JP3246818B2 - びん類自動選別装置 - Google Patents

びん類自動選別装置

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友弘 廣瀬
剛一 山上
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株式会社テクノフロンティア
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リサイクル品として収
集された多種多様のびん類から「生きびん」として回収
すべきびん類を自動的に判別し、選別する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】今日に
至っても、リサイクルとして収集されたびん類は全て人
手で分類されていて、自動化は一切行われていない。即
ち、現在、リサイクル品として袋又は箱で収集されたび
ん類は、多量の場合、ベルトコンベアの上で袋又は箱か
ら解放し、手分け作業で分類されている。この手作業に
よる分類は、びん類に付着している有害物による人体汚
染、びん類破片による人体負傷など安全衛生上問題を有
している。びん類のリサイクルは、ガラスびんをそのま
ま再使用する「生びん回収」と、色分けされたガラスび
ん又はびんの破片をガラスびん製造の原料として回収す
る「カレット(ガラス破片材)回収」の二通りがある。
市中で利用されているびん類は、寸法、形状の異なる四
百種類もあるが、生びんとして回収される価値のあるび
ん類は、ビールびん、一升びん、特定ウィスキー、特定
ジュースびん等で多くて20種類であり、これらは比較的
大きなびん類である。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は、選別ライン上
に整列されたびん類から「生きびん」として回収したい
所望の形状のびん類をあらかじめ入力されている選定基
準により、自動的に判別し、取り出す装置を開発すべく
検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち本
発明は、一般廃棄物として収集されたびん類をリサイク
ル品として回収する工程において、回収したいびん類の
寸法・形状を光学的に測定し、所望のびん類を判別し、
そのびん類を機械的に選別する装置であって、最大寸法
のびん類を乗せるに十分な大きさの割竹状のパレットを
長手軸方向に一直線に連続的に設置し、第一番目のパレ
ットを前段工程から流れて来るびん類の受け皿として固
定し、第二番目のパレットは透明な材料で作成された、
びん類のシルエットを撮影するための受け皿として固定
し、第三番目以降から最終番までの複数個のパレット
は、支持部にヒンジを設けて、パレットの長手軸に平行
な軸のまわりにのみ回転可動な取付構造にして所望のび
ん類を選別するパレットとし、以上の第一番目より最終
番までのパレットにそれぞれの機能分担を持たせ、それ
らのパレット列の両側の上方に一本宛合計二本の、サー
ボモータで同時に動静を繰り返すチェーンを配置し、そ
のチェーンにはパレットと同じ長さのピッチで両端を二
本のチェーンに固定された押板を取付け、その押板によ
りパレット上に乗せられたびん類を順時第一番目のパレ
ットより最終番目のパレットまで送り出す機能を有した
機械機構と、第二番目のパレット上方に設定された照明
燈と同パレットの下方に鏡を介しその鏡の前方に取り付
けられたカメラとを備えた暗室との構成により、第二番
目のパレットを通して得られるシルエットをカメラで撮
影し、そのシルエットの寸法・形状を画像解析した結果
の信号により第三番目以降のそれぞれのパレットが信号
指示に従って回転傾斜する事により、所望の寸法・形状
のびん類を第三番目以降のパレットで選別する機能を有
するびん類自動選別装置である。
【0004】以下、本発明のびん類自動選別装置による
びん類の選別方法を説明する。市中で回収された多種多
様のびんから所望のびん類を「生ビン」として自動分別
するために、先ず雑びんを(「生きびん」として再利用
される事のない小さなびん。これらは別のラインに搬送
されてカレット材として色分けされる)を取り除き、次
に残りの比較的大きなびん類の長手軸を揃え、個々のび
ん類を一つずつ自動分別ラインに搬送する。この自動分
別ライン上に並べられた個々のびん類から「生きびん」
として回収したいびん類を判別する手段として、発明者
等は自動分別ライン上のそれぞれのびん類のシルエット
を撮った上そのシルエットの寸法と形状を測定し、所望
の寸法・形状であるびん類を選別する事とした。「生き
びん」として回収したいびん類は複数種である。「生き
びん」を判別・回収する自動分別ラインとしては、びん
の長手軸を揃えた上で、それらのびんのびん類の送り方
