JP2021503604A - レーザー誘起ブレークダウン(libs)技術に基づく自動化された航空機アルミニウムスクラップ分類システム - Google Patents
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- LIBS技術に基づく完全に自動的なオンラインの航空機アルミニウム分類及び回収システムであって、サンプル供給ユニット(1)、表面処理ユニット(2)、材料配置ユニット(3)、LIBS解析及び検出ユニット(4)、移動ユニット(5)、並びに分類及び回収ユニット(6)を備え、前記サンプル供給ユニット(1)が、傾斜台を介して前記移動ユニット(5)に連結され、配置されたサンプルが、前記移動ユニット(5)上に位置付けられたコンベヤベルト上にスライドされ、前記移動ユニット(5)が、前記システムの様々な部分を共に直列で連結し前記システムの前記様々な部分内の前記サンプルの移動運動を実現するために、ステッパモータを使用することによって前記コンベヤベルトを駆動するように構成され、前記表面処理ユニット(2)が、前記サンプル供給ユニット(1)の後端部に配置され、それによって、前記サンプルの表面が、表面処理デバイスによって素早く処理され、次いで、前記サンプルが、前記移動ユニット(5)によって前記材料配置ユニット(3)に移動され、前記材料配置ユニット(3)が、三次元形態走査センサによって前記サンプルのプロファイル情報を走査するように構成され、この情報をケーブルを介して前記LIBS解析及び検出ユニット(4)に送信し、前記サンプルが、前記移動ユニット(5)によって前記LIBS解析及び検出ユニット(4)に更に移動され、前記LIBS解析及び検出ユニット(4)が、処理された前記サンプルの前記表面を照射するために、前記材料配置ユニット(3)から同期信号を受信し、前記サンプルがパスされたときに、前記コンベヤベルトの速度に従ってレーザーを放出し、スペクトル信号が、前記サンプルのグレード情報を特定するため、収集及び処理のために光ファイバによって分光計の中に導入され、検出された前記サンプルが、前記移動ユニット(5)によって前記分類及び回収ユニット(6)に移動され、検出された前記サンプルの前記グレード情報に基づいて、前記サンプルが、種々のバスケットを通過するときに、傾斜台を介してそれぞれのバスケットの中にスライドされる、システム。
- 前記材料供給ユニットが、重なりを避けるために廃棄航空機アルミニウムのサンプルを連続的に配置するように構成され、前記材料供給ユニットが、振動プレートと前記振動プレートの出口位置に取り付けられた傾斜台とから成り、材料供給プロセス中に、前記サンプルが、前記振動プレートの中に配置され、振動によって前記振動プレートの出口に移動し、それと同時に、材料が、前記振動プレートの効果で一列に配置され、前記振動プレートの出口と前記傾斜台の出口とにはそれぞれバッフルが設けられ、それによって、前記材料が前記振動プレートの出口を通って前記傾斜台の中に入った後で、前記バッフルが、材料の更なる進入を防止するために閉じられ、前記コンベヤベルト上のトレイが前記傾斜台の底部に到達したときに、前記傾斜台のバッフルが、前記材料の落下のために開かれ次いで閉じられ、その後、材料供給プロセスの次のラウンドが開始し、前記材料供給プロセス中に、前記振動プレートが常に振動状態にあり、前記出口のバッフルが閉じられたときに、前記材料が、前記材料供給プロセスを継続するために、前記振動プレート上に掃き落とされることとなり、前記傾斜台内に材料があるときに、前記振動プレートの前記出口のバッフルが常に閉じられた状態にあり、前記傾斜台内に材料がなく且つ前記傾斜台のバッフルが閉じているときにのみ、前記振動プレートの前記出口のバッフルが開かれるように、2つの前記バッフルがチェーン制御される、請求項1に記載のシステム。
