KR102517566B1 - Recyclable waste sorting system and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수거된 폐기물을 재활용하기 위하여 선별하는 과정을 관리하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 인공지능에 기반해 폐기물의 종류 및 상태를 감지하고 정해진 기준에 따라 폐기물을 선별하여 배출하는 과정에 있어서 시스템의 선별 오류를 최소화하도록 관리할 수 있는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for managing the process of sorting collected wastes for recycling, and a system in the process of detecting the type and condition of wastes based on artificial intelligence and sorting and discharging wastes according to predetermined criteria. It relates to a method and system that can be managed to minimize selection errors.
과학 기술의 발달로 인류는 생활에 편의성을 높일 수 있는 다양한 물품을 발명하고 사용하게 되었으나 이로 인한 폐기물의 발생은 필연적인 결과였다. 이렇게 발생하는 다양한 폐기물은 재활용하지 않으면 매립하거나 소각하여야 하는데, 매립 또는 소각에도 비용이 발생하고, 때문에 버릴 때마다 돈을 내고서 버리거나 정부나 지자체에서 예산을 들여서 처리해야 폐기물을 처리할 수 있다. 따라서 이러한 비용을 최소화하기 위해서는 폐기물을 재활용하여야 하는데, 선별된 폐기물은 그대로 수거해 재활용할 수 있기 때문에, 재활용 업체에서 무료로 수거하는 등 대부분의 재활용 폐기물은 분리 배출하면 무료배출 후 수거되어 재활용할 수 있다. 하지만 재활용에도 회수, 재선별, 재처리 등의 비용이 들고 재활용해도 가치가 없는 폐기물도 있어서 시장상황에 따라 수거해가도 손해만 보는 경우도 있다. 따라서, 이러한 폐기물을 선별하는데 들어가는 비용을 최소화하기 위한 노력이 필요하다.With the development of science and technology, mankind has invented and used various items that can increase convenience in life, but the generation of waste is an inevitable result. If these wastes are not recycled, they must be landfilled or incinerated. Landfills or incineration also incur costs, so each time they are thrown away, they must pay money to throw away or the government or local government spends a budget to treat the waste. Therefore, in order to minimize these costs, waste must be recycled. Since selected waste can be collected and recycled as it is, most recyclable waste, such as free collection by recycling companies, can be collected and recycled after being discharged free of charge if separated and discharged. there is. However, even recycling costs money for collection, re-sorting, and reprocessing, and there are also wastes that have no value even after recycling, so even if they are collected according to market conditions, there are cases in which only losses are incurred. Therefore, efforts are required to minimize the cost of sorting these wastes.
최근에는 이러한 선별 작업을 상당부분 자동화하여 진행하기도 한다. 하지만 이러한 자동화 시스템은 현재 완전하지 않고, 사람이 투입되어 작업하거나 유지보수를 위하여 사람이 투입되었다가 기계가 작동하는 과정에서 안전사고가 발생하는 경우도 발생하고 있어 사회적으로 문제가 되고 있다.In recent years, a significant portion of this sorting operation has been automated. However, these automation systems are currently not perfect, and safety accidents occur in the process of operating the machine after a person is put in for work or maintenance, which is a social problem.
따라서, 자동화된 라인을 통해 폐기물을 선별할 수 있으면서도 사고에 의한 피해를 예방할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a technology that can prevent damage due to accidents while being able to sort waste through an automated line.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인공지능에 기반해 폐기물을 자동으로 선별할 수 있는 방법 및 시스템을 제공한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, and provides a method and system capable of automatically sorting waste based on artificial intelligence.
본 발명은 기 설정된 기준에 따라 폐기물을 선별하고 폐기물 선별에서 발생하는 오류를 최소화할 수 있는 방법 및 시스템을 제공 한다. The present invention provides a method and system capable of sorting waste according to predetermined criteria and minimizing errors occurring in waste sorting.
본 발명은 폐기물 자동 선별 과정에서 발생할 수 있는 사고를 예방할 수 있는 방법 및 시스템을 제공한다.The present invention provides a method and system capable of preventing accidents that may occur in the automatic waste sorting process.
상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템은 수거된 폐기물봉투를 파봉하고, 상기 폐기물 봉투에서 배출된 폐기물을 일정량씩 일정 간격으로 공급하는 파봉정량공급부; 공급되는 상기 폐기물에서 대형물을 선별하는 대형물선별부; 대형물이 선별된 상기 폐기물을 비중에 따라 선별하는 제1 다종선별부; 비중에 따라 선별된 상기 폐기물을 종류에 따라 선별하는 제2 다종선별부; 선별된 상기 폐기물을 검수하는 로봇검수부; 선별 및 검수된 상기 폐기물을 저장 및 압축하는 저장압축부; 및 상기 파봉정량공급부, 상기 대형물선별부, 상기 제1 다종선별부, 상기 제2 다종선별부 및 상기 로봇검수부에서 폐기물 선별을 위한 AI학습 및 폐기물 종류 감지 연산을 수행하고, 센서 데이터를 획득하여 감시 및 제어하며, 사고 예방 정보를 관리자에 전송하는 엣지서버;를 포함하고, 상기 제2 다종선별부는 선별된 고비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 고비중선별부; 선별된 중비중 폐기물을 철 및 비철류로 선별하는 철-비철선별부; 선별된 저비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 저비중선별부;을 포함하고, 상기 로봇검수부는 하기 수학식 1을 연산해 PET를 재질별 선별할 수 있다. Recyclable waste sorting system according to an embodiment of the present invention for solving the above problem is a bagged quantitative supply unit for breaking the collected waste bags and supplying the waste discharged from the waste bags at regular intervals by a predetermined amount; Large-size item sorting unit for sorting large-size items from the supplied waste; a first multi-type sorting unit for sorting the wastes from which large-sized wastes have been sorted according to their specific gravity; a second multi-type sorting unit that sorts the wastes sorted according to specific gravity according to types; Robot inspection unit for inspecting the selected waste; A storage compression unit for storing and compressing the sorted and inspected waste; And AI learning and waste type detection calculations for waste sorting are performed in the bag-quantity supply unit, the large-size item sorting unit, the first multi-type sorting unit, the second multi-type sorting unit, and the robot inspection unit, and sensor data is obtained. and an edge server for monitoring and controlling and transmitting accident prevention information to a manager, wherein the second multi-type sorting unit includes a high specific gravity sorting unit that sorts the sorted high specific gravity wastes according to types; a ferrous-non-ferrous sorting unit that sorts the sorted heavy-duty waste into iron and non-ferrous materials; and a low specific gravity sorting unit that sorts the sorted low specific gravity wastes according to types, and the robot inspection unit can sort PET by material by calculating
[수학식 1][Equation 1]
(여기서,는 상기 폐기물 x의 물성 값, 는 상기 폐기물 x의 영상에서 CNN으로 추출한 특징에 기반해 추정한 형태, 는 상기 폐기물 x의 색상이고, 는 물성, 형태, 색상에 따라 확률적으로 가장 유사성이 높은 재질을 결정하는 함수이다.)(here, is the physical property value of the waste x, Is the form estimated based on the features extracted by CNN from the image of the waste x, is the color of the waste x, is a function that determines the material with the highest similarity probabilistically according to physical properties, shape, and color.)
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 파봉정량공급부는 회전나이프로 수거된 폐기물 봉투를 개봉해 폐기물을 배출시키는 파봉부; 상기 파봉부로 상기 폐기물 봉투를 투입하는 투입호퍼; 상기 파봉부 전 후의 폐기물의 높이를 감지하는 레벨감지센서; 상기 파봉정량공급부 내에서 발생한 악취를 감지하는 악취감지센서; 및 적외선 열감지 및 화재를 감지하는 AI카메라;를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the sealing unit for discharging the waste by opening the waste bag collected with a rotary knife, the sealing unit quantitative supply unit; an input hopper for injecting the waste bag into the rupture part; A level detection sensor for detecting the height of the waste before and after the ruptured part; an odor detecting sensor for detecting an odor generated in the sachet quantity supply unit; and an AI camera for detecting infrared heat and fire.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 대형물선별부는 상기 폐기물에서 대형 플라스틱, 대형 비닐, 대형 종이 및 기타 대형물을 선별하고, 적외선 열감지 및 화재를 감지하는 AI카메라;를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the large-size item sorting unit sorts large-size plastic, large-size vinyl, large-size paper, and other large-size items from the waste, and an AI camera for detecting infrared heat and fire; may further include .
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 다종선별부는 대형물이 선별된 상기 폐기물을 비중에 따라 고비중물, 중비중물, 경비중물, 협잡물을 구분하는 AI카메라; 상기 제1 다종선별부 내의 공기의 흐름에 따라 이동하는 분진을 선별하는 분진선별부; 상기 제1 다종선별부 내의 차압 여부를 감지하는 차압센서; 분진에 의한 덕트의 막힘 여부를 감지하는 덕트센서; 및 상기 제1 다종선별부 내에 선별을 위한 공기 흐름을 발생시키는 블로어;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first multi-class sorting unit AI camera for classifying the large-sized waste into high specific gravity, medium specific gravity, light heavy, and impurities according to specific gravity; a dust sorting unit for sorting the dust moving according to the air flow in the first multi-type sorting unit; a differential pressure sensor for detecting whether or not there is a differential pressure in the first multi-type selection unit; Duct sensor for detecting whether the duct is clogged by dust; and a blower generating an air flow for sorting within the first multi-type sorting unit.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 엣지서버는 하기 수학식 2를 연산해 상기 파봉정량공급부, 대형물선별부, 제1 다종선별부, 제2 다종선별부, 로봇검수부, 저장압축부에서의 고장 발생 확률을 연산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the edge server calculates the following
[수학식 2] [Equation 2]
(여기서, n은 대상부, 은 n에서의 고장 발생 확률, 각 요인에 따른 고장 발생 확률들의 복합적 작용에 따른 종합 고장 발생 확률을 연산하는 함수, 은 n에서의 온도에 따른 고장 발생 확률, 은 n에서의 전류 값 변화에 따른 사고 발생 확률, 는 n에서의 전압 값 변화에 따른 사고 발생 확률, 은 n에서 감지된 진동의 주파수와 진폭에 따른 사고 발생 확률이다.)(Where n is the target part, is the failure probability at n, A function that calculates the overall failure probability according to the complex action of failure occurrence probabilities according to each factor; is the probability of failure occurrence as a function of temperature at n, is the probability of occurrence of an accident according to the change in current value at n, is the probability of occurrence of an accident according to the voltage value change at n, is the probability of occurrence of an accident according to the frequency and amplitude of the vibration detected at n.)
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 고비중선별부는 상기 고비중 폐기물에서 철 및 비철을 선별하는 자력선별기; 가스캔을 선별하고 파쇄하여 잔여 가스를 제거하는 가스캔파쇄기; 및 선별된 상기 폐기물의 위치별 적재량을 감지해 최적만적을 위한 위치를 조정하는 암롤박스;를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the high specific gravity separator unit magnetic separator for sorting ferrous and nonferrous metals from the high specific gravity waste; A gas can crusher that selects and crushes gas cans to remove residual gas; and an arm roll box that detects the loading amount of the sorted waste by position and adjusts the optimal position.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 저비중선별부는 상기 저비중 폐기물에서 종이 및 알캔을 종류에 따라 선별하고 상기 종이는 카드보드, 코팅지, 신문지로 구분될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the low specific gravity sorting unit sorts paper and alcans from the low specific gravity waste according to types, and the paper may be classified into cardboard, coated paper, and newspaper.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 선별된 상기 폐기물을 재질 및 색상으로 선별는 광학선별부;를 더 포함하고 상기 로봇검수부는 상기 폐기물의 재질을 분석하는 AI카메라; 상기 폐기물에서 선별 대상 재질 및 성상에 해당하는 폐기물만 남기고 나머지를 모두 선별하는 로봇팔;을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, an AI camera for analyzing the material of the waste; further comprising an optical sorting unit for sorting the selected waste into material and color; and the robot inspection unit; It may include; a robot arm for sorting out all the rest, leaving only the waste corresponding to the material and property to be sorted from the waste.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 저장압축부는 적어도 하나 이상의 선별된 상기 폐기물을 선별된 재질에 따라 저장하는 선별품별저장소; 상기 선별품별저장소에서 선별된 상기 폐기물을 동일 재질로 모아 압축하는 복합압축기; 및 상기 선별품별저장소에서 배출되어 상기 복합압축기로 투입되는 상기 폐기물 중 불순물을 감지하는 AI QC 카메라;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the storage compression unit for storing at least one sorted waste according to the sorted material sorted product storage; a composite compressor for collecting and compressing the wastes sorted in the sorted product storage into the same material; It may include; and an AI QC camera for detecting impurities in the waste discharged from the sorting storage and introduced into the composite compressor.
