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WO2012164126A1 - Estación multitarea de recogida automática para la clasificación de materiales a granel - Google Patents

Estación multitarea de recogida automática para la clasificación de materiales a granel Download PDF

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Publication number
WO2012164126A1
WO2012164126A1 PCT/ES2012/070375 ES2012070375W WO2012164126A1 WO 2012164126 A1 WO2012164126 A1 WO 2012164126A1 ES 2012070375 W ES2012070375 W ES 2012070375W WO 2012164126 A1 WO2012164126 A1 WO 2012164126A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
materials
station
conveyor belt
robots
detection unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/ES2012/070375
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Eric Van Looy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2012164126A1 publication Critical patent/WO2012164126A1/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/022—Optical sensing devices using lasers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0093—Programme-controlled manipulators co-operating with conveyor means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G15/00—Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration
    • B65G15/10—Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration comprising two or more co-operating endless surfaces with parallel longitudinal axes, or a multiplicity of parallel elements, e.g. ropes defining an endless surface
    • B65G15/12—Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration comprising two or more co-operating endless surfaces with parallel longitudinal axes, or a multiplicity of parallel elements, e.g. ropes defining an endless surface with two or more endless belts
    • B65G15/14—Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration comprising two or more co-operating endless surfaces with parallel longitudinal axes, or a multiplicity of parallel elements, e.g. ropes defining an endless surface with two or more endless belts the load being conveyed between the belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C2501/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material to be sorted
    • B07C2501/0063—Using robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C2501/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material to be sorted
    • B07C2501/009—Sorting of fruit

Definitions

  • the present invention relates to a multitasking automatic collection station for the classification of bulk materials using a robot for the separation of all types of bulk material, such as minerals, metals, plastics, wood, stone, glass, textiles, or tobacco and of streams or other bulk materials; and using one or more sensor technologies for the detection and analysis of materials that pass through a conveyor belt.
  • This station is applicable in the field of handling and classification of different bulk materials and especially in the recycling industries.
  • Classification facilities for all types of diverse primary and secondary materials are not currently known, where a large amount of valuable material and important resources are collected for growing worldwide markets and industries for recycling and prepared for the production of construction and consumption goods such as wood, plastics, metals and textiles from municipal, industrial, automotive or hospital, as well as demolition and construction waste.
  • One or more main conveyor belts are arranged in a selection booth in which operators are standing, on both sides of a selection belt, to manually select objects that are of interest for their value or because they are undesirable impurities.
  • sorting facilities are the selection lines for minerals and stones, food lines, tobacco and the recycling of clinical waste, demolition and waste from the construction of waste, homes and industry, WEEE or ELV plants.
  • Manual classification is a very monotonous job, and if the operator becomes ill or distracted, the result of the classification is not correct and the quality of production varies.
  • the materials to be ordered or separated are dangerous and unhealthy for human beings in general, so these manual sorting jobs are complicated and require additional health protection equipment and facilities.
  • classification companies have a constant need to look for new workers and train them at work.
  • sorting machines are applied with the use of sensors for the detection and identification of specific materials by color, brightness, shape, size, shape, physical characteristics, surface properties, molecular composition or reflection properties or even your combinations
  • This invention is to improve the production process for the recovery of valuable resources, on the one hand and on the other hand, reduces dangerous and unhealthy work
  • the inventors of this invention are aware of the existence of sorting machines and inventions in sorting machines based on sensors, but this invention is based on sorting automation, and manual selection does not replace automatic sorting machines such as It was mentioned above.
  • the automatic collection device will be able to replace manual sorting and increase recycling and / or current sorting capacity of valuable material from different inputs, such as classification of waste or primary material sequences.
  • European Patent EP 1829 621 A1 and US Patent are known.
  • US2007 / 0208455 A1 referring to "a system and method for classifying waste material elements" which claims to be able to replace existing sorting machines using air jets to expel material parts, which is in fact impossible.
  • the robot can make a maximum of 60-120 selections per minute in a simple task, while the air jets can easily reach more than 200 cycles per second.
  • the aforementioned invention also does not mention the possibility of replacing dangerous jobs with manual selection.
  • document WO2011 / 161304 A1 "Method for the selection of physical objects in a robot system” relates to many signals from computerized sensors to be able to collect the parts and to control the collection system as well as to find the faults of this system. It says nothing about the material coming from a conveyor belt, nor about the weight and size of the materials.
  • the robot scheme of this background shows a stationary system and does not mention anything about how to move the currents of materials to be classified.
  • the multitasking automatic collection station for the classification of bulk materials object of the invention has characteristics oriented to cover the deficiencies of the systems described in the aforementioned background, and to provide a realistic and useful solution.
