eyes, die flowers).
樹脂製造のプロセスにおいても、これまで以上の変色、焼け(黄ばみ)、目ヤニ等の混入を防ぐ努力が要請されている。 Even in the resin manufacturing process, efforts to prevent further discoloration, burnt (yellowing), contamination of eyes, etc. are required.
なお、大きな変色点は、成形機の中で、更に砕かれ、小さな変色点に分散させて不良を拡大しかねない危険がある。 In addition, there is a danger that the large discoloration point may be further crushed in the molding machine and dispersed to the small discoloration point to enlarge the defect.
また、従来の技術として、本願発明者らによって提案された穀粒などの被選別粒の不良品の選別を行う色彩選別機がある(下記特許文献1参照)。 Further, as a conventional technique, there is a color sorter that sorts defective products such as grains proposed by the present inventors (see Patent Document 1 below).
さらに、樹脂ペレットの着色粒除去装置や装置やペレット選別機(下記特許文献2、3参照)が提案されている。
上記したように、エンジニアリングプラスチックペレットの品質の向上は不可欠のものとなってきた。 As mentioned above, improving the quality of engineering plastic pellets has become essential.
そのため、これまで蓄積されてきた米業界の色彩選別機のノウハウを活かし、プラスチックペレットに適した工夫を随所に加え、最小限のコストでプラスチックペレット選別を行うようにした。 Therefore, utilizing the know-how of the color sorter in the US industry that has been accumulated so far, we added various devices suitable for plastic pellets to sort plastic pellets at a minimum cost.
本発明は、上記状況に鑑みて、プラスチックペレットからの後方散乱光により、変色ペレット、異物混入ペレットや異形ペレットを検出し、これらのペレットの的確な除去を行うことができるプラスチックペレット選別機を提供することを目的とする。 In view of the above situation, the present invention provides a plastic pellet sorter that can detect discolored pellets, foreign matter-contaminated pellets, and irregular-shaped pellets by backscattered light from plastic pellets and accurately remove these pellets. The purpose is to do.
本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕落下するプラスチックペレットの両側に対になるように、光源とラインセンサ装置とを備えるラインセンサカメラを配置し、前記光源からの照射光の後方散乱光を測定することにより、前記プラスチックペレットの異物、変色、異形を検知して、前記プラスチックペレットの良品と不良品との選別を行うプラスチックペレット選別機であって、前記光源として前記落下するプラスチックペレットの上下方向に一対の蛍光灯を配置し、この一対の蛍光灯はそれぞれ遮蔽円筒体を備え、この遮蔽円筒体の窓にシリンドリカルレンズを配置し、このシリンドリカルレンズからの光を前記落下するプラスチックペレットへ照射することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides
[1] A line sensor camera provided with a light source and a line sensor device is arranged on both sides of the falling plastic pellet, and the plastic pellet is measured by measuring the back scattered light of the irradiation light from the light source. A plastic pellet sorter that detects foreign matter, discoloration, and deformation of the plastic pellets and sorts the plastic pellets into non-defective products and defective products, and a pair of fluorescent lamps are arranged as the light source in the vertical direction of the falling plastic pellet Each of the pair of fluorescent lamps includes a shielding cylinder, and a cylindrical lens is disposed in a window of the shielding cylinder, and the falling plastic pellet is irradiated with light from the cylindrical lens.
〔2〕上記〔1〕記載のプラスチックペレット選別機において、前記落下するプラスチックペレットからの反射光は、防塵窓を透過して前記一対の蛍光灯の間に配置されるシリンドリカルレンズを介して後方に配置されるラインセンサ装置で検知することを特徴とする。 [2] In the plastic pellet sorting machine according to [1], the reflected light from the falling plastic pellet is transmitted rearward through a cylindrical lens disposed between the pair of fluorescent lamps through a dustproof window. It detects by the line sensor apparatus arrange | positioned, It is characterized by the above-mentioned.