상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 방법은 수거된 폐기물봉투를 파봉하고, 상기 폐기물 봉투에서 배출된 폐기물을 일정량씩 일정 간격으로 공급하는 단계; 공급되는 상기 폐기물에서 대형물을 선별하는 단계; 대형물이 선별된 상기 폐기물을 비중에 따라 선별하는 단계; 비중에 따라 선별된 상기 폐기물을 종류에 따라 선별하는 단계; 선별된 상기 폐기물을 검수하는 단계; 선별 및 검수된 상기 폐기물을 저장 및 압축하는 단계; 및 폐기물 선별을 위한 AI학습을 수행하고, 센서 데이터를 획득하여 감시 및 제어하며, 사고 예방 정보를 관리자에 전송하는 단계;를 포함하고, 상기 폐기물을 종류에 따라 선별하는 단계는 상기 제2 다종선별부에서 수행되고, 상기 제2 다종선별부는 선별된 고비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 고비중선별부;를 포함하고, 상기 고비중선별부는 상기 고비중 폐기물에서 철 및 비철을 선별하는 자력선별기; 상기 자력선별기에서 선별된 폐기물 중 가스캔을 파쇄하여 잔여 가스를 제거하는 가스캔파쇄기; 및 상기 자력선별기 및 상기 가스캔파쇄기를 통과하여 선별된 상기 폐기물의 위치별 적재량을 감지해 최적만적을 위한 위치를 조정하는 암롤박스;를 포함하고, 상기 폐기물 검수 단계는 로봇검수부에서 수행되고, 상기 로봇검수부는 하기 수학식 1을 연산해 PET를 재질별 선별할 수 있다.Recyclable waste sorting method according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes the steps of breaking the collected waste bags and supplying waste discharged from the waste bags at regular intervals by a predetermined amount; Selecting large objects from the supplied waste; Sorting the waste from which large objects are sorted according to specific gravity; sorting the wastes sorted according to specific gravity according to types; Inspecting the selected waste; storing and compressing the sorted and inspected waste; And performing AI learning for waste sorting, acquiring sensor data, monitoring and controlling it, and transmitting accident prevention information to a manager. The second multi-class sorting unit includes a high specific gravity sorting unit for sorting the sorted high specific gravity wastes according to types, and the high specific gravity sorting unit includes a magnetic separator for sorting ferrous and non-ferrous wastes from the high specific gravity waste; a gas can crusher for removing residual gas by crushing gas cans among wastes sorted by the magnetic separator; And an arm roll box for detecting the loading amount of the waste sorted by position through the magnetic separator and the gas can crusher and adjusting the position for optimal loading; the waste inspection step is performed by a robot inspection unit, The robot inspection unit may sort PET by material by calculating
[수학식 1][Equation 1]
(여기서,는 상기 폐기물 x의 물성 값, 는 상기 폐기물 x의 영상에서 CNN으로 추출한 특징에 기반해 추정한 형태, 는 상기 폐기물 x의 색상이고, 는 물성, 형태, 색상에 따라 확률적으로 가장 유사성이 높은 재질을 결정하는 함수이다.)(here, is the physical property value of the waste x, Is the form estimated based on the features extracted by CNN from the image of the waste x, is the color of the waste x, is a function that determines the material with the highest similarity probabilistically according to physical properties, shape, and color.)
본 발명에 따르면, 인공지능에 기반해 폐기물을 자동으로 선별하여 저장하고 압축하여 배출할 수 있다.According to the present invention, waste can be automatically sorted, stored, compressed and discharged based on artificial intelligence.
또한, 기 설정된 기준에 따라 폐기물을 선별하고 폐기물 선별에서 발생하는 오류를 최소화할 수 있고, 최후의 마지막까지 오류를 찾아내 배출과정에 다른 물품이 섞이는 것을 방지할 수 있다.In addition, wastes can be sorted according to predetermined criteria, errors occurring in waste sorting can be minimized, and errors can be found until the very end to prevent mixing of other items in the discharge process.
또한, 폐기물 자동 선별 과정에서 발생할 수 있는 사고를 예방하여 인명 또는 재산 피해를 예방할 수 있다.In addition, it is possible to prevent human life or property damage by preventing accidents that may occur during the automatic waste sorting process.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.On the other hand, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and various effects may be included within a range apparent to those skilled in the art from the contents to be described below.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파봉정량공급부의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 볼륨 카메라 기술의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대형물선별부의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템에서 사용되는 로봇팔의 일 예시이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 다종선별부의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향방출 감지 센서의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고비중선별부의 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동선별공급부, 광학선별부 및 로봇검수부의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저비중선별부의 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장압축부의 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엣지서버의 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템의 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파봉정량공급부의 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대형물선별부의 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 다종선별부의 블록도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 다종선별부의 블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고비중선별부의 블록도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장압축부의 블록도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 방법의 흐름도이다.1 is a conceptual diagram of a recyclable waste sorting system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a fixed-rate supply unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a 3D volume camera technology according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a large item sorting unit according to an embodiment of the present invention.
5 is an example of a robot arm used in a recyclable waste sorting system according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram of a first multi-type sorting unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining the principle of a sound emission detection sensor according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram of a high specific gravity sorting unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram of a vibrating sorting supply unit, an optical sorting unit, and a robot inspection unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a conceptual diagram of a low specific gravity separator according to an embodiment of the present invention.
11 is a conceptual diagram of a storage compression unit according to an embodiment of the present invention.
12 is a conceptual diagram of an edge server according to an embodiment of the present invention.
13 is a block diagram of a recyclable waste sorting system according to an embodiment of the present invention.
14 is a block diagram of a fixed-rate supply unit according to an embodiment of the present invention.
15 is a block diagram of a large item sorting unit according to an embodiment of the present invention.
16 is a block diagram of a first multi-type sorter according to an embodiment of the present invention.
17 is a block diagram of a second multi-type sorter according to an embodiment of the present invention.
18 is a block diagram of a high specific gravity sorting unit according to an embodiment of the present invention.
19 is a block diagram of a storage compression unit according to an embodiment of the present invention.
20 is a flowchart of a method for sorting recyclable waste according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '재활용 가능 폐기물 선별 방법 및 시스템'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.Hereinafter, a 'recyclable waste selection method and system' according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The described embodiments are provided so that those skilled in the art can easily understand the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited thereby. In addition, matters represented in the accompanying drawings may be different from those actually implemented in the drawings schematically illustrated to easily explain the embodiments of the present invention.
한편, 이하에서 표현되는 각구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.On the other hand, each component expressed below is only an example for implementing the present invention. Accordingly, other components may be used in other implementations of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention.
또한, 각구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다.In addition, each component may be implemented purely with hardware or software configurations, but may also be implemented with a combination of various hardware and software configurations that perform the same function. In addition, two or more components may be implemented together by a single piece of hardware or software.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안된다.In addition, the expression 'including' certain components simply refers to the existence of the corresponding components as an expression of 'open type', and should not be understood as excluding additional components.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파봉정량공급부의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 볼륨 카메라 기술의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대형물선별부의 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템에서 사용되는 로봇팔의 일 예시이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 다종선별부의 개념도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향방출 감지 센서의 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고비중선별부의 개념도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동선별공급부, 광학선별부 및 로봇검수부의 개념도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저비중선별부의 개념도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장압축부의 개념도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엣지서버의 개념도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템의 블록도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파봉정량공급부의 블록도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대형물선별부의 블록도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 다종선별부의 블록도이고, 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 다종선별부의 블록도이고,도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고비중선별부의 블록도이고, 도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장압축부의 블록도이고, 도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 방법의 흐름도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a recyclable waste sorting system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of a package-quantitative supply unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a 3D diagram according to an embodiment of the present invention. 4 is a conceptual diagram of a volume camera technology, and FIG. 4 is a conceptual diagram of a large product sorting unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an example of a robot arm used in a recyclable waste sorting system according to an embodiment of the present invention. 6 is a conceptual diagram of a first multi-type sorter according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a view for explaining the principle of a sound emission detection sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. A conceptual diagram of a high specific gravity sorting unit according to an embodiment, and FIG. 9 is a conceptual diagram of a vibration sorting supply unit, an optical sorting unit, and a robot inspection unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a low specific gravity sorting unit according to an embodiment of the present invention. 11 is a conceptual diagram of a storage compression unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 12 is a conceptual diagram of an edge server according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a conceptual diagram of an edge server according to an embodiment of the present invention. 14 is a block diagram of a recyclable waste sorting system, FIG. 14 is a block diagram of a package quantitative supply unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a block diagram of a large item sorting unit according to an embodiment of the present invention, FIG. is a block diagram of a first multi-type sorter according to an embodiment of the present invention, FIG. 17 is a block diagram of a second multi-type sorter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a gobi according to an embodiment of the present invention. A block diagram of a middle sorting unit, FIG. 19 is a block diagram of a storage compression unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a flowchart of a recyclable waste sorting method according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)는 파봉정량공급부(110), 대형물선별부(120), 제1 다종선별부(130), 제2 다종선별부(140), 로봇검수부(150), 저장압축부(160) 및 엣지서버(170)를 포함할 수 있다. 1 to 20, the recyclable
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 파봉정량공급부(110)는 파봉부(111), 투입호퍼(112), 레벨감지센서(113) 및 악취감지센서(114)를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sealing
상기 파봉정량공급부(110)는 수거된 폐기물봉투를 파봉하고, 상기 폐기물 봉투에서 배출된 폐기물을 일정량씩 일정 간격으로 공급할 수 있다. 상기 파봉정량공급부(110)는 봉투에 담긴 형태로 수거된 폐기물을 파봉하여 배출된 폐기물을 일정량으로 투입될 수 있다. 상기 파봉정량공급부(110)는 상기 파봉부(111) 전단으로 수거된 폐기물봉투를 상기 투입호퍼(112)가 투입하고 상기 파봉부(111) 방향으로 밀어낼 수 있다. 상기 파봉부(111)는 회전 나이프를 포함할 수 있다. 상기 파봉부(111)는 상기 투입호퍼(112)가 투입하는 폐기물봉투를 회전하면서 찢거나 잘라내 폐기물이 배출되어 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)에 공급되게 할 수 있다. The rupture
상기 레벨감지센서(113)는 파봉기 벙커 및 배출부 컨베이어에서 배출되는 상기 폐기물의 부피 측정할 수 있다. 상기 레벨감지센서(113)가 미작동 하는 경우 상기 파봉정량공급부(110)는 초음파센서 및 AI카메라 이용 측정할 수 있다. 상기 파봉정량공급부(110)는 일정 시간 간격으로 카메라 촬영하고, 후단의 선별 효율과 순도를 딥러닝으로 운영함으로 최적의 운영 효과를 실현할 수 있다.The
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 레벨감지센서(113)는 3D 볼륨을 측정할 수 있다. 상기 레벨감지센서(113)는 광원장치에서 조사된 광원은 물체에 부딪혀 반사되면, 반사된 광원은 상기 레벨감지센서(113)에서 수신하여 영상으로 변환하여 마이크로 프로세서로 전송할 수 있다. 상기 레벨감지센서(113)에서 광원장치와 센서간의 동기는 카메라 제어장치에서 제어할 수 있다. 상기 레벨감지센서(113)는 마이크로프로세서에서 획득된 영상은 제어장치로 전송할 수 있다. 상기 엣지서버(170)의 제어장치는 파봉기의 컨베이어 회전속도 및 고정나이프 위치를 감지 및 배출부(1 or 2개소)의 체적 영상을 감지할 수 있다. 회전속도의 감지는 엔코더 혹은 인버터의 신호를 이용할 수 있다. 상기 엣지서버(170)의 제어장치는 카메라에서 온 체적신호를 분석하여 파봉기에서 온 속도신호를 비교분석 수행할 수 있다. 상기 엣지서버(170)의 제어장치에서 딥러닝기술을 적용하여 파봉기의 최적 운전을 위한 각각의 모터의 속도를 제어와 투입량 메시지 인디케이션을 표시할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
상기 엣지서버(170)는 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)의 후단 선별부의 선별률 및 투입량에 따라 파봉기의 운전속도를 조절하여 투입량을 조절하고 및 파봉율은 고정 칼날(크레스트)의 파봉 위치를 제어하여 고정 및 회전칼날 간격 조절할 수 있다.The
상기 파봉정량공급부(110)는 악취감지센서(114)를 포함할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 상기 파봉정량공급부(110) 내부에서 발생하는 가스 성분을 감지할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 상기 파봉정량공급부(110) 내부에서 발생하는 화학적 위험물의 발생을 감지할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 상기 파봉정량공급부(110) 내부에 발생한 가스 성분 또는 화학적 위험물을 감지하면 상기 파봉정량공급부(110) 내부에 사람이 투입되는 것을 막거나, 상기 투입호퍼(112) 운전자 등의 노동자가 상기 파봉정량공급부(110)를 벗어나도록 안내할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 농약, 솔벤트, TVOC, NH3 등 중독성 및 발화성 물질 감지하고 감지시 작업을 중지할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 상기 파봉정량공급부(110) 내부에 발생한 가스 성분 또는 화학적 위험물을 감지한 데이터를 상기 엣지서버(170)로 전송할 수 있고, 상기 엣지서버(170)는 위험성을 판단하여 대피 경보를 내릴 수 있다. The bagging
상기 대형물선별부(120)는 공급되는 상기 폐기물에서 대형물을 선별할 수 있다. 상기 대형물선별부(120)는 상기 폐기물에서 대형 플라스틱, 대형 비닐, 대형 종이 및 기타 대형물을 선별할 수 있다. 상기 대형물선별부(120)는 상기 엣지서버(170)에 데이터를 전송해 연산하고 결과 값을 받아 상기 폐기물의 대형물을 재질 및 상성에 따라 구분할 수 있다. The large-size
상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)는 상기 폐기물을 선별하는 과정에서 로봇팔을 이용해 상기 폐기물을 선별할 수 있다. 상기 로봇팔은 다관절 협동로봇을 포함할 수 있다. 상기 로봇팔은 상기 폐기물을 이동시킬 수 있다. 상기 로봇팔은 상기 폐기물을 이동시켜 선별할 수 있다. 상기 로봇팔은 핸드 그리퍼(11) 및 썩션 그리퍼(12)를 포함할 수 있다. 상기 핸드 그리퍼(11)는 고비중 물질, 돌, 나무를 집어서 이동시킬 수 있다. 상기 핸드 그리퍼(11)는 긴끈이나 전선이 있는 전자제품을 한손으로 잡아 길게 당긴 후 두손으로 협력하여 말아서 선별할 수 있다. 전선이 있는 전자제품, 긴끈, 긴비닐의 선별에 적합하고 두 로봇의 공조가 필요, 필요에 따라서 가위로 잘라 낼 수 있다. 상기 썩션 그리퍼(12)는 큰 종이, 큰 비닐 등 선별할 수 있다. The recyclable
상기 로봇팔은 상기 로봇검수부(150)의 상부 또는 천장에 설치함으로 중량물 선별 시 관절에 오는 부하를 최소로하고, 바닥에서 끌어 올릴 수 있는 높이를 최대화할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 최대 높이 1.5m까지 가능할 수 있고, 필요에 따라 돌려서 말 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 로봇팔을 폭과 길이로 배치함으로 기존 Delta 로봇의 최대 컨베이어의 선별 폭인 1600mm를 2,000mm까지 넓혀 선별이 가능할 수 있다.The robot arm is installed on the top or ceiling of the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 장치 앞단의 선별용 로봇팔들이 선별한 것과 후단의 선별로봇들이 선별하는 것을 구분함으로, 다양한 재질을 선별해야 하는 1차 대형선별대, 고비중선별대 및 혼합배출물 선별대 등에 투입 적용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by distinguishing between sorting robot arms at the front of the device and sorting by sorting robots at the rear, the first large sorting table, the high specific gravity sorting table, and mixed discharges that need to sort various materials It can be applied to sorting tables, etc.