  • the invention makes it possible to obtain a new way and, above all, a more economical way to separate and obtain resources from waste.
  • the main advantage of this invention is the use of robots instead of humans for the classification of bulk materials in a recycling and mining process, avoiding the exposure of people to unhealthy situations and materials, and obtaining greater productivity taking into account the robots could take charge of their jobs and work continuously without getting sick or lowering their performance due to fatigue.
  • the technical and commercial aspects of the invention should also be highlighted.
  • the automatic collection station can either be placed behind existing separation technologies (unit pre-preparation), such as a magnet drum or behind a crusher unit followed by a magnetic separator or placed directly behind a screen or accelerator.
  • unit pre-preparation such as a magnet drum or behind a crusher unit followed by a magnetic separator or placed directly behind a screen or accelerator.
  • the input fractions are fed on the conveyor belt of the automatic collection station by means of a conveyor belt or a vibrating feeder.
  • This automatic process for the recovery and separation of important resources helps us increase the quality and quantity of recycled materials for the production of new materials, as well as the use of renewable energy and fuel.
  • With the improvement of automatic classification in the middle of the substitution of dangerous jobs and unhealthy human ordering by robot technology we are able to increase our production and reduce the disease and inactivity of the time machine.
  • the total costs for manual sorting will dramatically reduce due to low investment costs, as well as low operating costs.
  • This automatic sorting device can be installed after collecting material flows, as well as post material crusher streams. For the detection and separation of garbage or unacceptable materials in the incoming material stream after collection, this device is able to automatically separate these pieces and classify them into fractions of different materials. This is also possible with crushed materials from any recycling plant or facility, manual harvesting is done and is currently required.
  • This bulk material handling and classification station can be used in different industries for the recovery and management of important resources used by sensor technologies to identify the shapes and forms, characteristics and location of the material placed on a conveyor belt. or the transport system. In combination with different types of industrial robots, this station is capable of handling all types and sizes of bulk materials and ordering them in numerous different product fractions. With a device for prior manipulation of the stream of materials to be separated, located before the material detection unit, the materials are prepared and placed in a monolayer that allows subsequent identification of the pieces or portions of material to be subsequently separated by part of the robots in a final separation zone.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of an automatic sorting station, equipped with a device for prior handling of materials, a unit for detecting materials to be separated and two robots for the extraction of selected materials from the flow of materials to classify.
  • FIG. 2 shows a schematic elevational view of an embodiment of the material handling device, arranged at the entrance of the station's conveyor belt, which extends and separates the materials in a monolayer for later identification in the detection unit
  • FIG. 3 shows a partial elevation view of the station in which an example of embodiment of the detection unit can be seen, with an electromagnetic induction sensor unit and a laser camera.
  • FIG. 4 shows a view analogous to the previous one with a variant embodiment of the detection unit including in this case an induction sensor unit combined with an NIR (Near Infra Red) type optical sensor.
  • NIR Near Infra Red
  • the station comprises a feed conveyor belt (1) through which a stream of bulk materials enters which it is desired to classify, being at its exit a main conveyor belt (4), and which moves at a higher speed than the mentioned feed conveyor belt (1).
  • a detection unit (2) On the feeding conveyor belt (1) there is a detection unit (2) that recognizes them and determines which must be separated from said material stream.
  • This detection unit (2) comprises recognition sensors based on physical or chemical characteristics of the materials to be classified and are associated with an indoor computer that executes a recognition program.
  • the collection areas serve two robots (6), comprising deposit belts (5) parallel to both sides of the main conveyor belt (4) so that the robots (6) deposit the materials classified in the swept on both sides of his arms.
  • these collection areas also comprise a collection conveyor belt (3) in a transverse position below the main conveyor belt (4), this collection conveyor belt (3) receiving the classified materials of the deposition belts (5) for extraction outside the station.
  • a discharge conveyor belt (7) that moves the unclassified materials to another step of the installation, such as another station specialized in a different material.
  • This detection unit (2) is part of the complete classification facility and is configured differently for each classification task. In general it is composed of a conveyor belt (1) where the material is spread in a monolayer before moving on to the detection unit (2).
  • the material flow passes through the conveyor belt through the detection unit (2) where it can be detected and analyzed for its color, size, weight, brightness, content, surface composition, molecular characteristics or other combinations of properties depending on the sensor or sensors incorporated in said detection unit.
  • the information captured by the sensors is sent to the process unit (9) that uses the information to identify the characteristics of the pieces of scanned material.
  • This information is processed by a fast processor built in the control cabinet of the installation. This information is used to view detailed information about the characteristics of this piece of material and its position on the conveyor belt. If this information corresponds to the software configuration, this data is used to determine which part has to be selected and extracted by the automatic classification robots (6) in the second part of the classification installation, that is to say on the conveyor belt main (4).