〔3〕上記〔2〕記載のプラスチックペレット選別機において、前記ラインセンサ装置は、前記一対の蛍光灯の間に配置されるシリンドリカルレンズ側から広角レンズと色ガラスフィルタとラインセンサとを具備することを特徴とする。
〔4〕上記〔1〕記載のプラスチックペレット選別機において、前記プラスチックペレットの不良品が検知されるとエアエジェクタを駆動し、前記プラスチックペレットの不良品をエアーで吹き飛ばして、不良品経路へ導くことを特徴とする。
[3] The plastic pellet sorting machine according to [2], wherein the line sensor device includes a wide-angle lens, a color glass filter, and a line sensor from a cylindrical lens side disposed between the pair of fluorescent lamps. It is characterized by.
[4] In the plastic pellet sorting machine according to [1], when a defective product of the plastic pellet is detected, an air ejector is driven to blow the defective product of the plastic pellet with air and lead to a defective product path. It is characterized by.
本発明によれば、プラスチックペレットからの後方散乱光により、異物ペレット、変色混入ペレットや異形ペレットを検出し、これらのペレットの的確な除去を行うことができるプラスチックペレット選別機を提供する。 According to the present invention, there is provided a plastic pellet sorter capable of detecting foreign matter pellets, discoloration-mixed pellets and irregular shaped pellets by backscattered light from the plastic pellets and accurately removing these pellets.
本発明のプラスチックペレット選別機は、落下するプラスチックペレットの両側に対になるように、光源とラインセンサ装置とを備えるラインセンサカメラを配置し、前記光源からの照射光の後方散乱光を測定することにより、前記プラスチックペレットの異物、変色、異形を検知して、前記プラスチックペレットの良品と不良品との選別を行うプラスチックペレット選別機であって、前記光源として前記落下するプラスチックペレットの上下方向に一対の蛍光灯を配置し、この一対の蛍光灯はそれぞれ遮蔽円筒体を備え、この遮蔽円筒体の窓にシリンドリカルレンズを配置し、このシリンドリカルレンズからの光を前記落下するプラスチックペレットへ照射することを特徴とする。 In the plastic pellet sorter of the present invention, a line sensor camera including a light source and a line sensor device is arranged so as to be paired on both sides of the falling plastic pellet, and the back scattered light of the irradiation light from the light source is measured. A plastic pellet sorter that detects foreign matter, discoloration, and irregularity of the plastic pellets and sorts the plastic pellets between non-defective and defective plastic pellets, and as the light source in the vertical direction of the falling plastic pellets A pair of fluorescent lamps are arranged, each of the pair of fluorescent lamps is provided with a shielding cylindrical body, a cylindrical lens is arranged in a window of the shielding cylindrical body, and light from the cylindrical lens is irradiated onto the falling plastic pellet. It is characterized by.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1は本発明の実施例を示すプラスチックペレット選別機の模式図である。 FIG. 1 is a schematic view of a plastic pellet sorter showing an embodiment of the present invention.
この図において、2はプラスチックペレット1を溜めるホッパ、3は振動フィーダ、4はロールフィーダ、5は基準板、6は一対のラインセンサカメラ、7は一対の光源、8はエアエジェクタ、9は良品経路、10は不良品経路である。
In this figure, 2 is a hopper for storing
図1に示すように、プラスチックペレット1は、ホッパ2から供給され、振動フィーダ3で振動が加えられてロールフィーダ4に送られる。そして、プラスチックペレット1は、ロールフィーダ4から落下して基準板5を通過する。落下したプラスチックペレット1はその両側に配置される一対のラインセンサカメラ6で撮像されて、良品・不良品の選別が行われる。
As shown in FIG. 1, the plastic pellet 1 is supplied from a
選別された不良品は、エアエジェクタ7で吹き飛ばされて不良品経路10から排出され、良品は良品経路9から取り出される。
The sorted defective product is blown off by the
ここで、一対のラインセンサカメラ6は、プラスチックペレット1からの後方散乱光を捕捉して、ラインセンサの感度を有効に利用するようにしている。
Here, the pair of
また、このプラスチックペレット選別機によれば、落下するプラスチックペレット1の両側に光源からの照射光を照射するようにしたので、落下するプラスチックペレット1の全面を照射することができ、プラスチックペレット1の良品、不良品の選別を的確に行うことができる。また、一対の蛍光灯にそれぞれ遮蔽円筒体を備え、この遮蔽円筒体の窓にシリンダー形状の凸レンズを配置し、蛍光灯よりの光束を効率良く焦光照射するように構成されている。従来の漫然と照射する方法とは異なり、ペレット識別感度を上げる効果がある。 Moreover, according to this plastic pellet sorter, since the irradiation light from the light source is irradiated on both sides of the falling plastic pellet 1, the entire surface of the falling plastic pellet 1 can be irradiated. Good and defective products can be accurately selected. Further, each of the pair of fluorescent lamps is provided with a shielding cylindrical body, and a cylindrical convex lens is disposed in the window of the shielding cylindrical body so that the luminous flux from the fluorescent lamp is efficiently irradiated with the focused light. Unlike the conventional irradiating method, it has the effect of increasing the pellet identification sensitivity.