상기 대형물선별부(120)는 악취감지센서(121)를 포함할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 상기 대형물선별부(120) 내부에서 발생하는 가스 성분을 감지할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 상기 대형물선별부(120) 내부에서 발생하는 화학적 위험물의 발생을 감지할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 상기 대형물선별부(120) 내부에 발생한 가스 성분 또는 화학적 위험물을 감지하면 상기 대형물선별부(120) 내부에 사람이 투입되는 것을 막거나, 노동자가 상기 대형물선별부(120)을 벗어나도록 안내할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 농약, 솔벤트, TVOC, NH3 등 중독성 및 발화성 물질 감지하고 감지시 작업을 중지할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 상기 대형물선별부(120) 내부에 발생한 가스 성분 또는 화학적 위험물을 감지한 데이터를 상기 엣지서버(170)로 전송할 수 있고, 상기 엣지서버(170)는 위험성을 판단하여 대피 경보를 내릴 수 있다.The large
상기 제1 다종선별부(130)는 대형물이 선별된 상기 폐기물을 비중 및 성상에 따라 선별할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 비중발리스틱선별기를 포함할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 분진선별부(131), 차압센서(132), 덕트센서(133) 및 블로어(134)를 포함할 수 있다.The first
상기 제1 다종선별부(130)는 비중선별기, 발리스틱 및 센서를 이용한 하이브리드 조합으로 비중에 따른 병렬선별을 하는 시스템일 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 투입량 자동조절, 덕트막힘감지, 압력차압, 자동감지 및 분진을 수거할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 상기 폐기물을 고비중, 중비중, 경비중, 협잡물, 분진으로 선별할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)이 선별하는 고비중 폐기물은 유리(Glass), 세라믹(Ceramic) 및 금속(Metal)을 포함할 수 있고, 중비중 폐기물은 플라스틱 병(Plastics Bottles)을 포함할 수 있고, 경비중 폐기물은 필름(Film) 및 종이(Paper)를 포함할 수 있고, 협잡물은 음식물(Food), 깨진 유리조각(Broken Glass) 및 모래(Sands)를 포함할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 분진은 싸이클론(Cyclone) 또는 백필터(Bag Filter)로 선별할 수 있다.The first
상기 제1 다종선별부(130)는 투입 및 배출 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다. 상기 투입 및 배출 컨베이어 벨트는 복수로 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 투입 및 배출 컨베이어 벨트는 4개가 포함될 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 상기 카메라로 정적사진을 그래픽으로 캡쳐 후 상기 엣지서버(170)에 송부하여 투입되는 폐기물의 종류 와 부피를 면적만으로 분석해 투입량을 파악할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 투입구와 배출구에 적용된 연질 커튼의 움직임을 상기 카메라로 감지하여 내부차압 운전을 확인할 수 있다.The first
상기 분진선별부(131)는 상기 제1 다종선별부(130) 내의 공기의 흐름에 따라 이동하는 분진을 선별할 수 있다. 상기 분진선별부(131)는 싸이클론(Cyclone) 또는 백필터(Bag Filter)을 포함할 수 있다.The
상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 내의 차압 여부를 감지할 수 있다. 상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 내외부의 차압을 실시간 확인 후 상기 카메라가 읽어 들이는 투입물량과의 상관관계를 상기 엣지서버(170)가 계산하여, 투입 컨베이어의 속도, 분리롤러와의 거리 및 투입각도를 자동으로 조절하며 운전할 수 있다. PID 제어가 아닌 AI 딥러닝 제어로 요인(Factor) 분석에 의한 예측 설정이 가능할 수 있다. The
상기 분진선별부(131)에도 상기 차압센서(132)가 포함될 수 있다. 상기 차압센서(132)가 상기 분진선별부(131)의 차압을 일정하게 유지하여, 기존 일정시간 간격으로 압축공기를 펄싱하여 제진하는 방식에서 차압에 맞추어 운전하는 방식으로 운전할 수 있고, 이를 통해 운전 비용 절감 및 운영을 최적화할 수 있다. The
상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 상부 외부 및 내부에 설치될 수 있다. 상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 내부와 외부의 공기압 차이로 외부 대기압 대비 80~90%에 설정 값을 가질 수 있다. 상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 내부에 양압이 발생할 경우 상기 엣지서버(170) 또는 별도의 제어장치를 통한 상기 블로어(134)의 풍량 조절을 위한 모터 속도 제어를 실시할 수 있다. 기 블로어(134)의 모터의 속도 제어는 상기 차압센서(132)가 내부에 공기압을 측정하여 설정된 양압을 감지하는 시점일 수 있다. 통한 상기 블로어(134)의 모터의 회전속도는 상기 제1 다종선별부(130) 내부에 양압이 발생할 경우 더 빨리 속도를 높이고, 과도한 음압이 발생할 경우 속도를 낮출 수 있다.The
상기 덕트센서(133)는 분진에 의한 덕트의 막힘 여부를 감지할 수 있다. 상기 덕트센서(133)는 마이크로폰 센서를 포함할 수 있고, 상기 덕트의 외부에 설치될 수 있다. 선별공기 순환용 덕트의 외부에 상기 덕트센서(133)를 복수로 설치하여 상기 덕트 내부에서 발생하는 반향음을 감지하여 상기 엣지서버(170)에 지속적으로 송부하여 이를 CNN(Convolutional Neural Network) 방식의 딥러닝(deep learning) 기반 AI 알고리즘으로 분석함으로 상기 덕트 내부의 막힘 정도 감지하여, 정비 및 교환 주기 감지할 수 있고, 상기 블로어(134)의 속도를 조절하여 공기순환량을 일정하게 유지할 수 있도록 할 수 있다. The
상기 덕트센서(133)는 음향방출 신호를 감지해 상기 덕트의 막힘 여부를 감지할 수 있다. 상기 음향방출(Acoustic Emission: AE) 신호는 고체 내부에서 국부적으로 형성된 변형 에너지가 급격히 방출되면서 발생하는 탄성파이다. 상기 음향방출 신호는 주로 초음파 영역(수10kHz~수MHz)의 신호를 대상으로 할 수 있다. 상기 음향방출 신호에 의한 측정은 가소성에 의한 변형이나 미세한 파괴의 진행과정을 실시간으로 관측할 수 있으며, 복수 개의 상기 덕트센서(133)를 사용하여 결함 위치 파악 및 가동 중인 설비의 진단 등을 할 수 있는 등의 장점이 있다.The
상기 덕트센서(133)는 송풍관에 밀착된 감지기 내부에 음향수신기를 포함할 수 있다. 상기 음향수신기의 부착 수량은 송풍관의 크기에 따라 달라질 수 있다. 복수의 상기 음향수신기는 MUX(다중화장치)에 연결되어 하나의 송신기를 가질 수 있다. 각각의 음향수신기는 중앙제어장치에서 개별적으로 ID를 부여할 수 있다. 상기 덕트센서(133)는 데이터베이스를 수시로 상기 엣지서버(170)로 업로드할 수 있다. 상기 덕트센서(133)에서 신호의 교정은 최초 장비를 운전시 입력되는 음향신호를 기준 값으로 하고, 보유하고 있는 데이터베이스 값과 비교하여 송풍관 내부의 상태를 확인하는 방법을 취할 수 있다. 상기 덕트센서(133)는 입력 받은 음향신호에서 송풍관의 막힘 상태 값을 실시간으로 분석하여, 결과 값을 송출할 수 있다. 상기 덕트센서(133)는 송풍관 상태의 결과 값은 외부에서 볼 수 있게 WiFi, LTE등 무선 혹은 유선에 의한 원격 모니터링을 할 수 있다.The
상기 차압센서(132)는 설비 내부의 압력을 실시간으로 모니터링 하여 상기 덕트센서(133) 또는 상기 엣지서버(170)에 값을 줄 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 상기 차압센서(132)에서 오는 신호 값을 모니터링하여 설정된 압력 값을 초과 혹은 이하가 되었을 경우 상기 블로어(134)의 속도를 제어할 수 있게 한다.The
상기 제1 다종선별부(130)는 모터 전류 및 온도감지센서, 장비 진동감지센서, 노이즈 감지센서, 정비도어 열림 감지 센서 등을 더 포함할 수 있다. The first
상기 제1 다종선별부(130)는 상기 블로어(134) 이후 분지관에 자동컨트롤 댐퍼를 설치하여 선별기의 내외부 차압조절을 위한 회수선별공기량과 배출선별공기량을 딥러닝(Deep Learning) 시스템의 상기 엣지서버(170)가 컨트롤 하여 순환공기로 인한 내부 양압을 방지할 수 있다.The first
상기 블로어(134)는 상기 제1 다종선별부(130) 내에 선별을 위한 공기 흐름을 발생시킬 수 있다. 상기 블로어(134)는 상기 차압센서(132), 상기 덕트센서(133) 외의 다른 모든 센서의 정보를 분석하여 상기 엣지서버(170)에서 딥러닝(Deep Learning)으로 분석한 자료를 기반으로 속도가 조절할 수 있다.The
상기 제2 다종선별부(140)는 선별된 고비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 고비중선별부(141), 선별된 중비중 폐기물을 철 및 비철류로 선별하는 철-비철선별부(142) 및 선별된 저비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 저비중선별부(143)을 포함할 수 있다.The second
상기 고비중선별부(141)은 상기 고비중 폐기물에서 철 및 비철을 선별하는 자력선별기(1411), 가스캔을 선별하고 파쇄하여 잔여 가스를 제거하는 가스캔파쇄기(1412), 및 선별된 상기 폐기물의 위치별 적재량을 감지해 최적만적을 위한 위치를 조정하는 암롤박스(1415)를 포함할 수 있다. The high specific
상기 유리병 및 조각의 색상은 갈색, 녹색, 투명을 포함할 수 있다. 상기 유리조각의 크기는 20mm 이상일 수 있다. 상기 유리병은 500g 이하의 무게일 수 있다. The color of the glass bottle and pieces may include brown, green, and transparent. The glass pieces may have a size of 20 mm or more. The glass bottle may weigh less than 500 g.