  • the automatic separation unit is installed with one or more robots (6) that are perfectly assembled for the job. This means that the type and size of the robot (6), as well as the collection tool is carefully chosen for the respective job.
  • the collection robot (6) will select and grab the selected material part of the main conveyor belt (4) in operation and put this part in the placed material box or in an area that takes the material to a next transport system or any Another collection system. The remaining material will remain on the conveyor belt, and will be transported to the next treatment or is ready for trade.
  • the intellectual software which is capable of giving the correct signals so that the robot arm (6) can follow the material on the main conveyor belt (4) and use the correct gripping device of the tool Choose this command to use the correct collection tool that is selected by the software that obtains the information about the material size and shape and give the commands to one of the tools on the arm of the multitasking robot (6).
  • An encoder mounted on the main conveyor belt (4) constantly measures the linear speed of the belt so that you can use the exact operating speed to calculate the necessary speed of the robot arm (6) and the start time so that It can be positioned at the right time at the beginning of the collection area of the collection unit on the selected material part before the material part is removed and dropped by the correct exit of the installation. It is the combination of this special software developed and the special multi-task arm of the robot. This special design of the robot arm allows to have several different collection instruments.
  • This system can pick up compact and heavy parts, large pieces and flat pieces, and is even able to take out long sheets of plastic and wrapping paper or plastic wrap. This is why the present invention is a suitable option for the classification of waste from homes and industries.
  • Difficult parts of materials such as wrap sheets are gripped with a special clamp (61) and placed in front of a suction hose (8) that sucks the sheet assembly.
  • a suction hose (8) that sucks the sheet assembly.
  • the invention allows for increased production of material flows, and at the same time Increase the quality of our resources with simple means in a highly safe and economical way.
  • the combination of several proven technologies and sensors with a completely new way of using existing industrial robot technology will help reduce dangerous work considerably, as well as the loss of personnel caused by illness and monotonous work. This will reduce dirty and unhealthy work for human workers in current sorting plants.
  • Figure 2 shows a material handling device (10), arranged at the entrance of the feed conveyor belt and comprising a vibrating feeder (11) for extending the material to be separated in a monolayer.
  • the vibrating feeder (2) must have enough space and length to carry the material in a single layer at the end of the feeder, before it descends to the feed conveyor belt (1 ).
  • the transport speed of the vibrating feeder (11) is the other factor that helps arrange the flow of material in a monolayer. It is very important to choose the correct position of the vibrating motors (12) located below the vibrating feeder tray (11); here the energy transmission of the motor force has to enter the feeder body a few millimeters before the center of gravity and at the correct angle, between 35-38 0 with respect to the horizontal.
  • the point of application of the force line of said motors can be adjusted for the best possible propagation effect towards the end of the vibrating tray.
  • a 3D laser camera (14) placed on the end of the tray can be seen as the control device of the monolayer and height of the materials.
  • the addition of this option in the pre-handling phase of the materials to be classified helps the control process of the control facility, which guarantees continuous quality.
  • the laser camera (14) will send a signal to the process unit (9) of the installation in which the measurement of the material monolayer is controlled online and if the changes are detected, or if the singularization of the material stream is outside the automatically prescribed tolerance field, adjusted by means of a variable frequency converter , which controls the frequency of the electric current supplied to the vibrating motors (12) of the vibrating feeder. In this way the speed of the vibrating feeder (11) is adjusted so that it returns within the norm.
  • the transport speed of the vibrating feeder varies between 0.3 - 0.4 m / sec.
  • the standard speed of the automatic collection station varies between 0.5-1.0 m / sec. which brings us to the next step in the material handling section previously.
  • Adjusters (16) on the slide ramp (15) allow adjusting the acceleration and optimizing the transition of the product to the feed conveyor belt (1).
  • the smooth change of sliding to the belt ensures that the length of the conveyor can be kept to a minimum.
  • the second phase of this invention is the part of the installation where the material stream in the detection unit (2) is analyzed.
  • the part of the detection unit may be of different configurations, combinations and compositions, as shown in Figures 3 and 4.
  • the detection unit (2) comprises a sensor unit of electromagnetic induction (17) placed under the supply conveyor belt (1).
  • the material located at the top of the supply conveyor belt (1) passes over this electromagnetic induction sensor unit (17), which is composed of multiple 25 mm induction sensors. or 12.5 mm. diameter.
  • Two rows of these sensors are arranged transversely aligned with respect to the conveyor belt and are built in a special housing at a typical distance from each other, so that it cannot interfere with its electromagnetic field and at the same time give full coverage of the width of the machine , so that all the parts transported by the belt pass through one of the electromagnetic fields of the sensor coils located below the belt.