まず、プラスチックペレットの光散乱の性質について説明する。 First, the light scattering property of the plastic pellet will be described.
図2は本発明に係るプラスチックペレットの光散乱の説明図である。 FIG. 2 is an explanatory view of light scattering of the plastic pellet according to the present invention.
この図において、11はプラスチックペレット、12は照射光、13はプラスチックペレット11の表面反射光13Aとプラスチックペレット11の内部反射光13Bからなる後方散乱光、14はプラスチックペレット11の表面反射光14Aとプラスチックペレット11の内部透過光14Bからなる前方散乱光である。
In this figure, 11 is a plastic pellet, 12 is an irradiation light, 13 is a backscattered light composed of a surface reflected
前方散乱光14を測定する場合、前方散乱光14のうち内部透過光14Bには、プラスチックペレット11の形状と色に依存した情報が含まれるが、プラスチックペレット11に当たらずに通過する側面の光量と表面反射光14Aが大きく、ラインセンサの背景雑音光を増大させて飽和させる可能性がある。また、プラスチックペレット11の形状が変則的であると、内部透過光14Bはほとんど存在しない。
When measuring the forward scattered
一方、後方散乱光13には、プラスチックペレット11の表面からの反射光13Aとプラスチックペレット11の内部に屈折して入り戻る内部反射光13Bが存在する。プラスチックペレット11の表面反射光13Aは、プラスチックペレット11の形状に依存し、内部反射光13Bはプラスチックペレット11の形状と異物の色や形に依存した情報を含む。一般に、プラスチックの表面反射光13Aや内部反射光13Bの反射率は4〜5%程度である。後方散乱光13の測定には、通過光などの影響が無いので、ラインセンサの感度を有効に使える利点がある。
On the other hand, the
上記したようなプラスチックペレットの光散乱の性質から、本発明によるプラスチックペレット11の選別では、プラスチックペレット11が透明体でも後方散乱光13を捕捉するように構成した。なお、前方散乱光14を測定する方法では、通過光をレンズの非焦点作用を用いて拡散させることも可能であるが、雑音光は残余する。
Due to the light scattering property of the plastic pellet as described above, the
図3は本発明の実施例を示すプラスチックペレット選別機の要部構成図、図4はその選別機のシリンドリカルレンズと広角レンズによる光線軌跡図であり、図4(a)は光線側面図、図4(b)は光線上面図である。 FIG. 3 is a block diagram of a main part of a plastic pellet sorter showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a ray locus diagram of a cylindrical lens and a wide angle lens of the sorter, and FIG. 4 (b) is a top view of the light beam.
これらの図において、21は落下プラスチックペレット、22は防塵窓、23は蛍光灯、24はその蛍光灯23を覆う遮蔽円筒体(アルミニウム製でよい)であり、内部は白色あるいは鏡面仕上げ、外部は艶消し黒色である。24Aは遮蔽円筒体24の窓、25は蛍光灯からの光を取り出すシリンドリカルレンズ、26は落下プラスチックペレット21からの反射光を透過するシリンドリカルレンズ、27はシリンドリカルレンズ26からの透過光を通す窓27Aを有する遮光板(艶消し黒色)、28は窓27Aを通過した光を受ける広角レンズ、29は広角レンズ28を透過した光を受ける色ガラスフィルタ、30は色ガラスフィルタ29を透過した光を受けるラインセンサである。
In these figures, 21 is a falling plastic pellet, 22 is a dustproof window, 23 is a fluorescent lamp, 24 is a shielding cylinder (which may be made of aluminum) covering the
従来のプラスチックペレット選別機は、以下のような問題点が挙げられる。 The conventional plastic pellet sorter has the following problems.