상기 자력선별기(1411)는 가스캔, 철 및 비철을 선별할 수 있다. 상기 자력선별기(1411)는 가스캔 타공기를 포함할 수 있다. 상기 자력선별기(1411)는 상기 가스캔 타공기에서 상기 가스캔에 구멍을 내 여가스를 제거할 수 있다. 상기 가스캔은 연료용 가스캔, 헤어 스프레이, 살충제 캔을 포함할 수 있다. 상기 가스캔은 상기 썩션 그리퍼(12)로 선별하여 상기 가스캔 타공기에 투입할 수 있다.The
상기 고비중선별부(141)은 유리병을 먼저 선별하고 유리조각은 후단에 선별, 유리 조각은 상기 썩션 그리퍼(12)로 선별하고 유리병은 상기 핸드 그리퍼(11)를 이용하여 선별할 수 있다. 상기 고비중선별부(141)은 PET병 및 PE병 등 플라스틱 재질 중 액체류가 있는 제품은 구분하여 플라스틱타공기에 투입하여 액체 압축 배출 후 상기 제1 다종선별부(130)으로 투입할 수 있다. The high specific
상기 저비중선별부(143)은 상기 저비중 폐기물에서 종이 및 알캔을 종류에 따라 선별하고, 상기 종이는 카드보드, 코팅지, 신문지로 구분될 수 있다.The low specific
상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)는 상기 폐기물을 진동판에서 선별하는 진동선별공급부(144) 및 카메라로 영상을 획득해 재질, 색상 및 금속 여부를 감지해 선별하는 광학선별부(145)를 포함할 수 있다. 상기 광학선별부(145)와 상기 로봇검수부(150)를 이용하여 99.997% 선별률을 달성할 수 있다. The recyclable
상기 광학선별부(145)는 근적외선(NIR) + 색상(Color) + 금속감지센서 스캐너 적용하여 상기 폐기물을 재질 및 색상별로 선별할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 광학선별부(145)는 PET, PE, PP, PS, PLA, PETG, PC, ABS 등으로 구분할 수 있고, 새로운 재질이 발견되는 경우 새로운 클래스를 생성하여 구분할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 딥러닝 기반 AI 로봇을 이용하여 상기 폐기물을 형태별로 선별할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 로봇검수부(150)는 PET 재질 중 PET Plate, PET Cup, PET필름 등은 선별해 기본적 재질(PET), 물성(PET IV 0.76-0.82의 음료수 포장병, IV 0.72 이하 판형 PET로 구분)별 선별 및 색상 별 선별할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 PET병 중 사전학습결과에 따라 라벨 내부의 PET병 색상을 인식하고 PET병의 색상에 맞게 선별할 수 있다. The
상기 광학선별부(145)는 상기 폐기물을 재질, 색상, 금속에 따른 1차 선별하고, 상기 로봇검수부(150)는 상기 폐기물을 형태에 따라 2차 선별할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 최종 배출되는 폐기물을 재질 및 특성에 따라 99.997% 선별할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 페트병의 뚜껑 및 라벨의 재질 상이한 부분은 계산에서 제외할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 신물질+신제품 학습하고, 선택품목을 전환할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 혹은 저장압축부(160) 전단에 설치되는 AI QC 카메라(163)가 캡쳐하여 전송하는 순도데이터를 기반으로 상기 엣지서버(170)가 판단으로 상기 진동선별공급부(144)의 루프 벙커에서 배출되는 컨베이어의 속도를 조절하여 상기 로봇검수부(150)가 선별할 수 있는 최적의 투입상태로 자동조절하여 최적의 상태로 운영하는 시스템 구축할 수 있다. 또한 루프 벙커의 수량 증가 속도 확인 후 시스템 후단의 선별부가 감당하기 어렵다고 판단하는 경우 전단에 설치된 파봉정량공급부(110)의 운전속도 조절 등으로 AI 카메라를 적용하여 전체 운영시스템 최적화 운전 자동 조절을 수행할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 각 재질별로 광학선별된 선별물질을 종류별(PET병, PET컵, PET판 등)로 인식하여 상기 썩션 그리퍼(12)로 2차 선별할 수 있다 그리퍼는 플라스틱 용으로 상기 썩션 그리퍼(12)를 사용하여 썩션 인 앤 아웃(Suction In and Out) 운동으로 재질별 투입 슈터에 선별할 수 있다. 상기 로봇검수부(150) 전단에 설치된 카메라에서 얻은 정보에 기반하여 움직임 및 정보 전달 및 다량투입으로 인한 미선별 품의 개수를 상기 엣지서버(170)에 통지하고 이를 기반으로 투입량을 자동 조절할 수 있다.The
새로운 제품은 상기 엣지서버(170)에서 1차 딥러닝 알고리즘으로 판단 후 2차 서버에 통지하며, 필요에 따라 자동 주석 프로세스를 통해, 혹은 운영자 개입으로 선별제품 판단하여 라벨링할 수 있다. 판단된 결과는 모든 상기 엣지서버(170)에 OTA로 업데이트 하여 지역내 전체 로봇의 성능을 향상시킬 수 있다.New products are judged by the first deep learning algorithm in the
상기 로봇검수부(150)는 종이+비닐+알캔 혼입물에서 종이 및 알캔을 선별할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 종이의 종류별 선별할 수 있고, 상기 종이의 종류는 카드보드, 코팅지, 신문지로 구분될 수 있다. 클라우스 서버로 데이터베이스 분석 및 OTA 업데이트를 수행할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)의 AI카메라 및 AI QC 카메라(163)는 촬영한 영상에서 폐기물의 종류, 위치(x, y 좌표) 및 정렬 방향(Orientation)을 포함하는 정보를 상기 엣지서버(170)로 전송할 수 있다. The AI camera and
상기 저장압축부(160)는 선별 및 검수된 상기 폐기물을 저장 및 압축할 수 있다. 상기 저장압축부(160)는 적어도 하나 이상의 선별된 상기 폐기물을 선별된 재질에 따라 저장하는 선별품별저장소(161), 상기 선별품별저장소에서 선별된 상기 폐기물을 동일 재질로 모아 압축하는 복합압축기(162), 상기 선별품별저장소에서 배출되어 상기 복합압축기로 투입되는 상기 폐기물 중 불순물을 감지하는 AI QC 카메라(163)을 포함할 수 있다. The storage and
상기 저장압축부(160)는 저장물질의 무게 및 면적 파악 후 저장과 배출을 자동으로 조절할 수 있다. 상기 저장압축부(160)는 센서 및 자동 압축기 시스템을 이용해 무기물을 제외한 모든 물질의 재질, 색상 및 형상과 브랜드에 따라 선별할 수 있다.The
상기 저장압축부(160)는 일정 물량 이상의 목표 저장물량에 이른 후 컨베이어를 이용하여 복합압축기(162)로 자동 이동 후 압축량 데이터를 상기 엣지서버(170)에 전송할 수 있다.The
상기 저장압축부(160)는 광학선별부(145) 및 로봇검수부(150)를 통하여 선별된 99.997%의 순도의 선별물들을 저장벙커에 재질별 선별게이트 및 공기 블로어를 이용하여 선택적으로 투입할 수 있다. The
상기 저장압축부(160)에 포함되는 PET 병 타공기는 자동선별기가 PET선별 시만 자동으로 작동하며 투입되는 PET병을 타공 후 상기 선별품별저장소(161)에 투입할 수 있다. The PET bottle puncher included in the
상기 저장압축부(160)는 상기 선별품별저장소(161)의 상단에 AI 카메라, 초음파 센서, 혹은 벙커의 하단에 저울센서를 설치하여, 벙커에 투입되는 물량 확인 후 1개 베일(Bale)의 물량이 되면, 상기 엣지서버(170)와 교신을 통해 자동으로 상기 복합압축기(162)에 투입 후 압축할 수 있다. The
상기 저장압축부(160)는 상기 선별품별저장소(161)에 투입 물질량의 합계 무게 및 합계 면적 파악 후 저장량과 배출량 자동으로 조절할 수 있다. 저장량 감지 센서 및 상기 복합압축기(162)의 운영상태를 인터록으로 교신하여 운영판단을 할 수 있다. The storage and
상기 저장압축부(160)는 일정 물량 이상의 목표 저장물량에 이른 후 배출 컨베이어를 이용하여 상기 복합압축기(162)로 자동 이동 후 압축량 및 압축물의 순도(투입된 물질의 숫자 (예, PET병의 개수), 불순물의 종류 및 숫자와 전체순도 (무게 및 숫자 기준)를 상기 AI QC 카메라(163)가 찍어 상기 엣지서버(170)에 송출하여 판단하고 각 베일별 품질보증용 순도와 조성표를 프린트(베일별 lot 관리 가능하고 품질 보증 판매 가능) 후 베일 별 구분 관리 및 자동 관리할 수 있다.The
상기 저장압축부(160)는 압축 후 배출된 물질의 순도 및 종류를 관리하고 보관 후 배출할 수 있도록 하여 최소의 비용으로 선별, 저장하고 최고가로 판매할 수 있다. The storage and
폐기물 선별 시설에서 재활용 불가능한 재질은 선별, 분쇄 및 건조된 플라스틱류는 SRF로, 종이는 폐지로 압축품으로 생산하여, 품질 관리 후 발전소 및 기타 수요처에 공급하여 화학적 재활용 및 물질 재활용 및 에너지화 재활용(가스화 및 석유화학 물질 생산 - MEOH 등)을 구축할 수 있다. In the waste sorting facility, non-recyclable materials are sorted, crushed, and dried, plastics are produced as SRF, and paper is produced as compressed products, and after quality control, they are supplied to power plants and other consumers for chemical recycling, material recycling, and energy recycling ( Gasification and petrochemical production - MEOH, etc.) can be established.
상기 엣지서버(170)는 상기 파봉정량공급부, 상기 대형물선별부, 상기 제1 다종선별부, 상기 제2 다종선별부 및 상기 로봇검수부에서 폐기물 선별을 위한 AI학습 및 폐기물 종류 감지 연산을 수행하고, 센서 데이터를 획득하여 감시 및 제어하며, 사고 예방 정보를 관리자에 전송할 수 있다.The
상기 엣지서버(170)는 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)을 자동화할 수 잇다. 상기 엣지서버(170)는 데이터를 중앙 서버 BD로 연동하여 빅데이터 분석을 할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 운전원 안전운전을 감시할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 외부 방문자의 안전을 감시할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 농약, 솔벤트, 밧데리 등의 위험물 반입을 감시할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 미선별물 성상조사 및 대책을 수립할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 반입물성상조사, 향후정책 반영 및 운영 및 반영할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 서버데이터 분석을 통한 선별장간 교차운영을 할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 최대처리용량을 확인할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)의 구성요소의 고장 예상 시점을 예측할 수 있고, 예지정비를 통한 수명연장을 도모할 수 있다. The
상기 엣지서버(170)는 전체 단말을 모두 연결할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 그래픽 데이터 처리 내용 DB 저장 및 빅데이터 분석을 할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 신호 데이터를 수거하고, 판단 알고리즘 운영할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 미판단 데이터 라벨링할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 모터, 컨베이어, 유압장치의 운영시간 및 정비시간 일정 자동 계측 및 통지할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 상기 로봇검수부(150) 및 로봇팔에서 그래픽 캡쳐와 선별기능 및 현장 운영자 안전 기능 카메라 운영 자동화를 구현할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 운전자 및 방문자 안전 보장 운영을 할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 수거 폐기물의 발생 및 년차별 조성비 관련 데이터를 축적하고, 상관성 분석 및 미래예측을 수행할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 수거 폐기물과 인구구성에 따른 년도별 증감량 데이터 분석 및 향후 예측 자료를 생산할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 선별 물질의 조성비 및 선별 순도 변화, 시간별, 일별, 계절별, 년도별로 데이터 분석을 통해 예측 자료를 생성할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 향후 폐기물 처리시설 설계 시 기본 데이터로 활용하여 미래 예측곡선 추정 알고리즘으로 활용할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 AI 카메라 및 센서 시스템을 이용한 안전 운전 능력 확보하여 운전원 안전운전 감시, 외부방문자 안전감시, 위험물 반입감시를 할 수 있다. The
상기 엣지서버(170)는 지역별 발생 데이터를 서버 빅데이터 분석을 통한 선별장간 교차운영 및 운영정보 및 노하우 교류할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 최대처리용량 확인하여 수거시스템과 선별 운영시스템을 연계 운영하여 지역별, 요일별, 계절별 최적 운영조건 확보 및 지역별 연계 운전으로 처리시설의 다자간 운전으로 전국 폐기물 처리시설의 100% 활용 운전할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 예지정비를 통한 전체 시스템의 수명연장 및 운영인원 중 전문인력의 최대 활용 및 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파봉정량공급부의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 볼륨 카메라 기술의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대형물선별부의 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템에서 사용되는 로봇팔의 일 예시이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 다종선별부의 개념도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향방출 감지 센서의 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고비중선별부의 개념도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동선별공급부, 광학선별부 및 로봇검수부의 개념도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저비중선별부의 개념도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장압축부의 개념도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엣지서버의 개념도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템의 블록도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파봉정량공급부의 블록도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대형물선별부의 블록도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 다종선별부의 블록도이고, 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 다종선별부의 블록도이고,도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고비중선별부의 블록도이고, 도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장압축부의 블록도이고, 도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 방법의 흐름도이다.The
도 1 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)는 파봉정량공급부(110), 대형물선별부(120), 제1 다종선별부(130), 제2 다종선별부(140), 로봇검수부(150), 저장압축부(160) 및 엣지서버(170)를 포함할 수 있다. 1 to 20, the recyclable
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 파봉정량공급부(110)는 파봉부(111), 투입호퍼(112), 레벨감지센서(113) 및 악취감지센서(114)를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sealing