  • the sensor of the classification system is capable of detecting all metals.
  • an installation can be arranged 3D laser camera system (18) that give additional information about the sizes and heights of the particular parts to be separated by the robots (6).
  • Both the information of the induction sensors (17), and the optional information of the 3D laser camera (18) goes to the central computer process unit (9) located in the control cabinet.
  • the information received will be analyzed in real time and used with the program configuration to make the correct classification decision. This means that the positioning of the robot arm (6) on the piece of material on the main conveyor belt (4), as well as the choice of the pick-up tool from the multitasking arm, which is mounted on a rotor part in the end of the robot arm.
  • the robot or robots (6) will be able to use the signals from the induction sensors (17) through the process unit (9) with a suitable clamp (61) to select the part of the material stream and leave it fall into the outlet duct on the right.
  • a version capable of combining the information of induction sensors (17) and another optical sensor (19) is shown as a near infrared sensor (NIR Near Infra Red), a color camera , or a laser camera.
  • NIR Near Infra Red a near infrared sensor
  • color camera a color camera
  • laser camera a laser camera
  • an additional variation is contemplated consisting of the possibility of placing a unit with a second sensor on the slide (15) and on the conveyor belt, so that the material flow on the conveyor belt can be scanned and analyzed from from both sites at the same time.
  • the induction sensors (17) located below the belt determine that all metallic material will be recognized. If a piece of metallic material passes to Through the electromagnetic field of one of the sensors it will always be detected and an electrical signal will be sent to the electronics of the process unit (9).
  • the induction sensors (17) and a second optical sensor unit (19) are placed in the same position on the conveyor belt, it can be used to obtain more information about the characteristics as well as the size and the shape of the material to obtain the best possible classification results and the correct choice of the clamp system (61).
  • This optical sensor unit (19) is an additional module and can be used for various important information of the particular material stream to be sorted.
  • a stream of industrial waste with a mixed feed stream may contain different material, such as glass, plastics, wood, metals, paper and carbon in all kinds of various shapes and forms.
  • a metal sensor unit induction sensor
  • a near-infrared sensor has been represented.
  • NIR near Infra Red
  • the first model is built with spectrometers with dispersion grids, using infrared sensor arrays for simultaneous registration of the complete spectra. These are particularly suitable for permanent analytical monitoring of polymer processes and also increasingly with mineral raw material.
  • the advantages of the method are the rapid, non-contact measurement of the properties of the material in the reflection, the analysis without sample preparation and the ability to measure in rapid motion.
  • NIR spectra are characterized by broadband spectral attributes and low molar absorption coefficients.
  • NIR absorption spectroscopy is generally applied to identify material, but also increasingly for quantitative examinations.
  • the industry increasingly uses near-infrared spectrometers with dispersion gratings for process control and quality control.
  • NIR spectroscopy is today also widely used in the classification of different plastics in recycling as well as in the food industry. But wood and different carbon material can also be detected.
  • the other option is to use a near infrared camera.
  • near infrared spectrometers with concave holographic grids the spectrum is recorded by a specially designed line camera for NIR spectroscopy.
  • the measurement results are transferred to a computer and analyzed there.
  • an optical multiplexer precedes the spectrometer.
  • the task of the multiplexer is that to change the probes key, one after another to the spectrometer.
  • the information received will be analyzed in real time and used with the program settings to make the correct classification decision. This means that the positioning of the robot arm on the piece of material on the belt, as well as the choice of the pick-up tool from the multi-task arm, which is mounted on a rotating part at the end of the robot arm.
  • the robot (s) (6) will be able to use the signals from the sensors (3) through the control unit (7) with a suitable clamp (6) to select the part of the material stream and drop it in the outlet duct on the right.
  • the rotary clamp tool is a combination of different clamping systems and industrial vacuum tools, with standard systems and tools of the supplier industries, but also own creations designed. Due to the wide variety of pieces of material a combination grip tool makes sense.
  • the material on the conveyor belt that was not selected and collected will eventually fall into a discharge belt that goes to a next treatment or another sorting step or to a collection compartment or container at the end of the sorting line.
  • the material stream is the accept stream.
  • the feed conveyor belt (1) can be constituted by an initial section of the main conveyor belt (4), since this does not affect the essentiality of the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)

Abstract

Estación multitarea de recogida automática para la clasificación de materiales a granel; que comprende: un dispositivo de manipulación (10) de una corriente de material a clasificar, una cinta transportadora de alimentación (1) de los materiales hacia una unidad de detección (2) comprende una unidad o una combinación de sensores distintos para la detección de los materiales a clasificar y unos robots (6) para la separación de los materiales identificados por la unidad de detección. La estación comprende una unidad de proceso (9) que gestiona el funcionamiento de los diferentes elementos de la estación.