に二通りが考えられる。一つは長手軸を揃え、ねかされ
た状態のびんを他のびんと側部で隣り合う状態で、換言
すればびんを簾子状に並べた状態で、びんの長手軸とは
直角に移動させる方法である。他の一つは寝かせた状態
のびんの長手軸方向に縦一列に並べて、びんの軸方向に
移動させる方法である。自動分別ラインは、個々のびん
を一本宛乗せるパレット型式とした場合、前者はパレッ
ト長手軸方向が互いに平行になる。つまり、パレットの
側部が隣合う状態で移動する。後者はパレットの長手軸
方向へ軸続きに移動する。
【0005】一方、個々のびんのシルエット全体を撮り
出すためにはパレット上のびんの上方に照明器具を設置
し、パレットの下方に現れるシルエットを取り出す他に
方法がない。即ち、パレット上のびんの転動振れを防ぐ
ためにパレット面は平面ではなく、竹を縦割りにしたよ
うな曲面であるから側部から照明を当てても寝かされて
いるびんの下方はパレットの陰に入ってしまう。又、び
んを寝かさず立てた状態でシルエットを撮る事は移動時
にびんが転倒してしまうから不可能である。シルエット
を撮り出す方法として、他には、びんの映像を撮りその
映像の輪郭からシルエットをつくる方法があるが、この
方法はうまくいかなかった。びんの影がパレットに出て
シルエットが太くあるいは長くなるのである。又、透明
のびんの場合、被写体の輪郭が欠けるのである。故に、
シルエットを取り出す方法として、個々のびんを透明の
パレットに乗せてその透過シルエットをパレットの下方
のカメラで撮影する手段を採用した。そのためには、パ
レットを透明な強化ガラス製(他の材料では、傷がつき
やすく、シルエットに不要な線刻が入る)にしなければ
ならないが、このガラス製のパレットを多数並べて移動
させるという方法ではなく、ガラス製のパレットを固定
しておきその上をびん類がすべりながら移動する方法と
した。ガラス製パレットが高価の上、これを移動させる
のは強度的に無理があり、破損しやすいからである。そ
のためには、びん類をびんの長手軸方向に並べたパレッ
ト上をすべりながら移動させる方法しかなく、一連のパ
レットの一つのみをガラス製とする事とした。つまり、
びん類は、個々のパレットに乗って同じパレットと共に
移動するのではなく、固定した直線状に相並ぶパレット
上をびんのみが軸方向にすべるのである。
【0006】この場合、びんを移動させる力を各びんの
移動方向下流側から個々のびんに伝えるために、パレッ
トの上方にパレットの両側に並行して走行するチェーン
を設け、この二本のチェーンに連結する押し板をパレッ
トの長さに等しいピッチで二本のチェーンに取り付け
た。この二本のチェーンはパレットの長さずつ一方向に
動き止まる事を繰り返し、且つ、その移動回数速度を可
変とするために、サーボモータにより、駆動させる事と
した。次にガラス製パレット上でシルエットが撮られ、
それが回収所望のびん類と判定されたびん類を回収する
ための機構として、ガラス製パレット以降の下流側のパ
レットをパレット長手軸に対して直角の方向に傾けられ
る構造とするために、各パレットの取付部をヒンジによ
る二点支持とし、割竹状のパレット上面からびん類がパ
レットの傾きにより、転がり落ちるようにした。以上が
メカニズムの工夫である。次にシルエットを撮映する光
学機器に関してであるが、光源と被写体の距離を可能な
限り長くし、光線を出来るだけ平行にしてシルエットが
被写体よりも広がらないような位置に光源を設置し、
又、ガラス製パレットの下方には、鏡を設け光を直角に
曲げ、ガラス製パレットからの距離を十分に延ばした位
置にカメラを設置した。この方がカメラの落下物による
損傷を回避でき、又、粉塵によるレンズの汚れがないか
らである。シルエットの寸法測定技術は既存の映像解析
方法を採用した。即ち、既存の解析手法により、びん類
の軸長手方向の長さとびん類の胴部・首を複数ケ所で輪
切りにしてそれぞれの直径を求め、長さと複数ケ所の直
径でびんの形状を判別するようにした。この方法であれ
ば、びんの首部や底部等に欠損がある場合、その部分の
寸法が短くなり、回収所望のびん類の「生きびん」とし
ての判定から外されるのである。尚、同装置によりカメ
ラで捕らえた透過光の色を判別する事によりびん類の色
分別も可能である。
【0007】
【実施例】以下、本発明の構成を図面により更に具体的
に説明する。図1(a) は本発明のびん類自動選別装置の
側部断面図であり、図1(b) は図1(a) のX−X線断面
図である。選別されるびん類Aは、前処理工程で長手軸
を揃えられた後、第一番目の固定パレット1に乗り移
る。びん類Aは、サーボモータ8により駆動される押板
駆動チェーン7によりパレットの長さずつ静動を繰り返
しながら前進する押板4により、進行方向の後方から押
され、第二番目、第三番目へのパレットに次々に移動し