상기 파봉정량공급부(110)는 수거된 폐기물봉투를 파봉하고, 상기 폐기물 봉투에서 배출된 폐기물을 일정량씩 일정 간격으로 공급할 수 있다. 상기 파봉정량공급부(110)는 봉투에 담긴 형태로 수거된 폐기물을 파봉하여 배출된 폐기물을 일정량으로 투입될 수 있다. 상기 파봉정량공급부(110)는 상기 파봉부(111) 전단으로 수거된 폐기물봉투를 상기 투입호퍼(112)가 투입하고 상기 파봉부(111) 방향으로 밀어낼 수 있다. 상기 파봉부(111)는 회전 나이프를 포함할 수 있다. 상기 파봉부(111)는 상기 투입호퍼(112)가 투입하는 폐기물봉투를 회전하면서 찢거나 잘라내 폐기물이 배출되어 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)에 공급되게 할 수 있다. The rupture
상기 레벨감지센서(113)는 파봉기 벙커 및 배출부 컨베이어에서 배출되는 상기 폐기물의 부피 측정할 수 있다. 상기 레벨감지센서(113)가 미작동 하는 경우 상기 파봉정량공급부(110)는 초음파센서 및 AI카메라 이용 측정할 수 있다. 상기 파봉정량공급부(110)는 일정 시간 간격으로 카메라 촬영하고, 후단의 선별 효율과 순도를 딥러닝으로 운영함으로 최적의 운영 효과를 실현할 수 있다.The
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 레벨감지센서(113)는 3D 볼륨을 측정할 수 있다. 상기 레벨감지센서(113)는 광원장치에서 조사된 광원은 물체에 부딪혀 반사되면, 반사된 광원은 상기 레벨감지센서(113)에서 수신하여 영상으로 변환하여 마이크로 프로세서로 전송할 수 있다. 상기 레벨감지센서(113)에서 광원장치와 센서간의 동기는 카메라 제어장치에서 제어할 수 있다. 상기 레벨감지센서(113)는 마이크로프로세서에서 획득된 영상은 제어장치로 전송할 수 있다. 상기 엣지서버(170)의 제어장치는 파봉기의 컨베이어 회전속도 및 고정나이프 위치를 감지 및 배출부(1 or 2개소)의 체적 영상을 감지할 수 있다. 회전속도의 감지는 엔코더 혹은 인버터의 신호를 이용할 수 있다. 상기 엣지서버(170)의 제어장치는 카메라에서 온 체적신호를 분석하여 파봉기에서 온 속도신호를 비교분석 수행할 수 있다. 상기 엣지서버(170)의 제어장치에서 딥러닝기술을 적용하여 파봉기의 최적 운전을 위한 각각의 모터의 속도를 제어와 투입량 메시지 인디케이션을 표시할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
상기 엣지서버(170)는 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)의 후단 선별부의 선별률 및 투입량에 따라 파봉기의 운전속도를 조절하여 투입량을 조절하고 및 파봉율은 고정 칼날(크레스트)의 파봉 위치를 제어하여 고정 및 회전칼날 간격 조절할 수 있다.The
상기 파봉정량공급부(110)는 악취감지센서(114)를 포함할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 상기 파봉정량공급부(110) 내부에서 발생하는 가스 성분을 감지할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 상기 파봉정량공급부(110) 내부에서 발생하는 화학적 위험물의 발생을 감지할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 상기 파봉정량공급부(110) 내부에 발생한 가스 성분 또는 화학적 위험물을 감지하면 상기 파봉정량공급부(110) 내부에 사람이 투입되는 것을 막거나, 상기 투입호퍼(112) 운전자 등의 노동자가 상기 파봉정량공급부(110)를 벗어나도록 안내할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 농약, 솔벤트, TVOC, NH3 등 중독성 및 발화성 물질 감지하고 감지시 작업을 중지할 수 있다. 상기 악취감지센서(114)는 상기 파봉정량공급부(110) 내부에 발생한 가스 성분 또는 화학적 위험물을 감지한 데이터를 상기 엣지서버(170)로 전송할 수 있고, 상기 엣지서버(170)는 위험성을 판단하여 대피 경보를 내릴 수 있다. The bagging
상기 대형물선별부(120)는 공급되는 상기 폐기물에서 대형물을 선별할 수 있다. 상기 대형물선별부(120)는 상기 폐기물에서 대형 플라스틱, 대형 비닐, 대형 종이 및 기타 대형물을 선별할 수 있다. 상기 대형물선별부(120)는 상기 엣지서버(170)에 악취 발생시 농도 및 발생 유모 데이터를 전송해 연산하고 결과 값을 기준으로 악취 원인 저감운전을 할 수 있으며 선별원에게 도달하는 악취물질을 사전에 제거 할 수 있게 한다. The large-size
상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)는 상기 폐기물을 선별하는 과정에서 로봇팔을 이용해 상기 폐기물을 선별할 수 있다. 상기 로봇팔은 산업용 델타 로봇, 산업용 다관절로봇 및 협동로봇을 포함할 수 있다. 상기 로봇팔은 상기 폐기물을 이동시킬 수 있다. 상기 로봇팔은 상기 폐기물을 이동시켜 선별할 수 있다. 상기 로봇팔은 핸드 그리퍼(11) 및 썩션 그리퍼(12)를 포함할 수 있다. 상기 핸드 그리퍼(11)는 고비중 물질, 돌, 나무를 집어서 이동시킬 수 있다. 상기 핸드 그리퍼(11)는 긴끈이나 전선이 있는 전자제품을 한손으로 잡아 길게 당긴 후 두손으로 협력하여 말아서 선별할 수 있다. 전선이 있는 전자제품, 긴끈, 긴비닐의 선별에 적합하고 두 로봇의 공조가 필요, 필요에 따라서 가위로 잘라 낼 수 있다. 상기 썩션 그리퍼(12)는 큰 종이, 큰 비닐 등 선별할 수 있다. The recyclable
상기 로봇팔은 상기 로봇검수부(150)의 상부 또는 천장에 설치함으로 중량물 선별 시 관절에 오는 부하를 최소화 하고, 바닥에서 끌어 올릴 수 있는 높이를 최대화할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 최대 높이 1.5m까지 가능할 수 있고, 필요에 따라 돌려서 말 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 로봇팔을 폭과 길이로 배치함으로 기존 Delta 로봇의 최대 컨베이어의 선별 폭인 1600mm를 2,000mm까지 넓혀 선별이 가능할 수 있다.The robot arm is installed on the top or ceiling of the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 장치 앞단의 선별용 로봇팔들이 선별한 것과 후단의 선별로봇들이 선별하는 것을 구분함으로, 다양한 재질을 선별해야 하는 1차 대형선별대, 고비중선별대 및 혼합배출물 선별대 등에 투입 적용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by distinguishing between sorting robot arms at the front of the device and sorting by sorting robots at the rear, the first large sorting table, the high specific gravity sorting table, and mixed discharges that need to sort various materials It can be applied to sorting tables, etc.
상기 대형물선별부(120)는 악취감지센서(121)를 포함할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 상기 대형물선별부(120) 내부에서 발생하는 가스 성분을 감지할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 상기 대형물선별부(120) 내부에서 발생하는 화학적 위험물의 발생을 감지할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 상기 대형물선별부(120) 내부에 발생한 가스 성분 또는 화학적 위험물을 감지하면 상기 대형물선별부(120) 내부에 사람이 투입되는 것을 막거나, 노동자가 상기 대형물선별부(120)을 벗어나도록 안내할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 농약, 솔벤트, TVOC, NH3 등 중독성 및 발화성 물질 감지하고 감지 시 작업을 중지할 수 있다. 상기 악취감지센서(121)는 상기 대형물선별부(120) 내부에 발생한 가스 성분 또는 화학적 위험물을 감지한 데이터를 상기 엣지서버(170)로 전송할 수 있고, 상기 엣지서버(170)는 위험성을 판단하여 대피 경보를 내릴 수 있다.The large
상기 제1 다종선별부(130)는 대형물이 선별된 상기 폐기물을 비중에 따라 선별할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 비중발리스틱선별기를 포함할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 분진선별부(131), 차압센서(132), 덕트센서(133) 및 블로어(134)를 포함할 수 있다.The first
상기 제1 다종선별부(130)는 비중선별기, 발리스틱 및 센서를 이용한 하이브리드 조합으로 비중에 따른 병렬선별을 하는 시스템일 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 투입량 자동조절, 덕트막힘감지, 압력차압, 자동감지 및 분진을 수거할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 상기 폐기물을 고비중, 중비중, 경비중, 협잡물, 분진으로 선별할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)이 선별하는 고비중 폐기물은 유리(Glass), 세라믹(Ceramic) 및 금속(Metal)을 포함할 수 있고, 중비중 폐기물은 플라스틱 병(Plastics Bottles)을 포함할 수 있고, 경비중 폐기물은 필름(Film) 및 종이(Paper)를 포함할 수 있고, 협잡물은 음식물(Food), 깨진 유리조각(Broken Glass) 및 모래(Sands)를 포함할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 분진은 싸이클론(Cyclone) 또는 백필터(Bag Filter)로 선별할 수 있다.The first
상기 제1 다종선별부(130)는 투입 및 배출 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다. 상기 투입 및 배출 컨베이어 벨트는 복수로 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 투입 및 배출 컨베이어 벨트는 4개가 포함될 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 상기 카메라로 정적사진을 그래픽으로 캡쳐 후 상기 엣지서버(170)에 송부하여 투입되는 폐기물의 종류 와 부피를 면적만으로 분석해 투입량을 파악할 수 있다. 상기 제1 다종선별부(130)는 투입구와 배출구에 적용된 연질 커튼의 움직임을 상기 카메라로 감지하여 내부차압 운전을 확인할 수 있다.The first
상기 분진선별부(131)는 상기 제1 다종선별부(130) 내의 공기의 흐름에 따라 이동하는 분진을 선별할 수 있다. 상기 분진선별부(131)는 싸이클론(Cyclone) 또는 백필터(Bag Filter)을 포함할 수 있다.The
상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 내의 차압 여부를 감지할 수 있다. 상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 내외부의 차압을 실시간 확인 후 상기 카메라가 읽어 들이는 투입물량과의 상관관계를 상기 엣지서버(170)가 계산하여, 투입 컨베이어의 속도, 분리롤러와의 거리 및 투입각도를 자동으로 조절하며 운전할 수 있다. PID 제어가 아닌 AI 딥러닝 제어로 요인(Factor) 분석에 의한 예측 설정이 가능할 수 있다. The
상기 분진선별부(131)에도 상기 차압센서(132)가 포함될 수 있다. 상기 차압센서(132)가 상기 분진선별부(131)의 차압을 일정하게 유지하여, 기존 일정시간 간격으로 압축공기를 펄싱하여 제진하는 방식에서 차압에 맞추어 운전하는 방식으로 운전할 수 있고, 이를 통해 운전 비용 절감 및 운영을 최적화할 수 있다. The
상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 상부 외부 및 내부에 설치될 수 있다. 상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 내부와 외부의 공기압 차이로 외부 대기압 대비 80~90%에 설정 값을 가질 수 있다. 상기 차압센서(132)는 상기 제1 다종선별부(130) 내부에 양압이 발생할 경우 상기 엣지서버(170) 또는 별도의 제어장치를 통한 상기 블로어(134)의 풍량 조절을 위한 모터 속도 제어를 실시할 수 있다. 기 블로어(134)의 모터의 속도 제어는 상기 차압센서(132)가 내부에 공기압을 측정하여 설정된 양압을 감지하는 시점일 수 있다. 통한 상기 블로어(134)의 모터의 회전속도는 상기 제1 다종선별부(130) 내부에 양압이 발생할 경우 더 빨리 속도를 높이고, 과도한 음압이 발생할 경우 속도를 낮출 수 있다.The
상기 덕트센서(133)는 분진에 의한 덕트의 막힘 여부를 감지할 수 있다. 상기 덕트센서(133)는 마이크로폰 센서를 포함할 수 있고, 상기 덕트의 외부에 설치될 수 있다. 선별공기 순환용 덕트의 외부에 상기 덕트센서(133)를 복수로 설치하여 상기 덕트 내부에서 발생하는 반향음을 감지하여 상기 엣지서버(170)에 지속적으로 송부하여 이를 CNN(Convolutional Neural Network) 방식의 딥러닝(deep learning) 기반 AI 알고리즘으로 분석함으로 상기 덕트 내부의 막힘 정도 감지하여, 정비 및 교환 주기 감지할 수 있고, 상기 블로어(134)의 속도를 조절하여 공기순환량을 일정하게 유지할 수 있도록 할 수 있다. The
상기 덕트센서(133)는 음향방출 신호를 감지해 상기 덕트의 막힘 여부를 감지할 수 있다. 상기 음향방출(Acoustic Emission: AE) 신호는 고체 내부에서 국부적으로 형성된 변형 에너지가 급격히 방출되면서 발생하는 탄성파이다. 상기 음향방출 신호는 주로 초음파 영역(수10kHz~수MHz)의 신호를 대상으로 할 수 있다. 상기 음향방출 신호에 의한 측정은 가소성에 의한 변형이나 미세한 파괴의 진행과정을 실시간으로 관측할 수 있으며, 복수 개의 상기 덕트센서(133)를 사용하여 결함 위치 파악 및 가동 중인 설비의 진단 등을 할 수 있는 등의 장점이 있다.The
상기 덕트센서(133)는 송풍관에 밀착된 감지기 내부에 음향수신기를 포함할 수 있다. 상기 음향수신기의 부착 수량은 송풍관의 크기에 따라 달라질 수 있다. 복수의 상기 음향수신기는 MUX(다중화장치)에 연결되어 하나의 송신기를 가질 수 있다. 각각의 음향수신기는 중앙제어장치에서 개별적으로 ID를 부여할 수 있다. 상기 덕트센서(133)는 데이터베이스를 수시로 상기 엣지서버(170)로 업로드할 수 있다. 상기 덕트센서(133)에서 신호의 교정은 최초 장비를 운전시 입력되는 음향신호를 기준 값으로 하고, 보유하고 있는 데이터베이스 값과 비교하여 송풍관 내부의 상태를 확인하는 방법을 취할 수 있다. 상기 덕트센서(133)는 입력 받은 음향신호에서 송풍관의 막힘 상태 값을 실시간으로 분석하여, 결과 값을 송출할 수 있다. 상기 덕트센서(133)는 송풍관 상태의 결과 값은 외부에서 볼 수 있게 WiFi, LTE등 무선 혹은 유선에 의한 원격 모니터링을 할 수 있다.The
상기 차압센서(132)는 설비 내부의 압력을 실시간으로 모니터링 하여 상기 덕트센서(133) 또는 상기 엣지서버(170)에 값을 줄 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 상기 차압센서(132)에서 오는 신호 값을 모니터링하여 설정된 압력 값을 초과 혹은 이하가 되었을 경우 상기 블로어(134)의 속도를 제어할 수 있게 한다.The
상기 제1 다종선별부(130)는 모터 전류 및 온도감지센서, 장비 진동감지센서, 노이즈 감지센서, 정비도어 열림 감지 센서 등을 더 포함할 수 있다. The first
상기 제1 다종선별부(130)는 상기 블로어(134) 이후 분지관에 자동컨트롤 댐퍼를 설치하여 선별기의 내외부 차압조절을 위한 회수선별공기량과 배출선별공기량을 딥러닝(Deep Learning) 시스템의 상기 엣지서버(170)가 컨트롤 하여 순환공기로 인한 내부 양압을 방지할 수 있다.The first
상기 블로어(134)는 상기 제1 다종선별부(130) 내에 선별을 위한 공기 흐름을 발생시킬 수 있다. 상기 블로어(134)는 상기 차압센서(132), 상기 덕트센서(133) 외의 다른 모든 센서의 정보를 분석하여 상기 엣지서버(170)에서 딥러닝(Deep Learning)으로 분석한 자료를 기반으로 속도가 조절할 수 있다.The
상기 제2 다종선별부(140)는 선별된 고비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 고비중선별부(141), 선별된 중비중 폐기물을 철 및 비철류로 선별하는 철-비철선별부(142) 및 선별된 저비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 저비중선별부(143)을 포함할 수 있다.The second
상기 고비중선별부(141)은 상기 고비중 폐기물에서 철 및 비철을 선별하는 자력선별기(1411), 가스캔을 선별하고 파쇄하여 잔여 가스를 제거하는 가스캔파쇄기(1412), 및 선별된 상기 폐기물의 위치별 적재량을 감지해 최적만적을 위한 위치를 조정하는 암롤박스(1415)를 포함할 수 있다. The high specific
상기 유리병 및 조각의 색상은 갈색, 녹색, 투명을 포함할 수 있다. 상기 유리조각의 크기는 20mm 이상일 수 있다. 상기 유리병은 500g 이하의 무게일 수 있다. The color of the glass bottle and pieces may include brown, green, and transparent. The glass pieces may have a size of 20 mm or more. The glass bottle may weigh less than 500 g.