Description

DESCRIPCIÓN
Título ESTACIÓN MULTITAREA DE RECOGIDA AUTOMÁTICA PARA LA CLASIFICACIÓN DE MATERIALES A GRANEL.
Objeto de la Invención La presente invención se refiere a una estación multitarea de recogida automática de para la clasificación de materiales a granel utilizando un robot para la separación de todo tipo de material a granel, tales como minerales, metales, plásticos, madera, piedra, vidrio, textiles, o tabaco y de corrientes u otros materiales a granel; y usando una o más tecnologías de sensores para la detección y análisis de los materiales que pasan por una cinta transportadora.
Campo de la invención
Esta estación es aplicable en el campo de la manipulación y clasificación de diferentes materiales a granel y especialmente en las industrias de reciclado.
Antecedentes de la invención Hablando en términos ambientales, el objetivo más importante de hoy para el mundo occidental, además de la reducción de CO2 es la reutilización de materiales para ahorrar recursos en nuestras propias áreas. Especialmente en el mundo occidental va a ser muy importante mantener nuestros recursos. Esto significa, en muchos casos, que tenemos que reciclar y no se hace, sino que estos materiales se envían a países en los que se contrata mano de obra barata para ordenar y clasificar corrientes de material de desecho occidentales y para recuperar objetos de valor en condiciones muy inhumanas y que amenazan la salud.
Con estándares de la tecnología de hoy en día se pueden reciclar casi todos los materiales. Por citar algunos ejemplos: metales, vidrio, madera y materiales plásticos o residuos; pero también otros materiales que deben seleccionarse de las diversas fracciones de la mayoría de los materiales, especialmente los procedentes de los contenedores de recogida o de materiales triturados en los procesos de reciclaje de automóviles, la electrónica de tratamiento de chatarra, residuos de la construcción, tratamiento de residuos municipales e industriales y de materias primas de todo tipo. Incluso los materiales primarios como los minerales tienen que ser ordenados antes de que puedan ser procesados.
No se conoce actualmente instalaciones de clasificación de todo tipo de materiales primarios y secundarios diversos, donde es recogida una gran cantidad de material valioso y recursos importantes para los mercados de todo el mundo en crecimiento y las industrias para su reciclado y preparado para la producción de bienes de construcción y el consumo como la madera, plásticos, metales y textiles de las municipales, los industriales, de automoción o en el hospital, así como residuos de demolición y construcción.
En las industrias de materiales primarios, en el manejo de materiales, tales como minerales o piedras, también hay numerosas personas implicadas para la preselección y control de calidad para optimizar las prestaciones de refinación y reducir la escoria y disminuir la cantidad de material a transportar en las minas a cielo abierto a las plantas de tratamiento.
En este tipo de instalaciones la gente está trabajando para seleccionar los materiales no deseados de una corriente de producto de entrada de la mina, de tipo diferente o separada de los materiales que no fueron ordenados por máquinas clasificadoras automáticas o perdidas por fallos de los sistemas de eyección como el oro o los procesos de diamante.
Una o más cintas transportadoras principales se disponen en una cabina de selección en el que los operadores están de pie, a ambos lados de una cinta de selección, para seleccionar manualmente los objetos que son de interés por su valor o porque son impurezas indeseables.
Ejemplos de estas instalaciones de clasificación son las líneas de selección de los minerales y las piedras, las líneas de alimentación, el tabaco y el reciclaje de los desechos clínicos, demolición y residuos de la construcción de residuos, los hogares y la industria, los RAEE o plantas de ELV.
En estas instalaciones de clasificación el factor humano sigue siendo muy importante. Aunque la automatización de estos sectores está creciendo, algunas partes de material aún no se han llevado a cabo por la fuerza humana debido a su forma especial de forma, o tamaño, mientras que las maquinarias siguientes no son capaces de seleccionar los materiales, debido a la configuración de las máquinas, y ya que son sobre todo capaces de manejar tamaños de material de hasta 100-150 milímetros de y sólo unos pocos cientos de gramos de peso máximo.
La clasificación manual es un trabajo muy monótono, y si el operador se pone enfermo o se distrae, el resultado de la clasificación no es correcta y la calidad de la producción varía..
En algunos casos, los materiales a ordenar o separar son peligrosos e insalubres para los seres humanos en general, por lo que estos puestos de trabajo manuales de clasificación son complicados y requieren equipo adicional de protección de la salud y las instalaciones.