(1)蛍光灯からの光量の大半が無駄になっている。 (1) Most of the amount of light from the fluorescent lamp is wasted.
(2)蛍光灯の光が機器内部で乱反射して、ラインセンサカメラに背景雑音光を作っており、ラインセンサはその背景雑音光で飽和出力となっている。 (2) The fluorescent lamp light is diffusely reflected inside the device to produce background noise light in the line sensor camera, and the line sensor is saturated with the background noise light.
(3)広角レンズで、プラスチックペレットを見込む光路がスリット及び蛍光灯で遮られており、後方散乱光を最大限に捕捉していない。つまり、プラスチックペレットからの情報を得るためには、図2に示した後方散乱光13をできるだけ広角に捕捉しないと識別情報が得られ難い。 (3) With a wide-angle lens, the optical path for viewing the plastic pellet is blocked by the slit and the fluorescent lamp, and the backscattered light is not captured to the maximum extent. That is, in order to obtain information from the plastic pellet, it is difficult to obtain identification information unless the backscattered light 13 shown in FIG.
(4)プラスチックペレット位置とカメラレンズまでの距離があるので、プラスチックペレットを見込む角が小さく、従って、後方散乱光の捕捉率が低く、真の信号強度が弱い。 (4) Since there is a distance between the plastic pellet position and the camera lens, the angle at which the plastic pellet is viewed is small, and thus the capture rate of backscattered light is low and the true signal intensity is weak.
(5)従来の選別機の振動によるプラスチックペレットの分散では、1ラインに20〜30個程度と推測されるが、ラインセンサのピクセル数から考えて、もっと密にした方が良い。 (5) In the dispersion of plastic pellets by vibration of a conventional sorter, it is estimated that there are about 20 to 30 pieces per line, but it is better to make it more dense considering the number of pixels of the line sensor.
蛍光灯23の照射光は、シリンドリカルレンズ(あるいはシリンダーフレネルレンズでもよい)25で集光して照射する。なお、蛍光灯23を覆う遮蔽円筒体24を設け、乱反射光の発生を抑え有効光量の増大を図る。
The light emitted from the
また、図4(a)に示すように、プラスチックペレット31からのY方向の広角後方散乱光をできるだけ捕捉するように、シリンドリカルレンズ32の開口角θを大きくした方が良いことが分かる。そのため、シリンドリカルレンズ32は、開口角θを大きくできるシリンダーフレネルレンズでも良い。
Further, as shown in FIG. 4A, it is understood that it is better to increase the opening angle θ of the
さらに、図4(b)に示すように、シリンドリカルレンズ32はX方向には作用しないので、広角レンズ33の結像関係を用いて、プラスチックペレット31の像をラインセンサ34に結像させれば、プラスチックペレット31の位置は精度良く検出できる。
Further, as shown in FIG. 4B, since the
レンズ系32〜33による結像は、図4(a)の結像パターンに示すようにラインセンサ面ではY軸方向に長い楕円パターンとなるので、ラインセンサ34のピクセル形状は、光量をできるだけ検出するために、縦長のものが良い。
Since the image formation by the
図5は本発明に係るプラスチックペレット層幅を撮像範囲に入れるための説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram for putting the plastic pellet layer width according to the present invention in the imaging range.
この図において、41はプラスチックペレット、42はシリンドリカルレンズ、43は広角レンズ、44はラインセンサである。 In this figure, 41 is a plastic pellet, 42 is a cylindrical lens, 43 is a wide-angle lens, and 44 is a line sensor.
プラスチックペレット層幅Dは狭いほど、最大画角Θまで距離Lを短くできるので、Y方向の散乱光の捕捉角を大きくして、散乱光の検出量を増加させることができる。それ故に、画角Θが大きい広角レンズ程X方向の散乱光の捕捉にも有効である。 As the plastic pellet layer width D is narrower, the distance L can be shortened to the maximum angle of view Θ, so that the amount of scattered light detected can be increased by increasing the trapping angle of scattered light in the Y direction. Therefore, a wide-angle lens having a larger angle of view Θ is more effective for capturing scattered light in the X direction.