상기 자력선별기(1411)는 가스캔, 철 및 비철을 선별할 수 있다. 상기 자력선별기(1411)는 가스캔 타공기를 포함할 수 있다. 상기 자력선별기(1411)는 상기 가스캔 타공기에서 상기 가스캔에 구멍을 내 여가스를 제거할 수 있다. 상기 가스캔은 연료용 가스캔, 헤어 스프레이, 살충제 캔을 포함할 수 있다. 상기 가스캔은 상기 썩션 그리퍼(12)로 선별하여 상기 가스캔 타공기에 투입할 수 있다.The
상기 고비중선별부(141)은 유리병을 먼저 선별하고 유리조각은 후단에 선별, 유리 조각은 상기 썩션 그리퍼(12)로 선별하고 유리병은 상기 핸드 그리퍼(11)를 이용하여 선별할 수 있다. 상기 고비중선별부(141)은 PET병 및 PE병 등 플라스틱 재질 중 액체류가 있는 제품은 구분하여 플라스틱타공기에 투입하여 액체 압축 배출 후 상기 제1 다종선별부(130)으로 투입할 수 있다. The high specific
상기 저비중선별부(143)은 상기 저비중 폐기물에서 종이 및 알캔을 종류에 따라 선별하고, 상기 종이는 카드보드, 코팅지, 신문지로 구분될 수 있다.The low specific
상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)는 상기 폐기물을 진동판에서 선별하는 진동선별공급부(144) 및 카메라로 영상을 획득해 재질, 색상 및 금속 여부를 감지해 선별하는 광학선별부(145)를 포함할 수 있다. 상기 광학선별부(145)와 상기 로봇검수부(150)를 이용하여 99.997% 선별률을 달성할 수 있다. The recyclable
상기 광학선별부(145)는 근적외선(NIR) + 색상(Color) + 금속감지센서 스캐너 적용하여 상기 폐기물을 재질 및 색상별로 선별할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 광학선별부(145)는 PET, PE, PP, PS, PLA, PETG, PC, ABS 등으로 구분할 수 있고, 새로운 재질이 발견되는 경우 새로운 클래스를 생성하여 구분할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 딥러닝 기반 AI 로봇을 이용하여 상기 폐기물을 형태별로 선별할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 로봇검수부(150)는 PET 재질 중 PET Plate, PET Cup, PET필름 등은 선별해 기본적 재질(PET), 물성(PET IV 0.76-0.82의 음료수 포장병, IV 0.72 이하 판형 PET로 구분)별 선별 및 색상 별 선별할 수 있다. 여기서 IV는 고유점도의 단위이다. 상기 로봇검수부(150)는 PET병 중 사전학습결과에 따라 라벨 내부의 PET병 색상을 인식 또는 추정하고 PET병의 색상에 맞게 선별할 수 있다.The
상기 로봇검수부(150)는 카메라가 컨베이어를 통해 이동하는 상기 폐기물을 촬영한 영상을 CNN(Convolutional Neural Network)을 통과시켜 특징을 추출할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 CNN을 통해 추출한 특징에 기반해 상기 폐기물의 형태를 구분할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 상기 CNN을 통해 추출한 특징에 따른 상기 폐기물의 형태를 확률적으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 추출된 특징이 기 학습된 폐기물의 형태에 따른 특징과 일치할 수도 있지만, 완벽히 일치하지 않는 경우 기 학습된 폐기물의 형태 중 일치 확률이 가장 높은 형태로 상기 폐기물의 형태를 추정할 수 있다.The
상기 로봇검수부(150)는 상기 폐기물의 물성, 형태, 색상을 고려하여 상기 폐기물의 재질을 판단하고 재질에 따라 선별할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 하기 수학식 1의 함수를 연산해 선별 대상 폐기물 x로 결정된 상기 폐기물의 재질을 판단할 수 있다.The
[수학식 1][Equation 1]
여기서,는 상기 폐기물 x의 물성 값, 는 상기 폐기물 x의 영상에서 CNN으로 추출한 특징에 기반해 추정한 형태, 는 상기 폐기물 x의 색상이고, 는 물성, 형태, 색상에 따라 확률적으로 가장 유사성이 높은 재질을 결정하는 함수이다.here, is the physical property value of the waste x, Is the form estimated based on the features extracted by CNN from the image of the waste x, is the color of the waste x, is a function that determines the material with the highest similarity probabilistically according to physical properties, shape, and color.
상기 함수 는 인풋 값들의 조합에 따라 상기 폐기물 x의 재질이 PET, PE, PP, PS, PLA, PETG, PC, ABS, PET Plate, PET Cup, PET필름 각각에 해당할 확률을 결정할 수 있다. 상기 함수 는 인풋 값들의 조합에 따라 계산된 각 재질에 해당할 확률 중 가장 확률이 높은 재질을 상기 폐기물 x의 재질로 출력할 수 있다. said function can determine the probability that the material of the waste x corresponds to each of PET, PE, PP, PS, PLA, PETG, PC, ABS, PET Plate, PET Cup, and PET film according to a combination of input values. said function can output the material with the highest probability among the probabilities corresponding to each material calculated according to the combination of input values as the material of the waste x.
상기 로봇검수부(150)는 상기 폐기물의 재질을 판단한 결과의 정확도에 대한 피드백을 받아 학습하여 상기 함수 를 수정 또는 갱신할 수 있다. 상기 판단 결과의 정확도에 대한 피드백은 사용자가 검출한 오류들의 비율, 오류가 발생한 폐기물의 선별 시 촬영된 영상 및 오류가 발생한 폐기물의 실제 재질을 포함할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 상기 판단 결과의 정확도에 대한 피드백을 재학습하여 상기 함수 를 수정 또는 갱신할 수 있다.The
상기 광학선별부(145)는 상기 폐기물을 재질, 색상, 금속에 따른 1차 선별하고, 상기 로봇검수부(150)는 상기 폐기물을 형태에 따라 2차 선별할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 최종 배출되는 폐기물을 재질 및 특성에 따라 99.997% 선별할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 페트병의 뚜껑 및 라벨의 재질 상이한 부분은 계산에서 제외할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 신물질+신제품 학습하고, 선택품목을 전환할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 혹은 저장압축부(160) 전단에 설치되는 AI QC 카메라(163)가 캡쳐하여 전송하는 순도데이터를 기반으로 상기 엣지서버(170)가 판단으로 상기 진동선별공급부(144)의 루프 벙커에서 배출되는 컨베이어의 속도를 조절하여 상기 로봇검수부(150)가 선별할 수 있는 최적의 투입상태로 자동조절하여 최적의 상태로 운영하는 시스템 구축할 수 있다. 또한 루프 벙커의 수량 증가 속도 확인 후 시스템 후단의 선별부가 감당하기 어렵다고 판단하는 경우 전단에 설치된 파봉정량공급부(110)의 운전속도 조절 등으로 AI 카메라를 적용하여 전체 운영시스템 최적화 운전 자동 조절을 수행할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)는 각 재질별로 광학선별된 선별물질을 종류별(PET병, PET컵, PET판 등)로 인식하여 상기 썩션 그리퍼(12)로 2차 선별할 수 있다 그리퍼는 플라스틱 용으로 상기 썩션 그리퍼(12)를 사용하여 썩션 인 앤 아웃(Suction In and Out) 운동으로 재질별 투입 슈터에 선별할 수 있다. 상기 로봇검수부(150) 전단에 설치된 카메라에서 얻은 정보에 기반하여 움직임 및 정보 전달 및 다량투입으로 인한 미선별 품의 개수를 상기 엣지서버(170)에 통지하고 이를 기반으로 투입량을 자동 조절할 수 있다.The
새로운 제품은 상기 엣지서버(170)에서 1차 딥러닝 알고리즘으로 판단 후 2차 서버에 통지하며, 필요에 따라 자동 주석 프로세스를 통해, 혹은 운영자 개입으로 선별제품 판단하여 라벨링할 수 있다. 판단된 결과는 모든 상기 엣지서버(170)에 OTA로 업데이트 하여 지역내 전체 로봇의 성능을 향상시킬 수 있다.New products are judged by the first deep learning algorithm in the
상기 로봇검수부(150)는 종이+비닐+알캔 혼입물에서 종이 및 알캔을 선별할 수 있다. 상기 로봇검수부(150)는 종이의 종류별 선별할 수 있고, 상기 종이의 종류는 카드보드, 코팅지, 신문지로 구분될 수 있다. 클라우스 서버로 데이터베이스 분석 및 OTA 업데이트를 수행할 수 있다. The
상기 로봇검수부(150)의 AI카메라 및 AI QC 카메라(163)는 촬영한 영상에서 폐기물의 종류, 위치(x, y 좌표) 및 정렬 방향(Orientation)을 포함하는 정보를 상기 엣지서버(170)로 전송할 수 있다. The AI camera and
상기 저장압축부(160)는 선별 및 검수된 상기 폐기물을 저장 및 압축할 수 있다. 상기 저장압축부(160)는 적어도 하나 이상의 선별된 상기 폐기물을 선별된 재질에 따라 저장하는 선별품별저장소(161), 상기 선별품별저장소에서 선별된 상기 폐기물을 동일 재질로 모아 압축하는 복합압축기(162), 상기 선별품별저장소에서 배출되어 상기 복합압축기로 투입되는 상기 폐기물 중 불순물을 감지하는 AI QC 카메라(163)을 포함할 수 있다. The storage and
상기 저장압축부(160)는 저장물질의 무게 및 면적 파악 후 저장과 배출을 자동으로 조절할 수 있다. 상기 저장압축부(160)는 저장조 감시 센서 및 기타 제어 센서와 자동 압축기 시스템을 이용해 자동선별기와 로봇에 의해 선별된 재활용 가능 폐기물을 자동으로 압축하여 저장과 이송을 용이하게 할 수 있다. The
상기 저장압축부(160)는 일정 물량 이상의 목표 저장물량에 이른 후 컨베이어를 이용하여 복합압축기(162)로 자동 이동 후 압축량 데이터를 상기 엣지서버(170)에 전송할 수 있다.The
상기 저장압축부(160)는 광학선별부(145) 및 로봇검수부(150)를 통하여 선별된 99.997%의 순도의 선별물들을 저장벙커에 재질별 선별게이트 및 공기 블로어를 이용하여 선택적으로 투입할 수 있다. The
상기 저장압축부(160)에 포함되는 PET 병 타공기는 자동선별기가 PET선별 시만 자동으로 작동하며 투입되는 PET병을 타공 후 상기 선별품별저장소(161)에 투입할 수 있다. The PET bottle puncher included in the
상기 저장압축부(160)는 상기 선별품별저장소(161)의 상단에 AI 카메라, 초음파 센서, 혹은 벙커의 하단에 저울센서를 설치하여, 벙커에 투입되는 물량 확인 후 1개 베일(Bale)의 물량이 되면, 상기 엣지서버(170)와 교신을 통해 자동으로 상기 복합압축기(162)에 투입 후 압축할 수 있다. The
상기 저장압축부(160)는 상기 선별품별저장소(161)에 투입 물질량의 합계 무게 및 합계 면적 파악 후 저장량과 배출량 자동으로 조절할 수 있다. 저장량 감지 센서 및 상기 복합압축기(162)의 운영상태를 인터록으로 교신하여 운영판단을 할 수 있다. The storage and
상기 저장압축부(160)는 일정 물량 이상의 목표 저장물량에 이른 후 배출 컨베이어를 이용하여 상기 복합압축기(162)로 자동 이동 후 압축량 및 압축물의 순도(투입된 물질의 숫자 (예, PET병의 개수), 불순물의 종류 및 숫자와 전체순도 (무게 및 숫자 기준)를 상기 AI QC 카메라(163)가 찍어 상기 엣지서버(170)에 송출하여 판단하고 각 베일별 품질보증용 순도와 조성표를 프린트(베일별 lot 관리 가능하고 품질 보증 판매 가능) 후 베일 별 구분 관리 및 자동 관리할 수 있다.The
상기 저장압축부(160)는 압축 후 배출된 물질의 순도 및 종류를 관리하고 보관 후 배출할 수 있도록 하여 최소의 비용으로 선별, 저장하고 최고가로 판매할 수 있다. The storage and
폐기물 선별 시설에서 재활용 불가능한 재질은 선별, 분쇄 및 건조된 플라스틱류는 SRF로, 종이는 폐지로 압축품으로 생산하여, 품질 관리 후 발전소 및 기타 수요처에 공급하여 화학적 재활용 및 물질 재활용 및 에너지화 재활용(가스화 및 석유화학 물질 생산 - MEOH 등)을 구축할 수 있다. In the waste sorting facility, non-recyclable materials are sorted, crushed, and dried, plastics are produced as SRF, and paper is produced as compressed products, and after quality control, they are supplied to power plants and other consumers for chemical recycling, material recycling, and energy recycling ( Gasification and petrochemical production - MEOH, etc.) can be established.