Debido a estas dificultades, los empleados que realizan trabajos manuales de clasificación cambian constantemente sus puestos de trabajo o no pueden hacer este tipo de trabajo por un periodo largo de tiempo.
Por estas razones, las empresas de clasificación tiene una constante necesidad de buscar nuevos trabajadores y capacitarlos en el trabajo.
Por otro lado, se aplican máquinas de clasificación con el uso de sensores para la detección e identificación de materiales específicos por color, brillo, forma, tamaño, forma, características físicas, propiedades de la superficie, la composición molecular o propiedades de reflexión o incluso sus combinaciones.
Sensores basados en dispositivos de clasificación se han introducido en las industrias anteriormente mencionadas aproximadamente en los últimos dos años y son muy bien aceptados en la actualidad.
Muchas de las líneas de clasificación existentes hoy en día son de los años setenta y ochenta del siglo pasado. Esta invención es mejorar el proceso de producción para la recuperación de los recursos valiosos, por un lado y por otro lado, reduce el trabajo peligrosas e insalubres
Los inventores de esta invención son conocedores de la existencia de máquinas de selección y de las invenciones en máquinas de clasificación basadas en sensores, pero esta invención se basa en la automatización de la clasificación, y la selección manual no sustituye a máquinas automáticas de clasificación como se mencionó anteriormente. El dispositivo de recogida automática será capaz de reemplazar la clasificación manual y aumentar el reciclado y / o capacidad de clasificación de la corriente de material valioso procedente de diferentes entradas, tales como clasificación de los residuos o secuencias primarias de material.
Por ejemplo, son conocidas la patente europea EP 1829 621 A1 y la patente de EE.UU. US2007/0208455 A1 referente a "un sistema y un método para clasificar los elementos de material de desecho" que afirma ser capaz de reemplazar máquinas existentes de clasificación utilizando chorros de aire para expulsar las partes de material, lo que es de hecho imposible. El robot puede hacer como máximo entre 60-120 selecciones por minuto en una tarea sencilla, mientras que los chorros de aire pueden alcanzar fácilmente más de 200 ciclos por segundo.
Para ser capaz de reemplazar los sensores automáticos basados en máquinas de clasificación de la cantidad de robots son enormemente y por lo tanto, demasiado caro para la compra y los gastos de funcionamiento. Esta invención no será capaz de trabajar en el modo en que se ha descrito de los inventores.
La invención antes citada no menciona tampoco la posibilidad de sustituir puestos de trabajo peligrosos de selección manual.
Por otro lado el documento WO2011/161304 A1 "Método para la selección de los objetos físicos en un sistema de robot" se relaciona con muchas señales procedentes de sensores informatizados para ser capaz de recoger las piezas y para controlar el sistema de recogida como así como para buscar los fallos de este sistema. No dice nada sobre el material procedente de una cinta transportadora, ni acerca del peso y el tamaño de los materiales.
Este documento se centra en el material del que se parte y no es realista y factible para los sistemas de clasificación en una línea de clasificación con altas capacidades. No se dice como puede ser reconocido el material y con qué tipo de tecnología de sensores se hace esto posible.
El esquema del robot de este antecedente muestra un sistema estacionario y no menciona nada acerca de cómo mover las corrientes de materiales a clasificar.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.
La estación multitarea de recogida automática de para la clasificación de materiales a granel objeto de la invención presenta unas características orientadas a cubrir las deficiencias de los sistemas descritos en los antecedentes citados, y a proporcionar una solución realista y útil.
La invención permite obtener una nueva forma y sobre todo una forma más económica de separar y obtener recursos a partir de desechos.
La principal ventaja de esta invención es el uso de robots en vez de los seres humanos para la clasificación de los materiales a granel en un proceso de reciclaje y la minería, evitando la exposición de las personas a situaciones y materiales insalubres, y obteniendo una mayor productividad teniendo en cuenta de los robots podrían hacerse cargo de sus puestos de trabajo y trabajar de forma continuada sin enfermar o bajar su rendimiento por efecto del cansancio. Además de los factores ambientales y de salud también cabe destacar los aspectos técnicos y comerciales de la invención.
El uso de sistemas basados en sensores de detección, en combinación con los robots, ayuda a mejorar las cualidades de nuestros recursos y el aumento de la capacidad en cada planta de selección. Además de la inversión considerablemente baja esta invención proporciona un funcionamiento muy rentable, fiable y sin parar con un nivel continuo de la calidad y cantidad.
Con respecto a esta invención, y que sirve como ejemplo de aplicación, la estación de recogida automático o bien se pueden colocar detrás de unas tecnologías de separación existentes (preseparación de la unidad), tales como un tambor imán o detrás de una unidad trituradora seguido por un separador magnético o se coloca directamente detrás de una pantalla o acelerador.