- 前記表面処理ユニットが、滑らかで清浄な検出表面を得るために、油、塗料、コーティングなどを有する前記航空機アルミニウムのサンプルの前記表面を素早く処理するように構成され、前記表面処理ユニットが、光電スイッチ、締め付けデバイス、及び高速グラインディングデバイスから成り、前記光電スイッチが、前記締め付けデバイスの上流の前記コンベヤベルトの両側に取り付けられ、サンプルが通過するときに、前記光電スイッチがブロックされ、かかる情報が信号ラインを介して前記締め付けデバイスに供給され、前記締め付けデバイスが、前記サンプルが到着したときに移動トレイの中央にある前記サンプルを固定するように構成され、それと同時に、前記締め付けデバイスの直上の前記高速グラインディングデバイスが、下に降りて、前記サンプルの表面上の前記塗料又は前記コーティングを磨き取り、磨き取る厚さが500μm以上であり、それによって、検出される前記サンプルの表面が、滑らかで清浄な金属表面となり、磨き取った後で、前記締め付けデバイスが前記サンプルを緩め、前記サンプルが、次の作業手順に運ばれる、請求項1に記載のシステム。
- 前記材料配置ユニットが、三次元形態走査センサを使用して前記サンプルの前記表面プロファイル情報を走査することによって、前記材料の形状及び高さ情報を特定し、前記サンプルのプロファイル及び高さ情報を記録し、かかる情報をケーブルを介してLIBS検出ユニット(4)に送るように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記LIBS解析及び検出ユニットが、前記サンプルの前記グレードを素早く検出し特定するように構成され、パルスレーザー、レーザー光路、光ファイバ分光計、及びLIBS解析ソフトウェアが設けられたコンピュータなどから成り、前記サンプルが前記コンベヤベルトによって検出エリアに搬送された後で、前記パルスレーザーからのレーザーパルスが、前記レーザー光路を通って集中され、処理された前記サンプルの前記表面を励起し、前記分光計が、前記光ファイバを介して特性要素を励起することによって生成された前記スペクトル情報を受信し、前記分光計の出力信号が、ネットワークケーブルを介して前記コンピュータに通信され、前記LIBS解析ソフトウェアが設けられた前記コンピュータが、受信した前記スペクトル情報をリアルタイムで解析し、前記スペクトル情報を分類及び特定し、前記分類及び特定の結果をサンプルトレイ上で運ばれる電子ラベルの中に書き込む、請求項1に記載のシステム。
- 前記移動ユニットが、前記システムが自動的な伝達を実現することを可能にし、ステッパモータ、コンベヤベルト、及びトレイから成り、前記コンベヤベルトが、ループ形状に配置され、安定的で信頼できる搬送を確実にするために、前記ステッパモータと前記コンベヤベルトの間でチェーン伝達が利用され、前記トレイが、前記コンベヤベルト上に配置され、複数のステップで移動し、各移動するステップの長さが、トレイの長さであり、電子ラベルがトレイ上に設けられ、前記電子ラベルの中に、前記LIBS解析及び検出ユニット(4)が、前記トレイ内の前記サンプルの分類情報を書き込むことになっている、請求項1に記載のシステム。
- 前記分類及び回収ユニットが、種々のグレードのアルミニウムサンプルの自動的な分類及び回収を実行し、種々のサンプル分類情報を含む幾つかの搬送デバイス、及びガス圧デバイスから成り、搬送システムが、バッフル、傾斜台、及びバスケットを含み、各搬送ポートにバッフルが設けられ、各搬送ポートが傾斜台を介してそれぞれのバスケットに連結され、搬送ポートにおける特定デバイスが、トレイ上の電子ラベルの内容に従って搬送を実行するべきか否かを決定することができ、搬送ポート情報と一致した情報を有する前記トレイが通過したときに、前記バッフルが開かれ、前記ガス圧デバイスが押し上げられて、前記サンプルを前記バスケットの中に搬送する、請求項1に記載のシステム。
- 90%以上の分類及び回収の正解率が、1ブロック/秒の検出速度で実現される、請求項1に記載のシステム。
- 油、塗料、又はコーティングを含み得る、検出される航空機アルミニウムのサンプルの前記表面に対する特定の要件が存在しない、請求項1に記載のシステム。
- 非限定的に、航空機アルミニウム合金の分類及び回収において使用される、請求項1に記載のシステム。
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