また、上記したように、ラインセンサ44のピクセルサイズを縦長の大きいもの(例えば、〜8×200μm)で、2400ビットの1〜10MHz位にすることにより、受光量の増大化を図り、信号強度をあげて、位置決めの高精度化及び高速化が図れ、プラスチックペレット41の情報量を増加させる。
In addition, as described above, the pixel size of the
また、プラスチックペレット41の変色などで、後方散乱光に識別できるスペクトルが存在する場合には、分光分布蛍光灯か、図3に示す色ガラスフィルタ29などを用いて識別効率をあげてもよい。ハロゲン白色蛍光灯を常備して、色ガラスフィルタ(蛍光灯より安価)を外部操作で入れ換えて適宜測定するオプションを設けるようにしてもよい。
Further, when there is a spectrum that can be identified as backscattered light due to discoloration of the
図6は本発明の実施例を示すラインセンサカメラからの想定プラスチックペレット反射信号出力波形を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing an assumed plastic pellet reflected signal output waveform from the line sensor camera according to the embodiment of the present invention.
プラスチックペレットの選別は、ラインセンサ信号強度の選別レベル51にあるものを良品となし、ラインセンサ信号強度の選別レベル51から外れるものを不良品、例えば、変形プラスチックペレット52、微小粒プラスチックペレット53、星形プラスチックペレット54、変色体プラスチックペレット55、混入異物56などは不良品とし、そうでない正常成型プラスチックペレット57は良品として識別する。星形ペレットからの散乱光とペレット内部乱反射による高強度散乱光を区別するためにレベル51を適宜選択する。
The plastic pellets are classified as non-defective products at the line sensor signal
このように、異物ペレット、変色ペレット、異形のペレットは、両側に配置される2台のラインセンサカメラで検知されるとともに、この検知と同時にエアエジェクタからのエアーにより吹き飛ばされて、不良品経路から排出される。 In this way, foreign matter pellets, discolored pellets, and irregular shaped pellets are detected by two line sensor cameras arranged on both sides, and simultaneously with this detection, they are blown off by the air from the air ejector, and from the defective product path. Discharged.
色目によっては、条件投色の原理を利用して、より明確に異物を検出できるように、ランプの種類も数種類用意することができる。 Depending on the color, several types of lamps can be prepared so that the foreign matter can be detected more clearly by using the principle of conditional color projection.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said Example, Based on the meaning of this invention, a various deformation | transformation is possible and these are not excluded from the scope of the present invention.
本発明のプラスチックペレット選別機は、異物混入ペレット、変色ペレットや異形ペレットの的確な除去を行うことができるプラスチックペレット選別機として利用可能である。 The plastic pellet sorter of the present invention can be used as a plastic pellet sorter capable of accurately removing foreign material-mixed pellets, discolored pellets and irregular shaped pellets.
1,11,31,41 プラスチックペレット
2 ホッパ
3 振動フィーダ
4 ロールフィーダ
5 基準板
6 一対のラインセンサカメラ
7 一対の光源
8 エアエジェクタ
9 良品経路
10 不良品経路
12 照射光
13 後方散乱光
13A プラスチックペレットの表面反射光
13B プラスチックペレットの内部反射光
14 前方散乱光
14A プラスチックペレットの表面反射光
14B プラスチックペレットの内部透過光
21,31,41 落下プラスチックペレット
22 防塵窓
23 蛍光灯
24 遮蔽円筒体
24A 遮蔽円筒体の窓
25 シリンドリカルレンズ(蛍光灯からの光を取り出す)
26 シリンドリカルレンズ(落下プラスチックペレットからの反射光を透過する)
27 遮光板
27A シリンドリカルレンズからの透過光を通す窓
28,33,43 広角レンズ
29 色ガラスフィルタ
30,34,44 ラインセンサ
32,42 シリンドリカルレンズ
51 ラインセンサ信号強度の選別レベル
52 変形プラスチックペレット
53 微小粒プラスチックペレット
54 星形プラスチックペレット
55 変色体プラスチックペレット
56 混入異物
57 正常成型プラスチックペレット
DESCRIPTION OF
26 Cylindrical lens (transmits reflected light from falling plastic pellets)
27 Light-shielding
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110607 |