Las fracciones de entrada se alimenta sobre la cinta de transporte de la estación de recogida automática mediante una cinta transportadora o un alimentador vibratorio.
Este proceso automático para la recuperación y separación de los recursos importantes, nos ayuda a aumentar la calidad y cantidad de los materiales reciclados para la producción de nuevos materiales, así como el uso de la energía renovable y combustible. Con la mejora de la clasificación automática en el medio de la sustitución de los trabajos peligrosos e insalubre ordenación humana por la tecnología de robots, somos capaces de aumentar nuestra producción y reducir la enfermedad y la inactividad de la máquina del tiempo. Los costes totales para la clasificación manual reducirá drásticamente debido a los bajos costos de inversión, así como los bajos costos de operación.
Este dispositivo de clasificación automática se puede instalar después de recoger los flujos de material, así como las corrientes post trituradora de material. Para la detección y separación de basura o materiales inaceptables en la corriente de material entrante después de la recolección, este dispositivo es capaz de separar estas piezas de forma automática y clasificarlos en fracciones de materiales diferentes. Esto también es posible con materiales triturados procedentes de cualquier planta de reciclaje o instalación, se cosecha manual se realiza y se requiere en la actualidad. Esta estación de manipulación y clasificación de materiales a granel se pueden utilizar en diferentes industrias para la recuperación y ordenación de los recursos importantes que utilizan las tecnologías de sensores para identificar las formas y las formas, características y ubicación del material que pone en una cinta transportadora o el sistema de transporte. En combinación con diferentes tipos de robots industriales, esta estación es capaz de manejar todo tipo y tamaños de materiales a granel y ordenarlos en numerosas fracciones de producto diferentes. Con un dispositivo de manipulación previa de la corriente de materiales a separar, situado antes de la unidad de detección del material se prepara y se colocan los materiales en una monocapa que permite realizar la posterior identificación de las piezas o porciones de material a separar posteriormente por parte de los robots en una zona final de separación.
Las características de la invención, recogidas en las reivindicaciones adjuntas se comprenderán con mayor facilidad a la vista de los ejemplos de realización mostrados, a titulo ilustrativo y no limitativo, en las figuras adjuntas, que se describen a continuación
Breve descripción de las figuras
- La figura 1 muestra una vista esquematizada en planta de una estación automática de clasificación, dotada de un dispositivo de manipulación previa de los materiales, de una unidad de detección de los materiales a separar y de dos robots para la extracción de los materiales seleccionados de la corriente de materiales a clasificar.
- La figura 2 muestra una vista esquemática en alzado de un ejemplo de realización del dispositivo de manipulación de materiales, dispuesto a la entrada de la cinta transportadora de alimentación de la estación, que extiende y separa los materiales en una monocapa para su posterior identificación en la unidad de detección.
- La figura 3 muestra una vista parcial en alzado de la estación en la que se puede observar un ejemplo de realización de la unidad de detección, con una unidad de sensores de inducción electromagnética y una cámara láser.
- La figura 4 muestra una vista análoga a la anterior con una variante de realización de la unidad de detección incluyendo en este caso una unidad de sensores de inducción combinados con un sensor óptico de tipo NIR (Near Infra Red).
Realización preferente de la invención. En el ejemplo de la figura 1 , la estación comprende una cinta transportadora de alimentación (1 ) por la que entra una corriente de materiales a granel que se desea clasificar, encontrándose a su salida una cinta transportadora principal (4), y que se desplaza a mayor velocidad que la citada cinta transportadora de alimentación (1 ). Sobre la cinta transportadora de alimentación (1 ) se encuentra una unidad de detección (2) que los reconocen y determinan cuales deben ser separados de dicha corriente de materiales.
Esta unidad de detección (2) comprende unos sensores de reconocimiento basados en características físicas o químicas de los materiales a clasificar y están asociados con un ordenador interior que ejecuta un programa de reconocimiento. A ambos lados de la cinta transportadora principal (4) se encuentran unos robots (6) con brazos mecánicos para coger los materiales clasificados por la unidad de detección (2) de la cinta transportadora principal (4) para su separación.
Junto a los robots (6) se encuentran unas zonas de recogida de los materiales clasifícaos y extraídos por los robots (6). En este caso, las zonas de recogida dan servicio a dos robots (6), comprendiendo unas cintas de depositado (5) paralelas a ambos lados de la cinta transportadora principal (4) para que los robots (6) depositen los materiales clasificados en el barrido a ambos lados de sus brazos. A su vez, estas zonas de recogida comprenden también una cinta transportadora de recolección (3) en una posición transversal por debajo de la cinta transportadora principal (4), recibiendo esta cinta transportadora de recolección (3) los materiales clasificados de las cintas de depositado (5) para su extracción fuera de la estación.