ていく。第二番目のパレット2は、透過性のガラスで作
成されており、このパレット2の上に乗せられたびん類
のシルエットが照明燈9からの平行の光により鏡10で反
射し、カメラ11で捕らえられる。カメラ11で捕らえられ
たシルエットは画像解析装置Bにより解析され、予めイ
ンプットされたデータによりシルエットの寸法・形状が
そのデータのいずれかに合致した場合、第三番目以降最
終番目までのいずれかの指定された可転動パレット3に
信号が送られ、そのびん類がいずれかの指定されたパレ
ット3上に乗り移った時に、パレット3の下部のエアシ
リンダー6が作動し、パレット3のヒンジ付支持棒5が
回転し、パレット3が傾いて回収所望のびん類が指定さ
れた位置で落下する。以上のような過程により、予めイ
ンプットされたデータ内容により回収所望のびん類が第
三番目より最終番目までの種類数に選別出来るのであ
る。暗室12は、同装置の周辺からの光を遮断し、照明燈
9からの光線のみを第二番目のガラス製パレット2に照
射出来るように、外乱による判別の誤謬を防いでいる。
尚、画像解析装置へインプットするデータを変更する事
により、同装置によってびん類の色判別・色選別も可能
である。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように本発明のびん類自動選
別装置にあっては、パレット上に次々に送り込まれるび
ん類を自動的に判別し、「生きびん」として回収所望の
複数種びん類を所定の位置で選別出来るのである。この
事により、手選別する場合にあるようなびん類の破断部
で外傷をする事もなければ、騒音や悪臭で作業員が悩ま
される事から解放される。又、一定の速度で自動選別さ
れる事により、回収能率が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a) は本発明のびん類自動選別装置の側部
断面図であり、図1(b) は図1(a) のX−X線断面図で
ある。
【符号の説明】
1 固定パレット (第一番目) 2 ガラス製パレット (第二番目) 3 可転動パレット (第三番目〜最終番まで) 4 押板 5 ヒンジ付支持棒 6 エアシリンダ 7 押板駆動チェーン 8 サーボモータ 9 照明燈 10 鏡 11 カメラ 12 暗室 A びん類(被写体) B 画像解析装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B07C 5/00 - 5/38

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般廃棄物として収集されたびん類をリ
    サイクル品として回収する工程において、回収したいび
    ん類の寸法・形状を光学的に測定し、所望のびん類を判
    別し、そのびん類を機械的に選別する装置であって、 最大寸法のびん類を乗せるに十分な大きさの割竹状のパ
    レットを長手軸方向に一直線に連続的に設置し、第一番
    目のパレットを前段工程から流れて来るびん類の受け皿
    として固定し、第二番目のパレットは透明な材料で作成
    された、びん類のシルエットを撮影するための受け皿と
    して固定し、第三番目以降から最終番までの複数個のパ
    レットは、支持部にヒンジを設けて、パレットの長手軸
    に平行な軸のまわりにのみ回転可動な取付構造にして所
    望のびん類を選別するパレットとし、以上の第一番目よ
    り最終番までのパレットにそれぞれの機能分担を持た
    せ、それらのパレット列の両側の上方に一本宛合計二本
    の、サーボモータで同時に動静を繰り返すチェーンを配
    置し、そのチェーンにはパレットと同じ長さのピッチで
    両端を二本のチェーンに固定された押板を取付け、その
    押板によりパレット上に乗せられたびん類を順時第一番
    目のパレットより最終番目のパレットまで送り出す機能
    を有した機械機構と、 第二番目のパレット上方に設定された照明燈と同パレッ
    トの下方に鏡を介しその鏡の前方に取り付けられたカメ
    ラとを備えた暗室との構成により、第二番目のパレット
    を通して得られるシルエットをカメラで撮影し、そのシ
    ルエットの寸法・形状を画像解析した結果の信号により
    第三番目以降のそれぞれのパレットが信号指示に従って
    回転傾斜する事により、所望の寸法・形状のびん類を第
    三番目以降のパレットで選別する機能を有するびん類自
    動選別装置。
  2. 【請求項2】 びん類の透過色を判別し、びん類の色選
    別を行う機能を有する請求項1記載のびん類自動選別装
    置。
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