상기 엣지서버(170)는 상기 파봉정량공급부, 상기 대형물선별부, 상기 제1 다종선별부, 상기 제2 다종선별부 및 상기 로봇검수부에서 폐기물 선별을 위한 AI학습 및 폐기물 종류 감지 연산을 수행하고, 센서 데이터를 획득하여 감시 및 제어하며, 사고 예방 정보를 관리자에 전송할 수 있다.The
상기 엣지서버(170)는 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)을 자동화할 수 잇다. 상기 엣지서버(170)는 데이터를 중앙 서버 BD로 연동하여 빅데이터 분석을 할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 운전원 안전운전을 감시할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 외부 방문자의 안전을 감시할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 농약, 솔벤트, 밧데리 등의 위험물 반입을 감시할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 미선별물 성상조사 및 대책을 수립할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 반입물성상조사, 향후정책 반영 및 운영 및 반영할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 서버데이터 분석을 통한 선별장간 교차운영을 할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 최대처리용량을 확인할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)의 구성요소의 고장 예상 시점을 예측할 수 있고, 예지정비를 통한 수명연장을 도모할 수 있다. The
상기 엣지서버(170)는 전체 단말을 모두 연결할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 그래픽 데이터 처리 내용 DB 저장 및 빅데이터 분석을 할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 신호 데이터를 수거하고, 판단 알고리즘 운영할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 미판단 데이터 라벨링할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 모터, 컨베이어, 유압장치의 운영시간 및 정비시간 일정 자동 계측 및 통지할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 상기 로봇검수부(150) 및 로봇팔에서 그래픽 캡쳐와 선별기능 및 현장 운영자 안전 기능 카메라 운영 자동화를 구현할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 운전자 및 방문자 안전 보장 운영을 할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 수거 폐기물의 발생 및 년차별 조성비 관련 데이터를 축적하고, 상관성 분석 및 미래예측을 수행할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 선별 물질의 조성비 및 선별 순도 변화, 시간별, 일별, 계절별, 년도별로 데이터 분석을 통해 예측 자료를 생성할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 향후 폐기물 처리시설 설계 시 기본 데이터로 활용하여 미래 예측곡선 추정 알고리즘으로 활용할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 AI 카메라 및 센서 시스템을 이용한 안전 운전 능력 확보하여 운전원 안전운전 감시, 외부방문자 안전감시, 위험물 반입감시를 할 수 있다. The
상기 엣지서버(170)는 지역별 발생 데이터를 서버 빅데이터 분석을 통한 선별장간 교차운영 및 운영정보 및 노하우 교류할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 최대처리용량 확인하여 수거시스템과 선별 운영시스템을 연계 운영하여 지역별, 요일별, 계절별 최적 운영조건 확보 및 지역별 연계 운전으로 처리시설의 다자간 운전으로 전국 폐기물 처리시설의 100% 활용 운전할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 예지정비를 통한 전체 시스템의 수명연장 및 운영인원 중 전문인력의 최대 활용 및 위험지역 운영인원 최소화할 수 있다. The
상기 엣지서버(170)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)의 안전성 유지를 위해 사고 발생 가능성을 감시할 수 있다. 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)의 파봉정량공급부(110), 대형물선별부(120), 제1 다종선별부(130), 제2 다종선별부(140), 로봇검수부(150), 저장압축부(160)는 전류센서, 음파센서, 습도센서, 온도센서, 진동센서, 전압센서, 레벨센서 중 적어도 어느 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 상기 파봉정량공급부(110), 대형물선별부(120), 제1 다종선별부(130), 제2 다종선별부(140), 로봇검수부(150), 저장압축부(160)의 전류센서, 음파센서, 습도센서, 온도센서, 진동센서, 전압센서, 레벨센서에서 각각 측정 또는 감지 데이터를 수신하고 처리할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 수신한 상기 측정 또는 감지 데이터에 기반해 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)의 파봉정량공급부(110), 대형물선별부(120), 제1 다종선별부(130), 제2 다종선별부(140), 로봇검수부(150), 저장압축부(160)의 고장 발생 확률을 판단하고 사용자에게 고장 발생 가능성에 대한 알림을 발생시키거나 상기 재활용 가능 폐기물 선별 시스템(100)의 적어도 일부분 이상을 운행 정지할 수 있다. The
상기 엣지서버(170)는 상기 측정 또는 감지 데이터를 분석하여 고장 발생 가능성을 판단할 수 있다. 상기 측정 또는 감지 데이터는 상기 파봉정량공급부(110), 대형물선별부(120), 제1 다종선별부(130), 제2 다종선별부(140), 로봇검수부(150), 저장압축부(160) 중 어느 하나의 전류, 온도, 진동, 전압, 폐기물의 높이 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. The
상기 엣지서버(170)는 상기 전류, 온도, 진동, 전압, 폐기물의 높이에 따른 고장발생 확률을 연산할 수 있다. The
상기 엣지서버(170)는 하기 수학식 2를 연산하여 상기 파봉정량공급부(110), 대형물선별부(120), 제1 다종선별부(130), 제2 다종선별부(140), 로봇검수부(150), 저장압축부(160)에서의 고장 발생 확률을 연산할 수 있다.The
[수학식 2] [Equation 2]
여기서, n은 대상부, 은 n에서의 고장 발생 확률, 각 요인에 따른 고장 발생 확률들의 복합적 작용에 따른 종합 고장 발생 확률을 연산하는 함수, 은 n에서의 온도에 따른 고장 발생 확률, 은 n에서의 전류 값 변화에 따른 사고 발생 확률, 는 n에서의 전압 값 변화에 따른 사고 발생 확률, 은 n에서 감지된 진동의 주파수와 진폭에 따른 사고 발생 확률이다 Here, n is the target part, is the failure probability at n, A function that calculates the overall failure probability according to the complex action of failure occurrence probabilities according to each factor; is the probability of failure occurrence as a function of temperature at n, is the probability of occurrence of an accident according to the change in current value at n, is the probability of occurrence of an accident according to the voltage value change at n, is the probability of occurrence of an accident according to the frequency and amplitude of the vibration detected at n
상기 대상부는 상기 파봉정량공급부(110), 대형물선별부(120), 제1 다종선별부(130), 제2 다종선별부(140), 로봇검수부(150), 저장압축부(160) 중 어느 하나일 수 있다.The target unit includes the packaged bag
상기 엣지서버(170)는 상기 을 일정 주기마다 연산할 수 있다. 상기 엣지서버(170)는 상기 은 센서에서 측정한 값이 변할 때마다 연산할 수 있다. 상기 이 제1 임계 값 이상인 경우 상기 엣지서버(170)는 사용자에게 사고 발생 가능성에 대한 알림을 사용자의 단말에 출력할 수 있다. 상기 이 제1 임계값 이상인 경우 상기 엣지서버(170)는 상기 사용자에게 점검을 위한 알람을 사용자의 단말에 출력할 수 있다. 상기 이 제2 임계 값 이상인 경우 상기 엣지서버(170)는 상기 대상부 n의 구동을 중단할 수 있다. 상기 이 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 엣지서버(170)는 사용자에게 긴급 점검 또는 대처를 위한 알림을 사용자의 단말에 출력할 수 있다. 상기 이 제2 임계 값 이상인 경우 상기 엣지서버(170)는 상기 대상부 n의 중단에 대한 알림을 사용자의 단말에 출력할 수 있다.The
상기 제2 임계 값은 상기 제1 임계 값보다 큰 값일 수 있다. 상기 제1 임계 값 및 상기 제2 임계 값은 0~1사이의 값일 수 있다. 상기 제1 임계 값 및 상기 제2 임계 값은 사용자에 의해 지정되는 값일 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 임계 값은 0.35~0.5의 값이 바람직하다. 상기 제2 임계 값은 0.65~0.9의 값이 바람직하다.The second threshold value may be greater than the first threshold value. The first threshold value and the second threshold value may be values between 0 and 1. The first threshold value and the second threshold value may be values specified by a user. According to one embodiment of the present invention, the first threshold value is preferably a value of 0.35 to 0.5. The second threshold value preferably has a value of 0.65 to 0.9.
상기 엣지서버(170)는 상기 , , , 중 값이 없는 인풋은 제외하고 상기 수학식 2를 연산하여 고장 발생 확률을 연산할 수 있다. The
본 발명의 일 실시 예에 따른 재활용 가능 폐기물 선별 방법은 수거된 폐기물봉투를 파봉하고, 상기 폐기물 봉투에서 배출된 폐기물을 일정량씩 일정 간격으로 공급하는 단계(S110), 공급되는 상기 폐기물에서 대형물을 선별하는 단계(S120), 대형물이 선별된 상기 폐기물을 비중에 따라 선별하는 단계(S130), 비중에 따라 선별된 상기 폐기물을 종류에 따라 선별하는 단계(S140), 선별된 상기 폐기물을 검수하는 단계(S150), 선별 및 검수된 상기 폐기물을 저장 및 압축하는 단계(S160) 및 폐기물 선별을 위한 AI학습을 수행하고, 센서 데이터를 획득하여 감시 및 제어하며, 사고 예방 정보를 관리자에 전송하는 단계(S170)를 포함할 수 있다.A recyclable waste sorting method according to an embodiment of the present invention includes the steps of breaking the collected waste bags and supplying the waste discharged from the waste bags at regular intervals by a certain amount (S110), and removing large objects from the supplied waste. Sorting step (S120), sorting the wastes from which large objects are sorted according to specific gravity (S130), sorting the wastes sorted according to specific gravity according to types (S140), inspecting the sorted wastes Step (S150), storing and compressing the selected and inspected waste (S160), performing AI learning for waste sorting, acquiring sensor data, monitoring and controlling, and transmitting accident prevention information to a manager. (S170) may be included.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통 상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at with respect to its preferred embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.
Claims (10)
공급되는 상기 폐기물에서 대형물을 선별하는 대형물선별부;
대형물이 선별된 상기 폐기물을 비중에 따라 선별하는 제1 다종선별부;
비중에 따라 선별된 상기 폐기물을 종류에 따라 선별하는 제2 다종선별부;
상기 제2 다종선별부에서 선별된 상기 폐기물 중 적어도 일부를 검수하는 로봇검수부;
상기 제2다종선별부 및 상기 로봇검수부에서 선별 및 검수된 상기 폐기물을 저장 및 압축하는 저장압축부; 및
상기 파봉정량공급부, 상기 대형물선별부, 상기 제1 다종선별부, 상기 제2 다종선별부 및 상기 로봇검수부에서 폐기물 선별을 위한 폐기물 종류 감지 연산을 수행하고, 센서 데이터를 획득하여 감시 및 제어하며, 사고 예방 정보를 관리자에 전송하는 엣지서버;를 포함하고,
상기 제2 다종선별부는,
선별된 고비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 고비중선별부;를 포함하고,
상기 고비중선별부는,
상기 고비중 폐기물에서 철 및 비철을 선별하는 자력선별기;
상기 자력선별기에서 선별된 폐기물 중 가스캔을 파쇄하여 잔여 가스를 제거하는 가스캔파쇄기; 및
상기 자력선별기 및 상기 가스캔파쇄기를 통과하여 선별된 상기 폐기물의 위치별 적재량을 감지해 최적만적을 위한 위치를 조정하는 암롤박스;를 포함하고,
상기 파봉정량공급부는,
회전나이프로 수거된 폐기물 봉투를 개봉해 폐기물을 배출시키는 파봉부;
상기 파봉부로 상기 폐기물 봉투를 투입하는 투입호퍼;
상기 파봉부 전 후의 폐기물의 높이를 감지하는 레벨감지센서; 및
상기 파봉정량공급부 내에서 발생한 악취를 감지하는 악취감지센서;를 포함하고,
상기 로봇검수부는 하기 수학식 1을 연산해 PET를 재질별 선별하하는 재활용 가능 폐기물 선별 시스템.
[수학식 1]
(여기서,는 상기 폐기물 x의 물성 값, 는 상기 폐기물 x의 영상에서 CNN으로 추출한 특징에 기반해 추정한 형태, 는 상기 폐기물 x의 색상이고, 는 물성, 형태, 색상에 따라 확률적으로 가장 유사성이 높은 재질을 결정하는 함수이다.)
Breaking the collected waste bag and supplying the waste discharged from the waste bag by a predetermined amount at regular intervals;
Large-size item sorting unit for sorting large-size items from the supplied waste;
a first multi-type sorting unit for sorting the wastes from which large-sized wastes have been sorted according to their specific gravity;
a second multi-type sorting unit that sorts the wastes sorted according to specific gravity according to types;
a robot inspection unit inspecting at least a part of the wastes sorted by the second multi-type sorting unit;
a storage compression unit for storing and compressing the wastes sorted and inspected by the second multi-type sorting unit and the robot inspection unit; and
The package quantity supply unit, the large-size item sorting unit, the first multi-type sorting unit, the second multi-type sorting unit, and the robot inspection unit perform waste type detection calculations for waste sorting, and monitor and control by acquiring sensor data. and an edge server that transmits accident prevention information to the administrator.
The second multi-type selection unit,
Including; high specific gravity sorting unit for sorting the selected high specific gravity waste according to the type,
The high specific gravity sorting unit,
a magnetic separator for sorting iron and nonferrous metals from the high specific gravity waste;
a gas can crusher for removing residual gas by crushing gas cans among wastes sorted by the magnetic separator; and
An arm roll box for adjusting the position for optimum loading by detecting the loading amount of the waste sorted by position through the magnetic separator and the gas can crusher; includes,
The rupture quantity supply unit,
Opening the waste bag collected with a rotary knife to release the waste;
an input hopper for injecting the waste bag into the rupture part;
A level detection sensor for detecting the height of the waste before and after the ruptured part; and
It includes; an odor sensor for detecting an odor generated in the package quantity supply unit,
The robot inspection unit calculates Equation 1 below to sort PET by material. Recyclable waste sorting system.
[Equation 1]
(here, is the physical property value of the waste x, Is the form estimated based on the features extracted by CNN from the image of the waste x, is the color of the waste x, is a function that determines the material with the highest similarity probabilistically according to physical properties, shape, and color.)
상기 대형물선별부는,
상기 폐기물에서 대형 플라스틱, 대형 비닐, 대형 종이 및 기타 대형물을 선별하는 것을 특징으로 하는 재활용 가능 폐기물 선별 시스템.
According to claim 1,
The large item sorting unit,
Recyclable waste sorting system, characterized in that for sorting large plastic, large vinyl, large paper and other large objects from the waste.
상기 제1 다종선별부는,
상기 제1 다종선별부 내의 공기의 흐름에 따라 이동하는 분진을 선별하는 분진선별부;
상기 제1 다종선별부 내의 차압 여부를 감지하는 차압센서;
분진에 의한 덕트의 막힘 여부를 감지하는 덕트센서; 및
상기 제1 다종선별부 내에 선별을 위한 공기 흐름을 발생시키는 블로어;를 포함하고,
상기 덕트센서는 복수의 위치에 적어도 2개 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용 가능 폐기물 선별 시스템.
According to claim 1,
The first multi-type selection unit,
a dust sorting unit for sorting the dust moving according to the air flow in the first multi-type sorting unit;
a differential pressure sensor for detecting whether or not there is a differential pressure in the first multi-type selection unit;
Duct sensor for detecting whether the duct is clogged by dust; and
A blower generating an air flow for sorting in the first multi-type sorting unit,
The duct sensor is a recyclable waste sorting system, characterized in that it comprises at least two or more in a plurality of positions.
상기 제2 다종선별부는,
선별된 고비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 고비중선별부;
선별된 중비중 폐기물을 철 및 비철류로 선별하는 철-비철선별부; 및
선별된 저비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 저비중선별부;을 포함하는 재활용 가능 폐기물 선별 시스템.
According to claim 1,
The second multi-type selection unit,
A high specific gravity sorting unit that sorts the sorted high specific gravity waste according to the type;
a ferrous-non-ferrous sorting unit that sorts the sorted heavy-duty waste into iron and non-ferrous materials; and
Recyclable waste sorting system comprising a; low specific gravity sorting unit for sorting the sorted low specific gravity waste according to the type.
상기 엣지서버는,
하기 수학식 2를 연산해 상기 파봉정량공급부, 대형물선별부, 제1 다종선별부, 제2 다종선별부, 로봇검수부, 저장압축부에서의 고장 발생 확률을 연산하는 재활용 가능 폐기물 선별 시스템.
[수학식 2]
(여기서, n은 대상부, 은 n에서의 고장 발생 확률, 각 요인에 따른 고장 발생 확률들의 복합적 작용에 따른 종합 고장 발생 확률을 연산하는 함수, 은 n에서의 온도에 따른 고장 발생 확률, 은 n에서의 전류 값 변화에 따른 사고 발생 확률, 는 n에서의 전압 값 변화에 따른 사고 발생 확률, 은 n에서 감지된 진동의 주파수와 진폭에 따른 사고 발생 확률이다.)
According to claim 1,
The edge server,
A recyclable waste sorting system that calculates the probability of failure in the bundle quantitative supply unit, the large-size item sorting unit, the first multi-type sorting unit, the second multi-type sorting unit, the robot inspection unit, and the storage compression unit by calculating Equation 2 below.
[Equation 2]
(Where n is the target part, is the failure probability at n, A function that calculates the overall failure probability according to the complex action of failure occurrence probabilities according to each factor; is the probability of failure occurrence as a function of temperature at n, is the probability of occurrence of an accident according to the change in current value at n, is the probability of occurrence of an accident according to the voltage value change at n, is the probability of occurrence of an accident according to the frequency and amplitude of the vibration detected at n.)
상기 저비중선별부는,
상기 저비중 폐기물에서 종이 및 알캔을 종류에 따라 선별하고,
상기 종이는,
카드보드, 코팅지, 신문지로 구분되는 것을 특징으로 하는 재활용 가능 폐기물 선별 시스템.
According to claim 5,
The low specific gravity sorting unit,
Paper and alcans are sorted according to types from the low specific gravity waste,
the paper,
Recyclable waste sorting system, characterized in that divided into cardboard, coated paper, newspaper.
선별된 상기 폐기물을 재질 및 색상으로 선별는 광학선별부;를 더 포함하고,
상기 로봇검수부는,
상기 폐기물의 재질을 분석하는 AI카메라;
상기 폐기물에서 선별 대상 재질 및 성상에 해당하는 폐기물만 남기고 나머지를 모두 선별하는 로봇팔;을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용 가능 폐기물 선별 시스템.
According to claim 7,
Further comprising: an optical sorting unit for sorting the sorted waste into materials and colors;
The robot inspection unit,
AI camera for analyzing the material of the waste;
Recyclable waste sorting system, characterized in that it comprises a; robot arm for sorting all the rest except for the waste corresponding to the material and properties to be sorted from the waste.
상기 저장압축부는,
적어도 하나 이상의 선별된 상기 폐기물을 선별된 재질에 따라 저장하는 선별품별저장소; 및
상기 선별품별저장소에서 선별된 상기 폐기물을 동일 재질로 모아 압축하는 복합압축기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용 가능 폐기물 선별 시스템.
According to claim 1,
The storage compression unit,
a sorted product storage for storing at least one or more of the sorted wastes according to the sorted materials; and
A recyclable waste sorting system comprising a; composite compressor for collecting and compressing the wastes sorted in the sorted product storage unit into the same material.
공급되는 상기 폐기물에서 대형물을 선별하는 단계;
대형물이 선별된 상기 폐기물을 비중에 따라 선별하는 단계;
비중에 따라 선별된 상기 폐기물을 종류에 따라 선별하는 단계;
종류에 따라 선별된 상기 폐기물을 검수하는 단계;
선별 및 검수된 상기 폐기물을 저장 및 압축하는 단계; 및
폐기물 선별을 위한 센서 데이터를 획득하여 감시 및 제어하며, 사고 예방 정보를 관리자에 전송하는 단계;를 포함하고,
상기 폐기물을 종류에 따라 선별하는 단계는,
제2 다종선별부에서 수행되고,
상기 제2 다종선별부는,
선별된 고비중 폐기물을 종류에 따라 선별하는 고비중선별부;를 포함하고,
상기 고비중선별부는,
상기 고비중 폐기물에서 철 및 비철을 선별하는 자력선별기;
상기 자력선별기에서 선별된 폐기물 중 가스캔을 파쇄하여 잔여 가스를 제거하는 가스캔파쇄기; 및
상기 자력선별기 및 상기 가스캔파쇄기를 통과하여 선별된 상기 폐기물의 위치별 적재량을 감지해 최적만적을 위한 위치를 조정하는 암롤박스;를 포함하고,
상기 폐기물 검수 단계는,
로봇검수부에서 수행되고,
상기 로봇검수부는 하기 수학식 1을 연산해 PET를 재질별 선별하는 것을 특징으로 하는 재활용 가능 폐기물 선별 방법.
[수학식 1]
(여기서,는 상기 폐기물 x의 물성 값, 는 상기 폐기물 x의 영상에서 CNN으로 추출한 특징에 기반해 추정한 형태, 는 상기 폐기물 x의 색상이고, 는 물성, 형태, 색상에 따라 확률적으로 가장 유사성이 높은 재질을 결정하는 함수이다.)
Opening the collected waste bag and supplying waste discharged from the waste bag at regular intervals by a predetermined amount;
Selecting large objects from the supplied waste;
Sorting the waste from which large objects are sorted according to specific gravity;
sorting the wastes sorted according to specific gravity according to types;
Inspecting the wastes sorted according to types;
storing and compressing the sorted and inspected waste; and
Obtaining, monitoring and controlling sensor data for waste sorting, and transmitting accident prevention information to a manager; includes,
The step of sorting the waste according to the type is,
It is performed in the second multi-species selection unit,
The second multi-type selection unit,
Including; high specific gravity sorting unit for sorting the selected high specific gravity waste according to the type,
The high specific gravity sorting unit,
a magnetic separator for sorting iron and nonferrous metals from the high specific gravity waste;
a gas can crusher for removing residual gas by crushing gas cans among wastes sorted by the magnetic separator; and
An arm roll box for adjusting the position for optimum loading by detecting the loading amount of the waste sorted by position through the magnetic separator and the gas can crusher; includes,
The waste inspection step,
It is performed in the robot inspection department,
The method of sorting recyclable waste, characterized in that the robot inspection unit sorts PET by material by calculating Equation 1 below.
[Equation 1]
(here, is the physical property value of the waste x, Is the form estimated based on the features extracted by CNN from the image of the waste x, is the color of the waste x, is a function that determines the material with the highest similarity probabilistically according to physical properties, shape, and color.)
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