A la salida de la cinta transportadora principal (4) se encuentra una cinta transportadora de descarga (7) que mueve los materiales no clasificados a otro paso de la instalación, tal como otra estación especializada en un material distinto.
Como se muestra en la figura 1 la detección selectiva de material tiene lugar por debajo o sobre la cinta transportadora de alimentación (1 ), en la unidad de detección (2). Esta unidad de detección (2) es parte de la instalación de clasificación completa y está configurada de forma diferente para cada tarea de clasificación. En general se compone de una cinta transportadora (1 ) donde se esparce el material en una monocapa antes de pasar a la unidad de detección (2).
Por medio de un sensor seleccionado la corriente de material pasa por la cinta transportadora a través de la unidad de detección (2) donde puede ser detectado y analizado por su color, tamaño, peso, brillo, contenido, composición de la superficie, características moleculares u otras combinaciones de propiedades en función del sensor o sensores incorporados en dicha unidad de detección. Después que el material ha pasado la unidad de detección (2), la información captada por los sensores se envía a la unidad de proceso (9) que utiliza la información para identificar las características de las piezas de material escaneado.
Esta información es procesada por un procesador rápido construido en el armario de control de la instalación. Esta información es utilizada para ver la información detallada sobre las características de esta pieza de material y su posición sobre la cinta transportadora. Si esta información se corresponde con la configuración del software, estos datos se utilizan para determinar qué parte tiene que ser seleccionada y extraída por los robots (6) de clasificación automática en la segunda parte de la instalación de clasificación, es decir sobre la cinta transportadora principal (4).
Dependiendo de la tarea de clasificación y tipo de material a separar en la segunda parte de la instalación, la unidad de separación automática, es instalada con uno o más robots (6) que están perfectamente ensamblados para el trabajo. Esto significa que el tipo y el tamaño del robot (6), así como la herramienta de recogida se elige cuidadosamente para el trabajo respectivo.
El robot de recogida (6) seleccionará y agarrará la parte material seleccionado de la cinta transportadora principal (4) en funcionamiento y pone esta parte en la caja de material colocado o en una zona que lleva el material a un sistema de transporte siguiente o cualquier otro sistema coléctor. El material restante se quedará en la cinta transportadora, y será transportado al siguiente tratamiento o está listo para el comercio.
Además el software intelectual, que es capaz de dar las señales correctas para que el brazo del robot (6) pueda seguir el material sobre la cinta transportadora principal (4) y utilizar el dispositivo de agarre correcto de la herramienta de escoger, este comando de utilizar la herramienta de recogida correcta que se selecciona por el software que obtiene la información sobre el tamaño del material y la forma y dar los comandos a una de las herramientas en el brazo del robot (6) multitarea.
Un codificador montado sobre la cinta transportadora principal (4) mide constantemente la velocidad lineal de la cinta para que pueda utilizar la velocidad exacta de funcionamiento para el cálculo de la velocidad necesaria del brazo de robot (6) y el tiempo de inicio de forma que puede ser posicionado en el momento correcto en el comienzo de la zona de recogida de la unidad de recogida sobre la parte material seleccionado antes de que se quite y caiga la parte material por la salida correcta de la instalación. Es la combinación de este software especial desarrollado y el brazo especial de múltiples tareas del robot. Este especial diseño del brazo del robot permite tener varios instrumentos de recogida diferentes.
En la corriente de materiales diferentes, se ha de utilizar sólo un tipo de pinza para cubrir todas esas formas diferentes, pesos y tamaños de las piezas a separar . Por lo tanto, esta invención combina diferentes soluciones con las tecnologías existentes para obtener los mejores resultados posibles para la tarea.
Este sistema puede recoger las piezas compactas y pesadas, piezas de gran tamaño y piezas planas, e incluso es capaz de sacar largas láminas de plástico y papel de embalaje o plástico de envolver. Esta es la razón por la presente invención es una opción adecuada para la clasificación de residuos procedentes de hogares e industrias.
La combinación de sistemas de agarre para recoger materiales a granel, con diferentes formas, tamaños y pesos, junto con una herramienta especial para el agarre por succión, mediante "Venturi", de piezas planas permite levantar las piezas de la cinta de transportadora principal (4) y colocarlas en la salida correcta.
Las partes difíciles de materiales como las láminas de envoltura se agarran con una pinza (61 ) especial y se sitúan delante de una manguera de aspiración (8) que aspira el conjunto de la lámina. Al colocar más puntos de aspiración a lo largo de la cinta transportadora del brazo de robot es capaz de tomar más de una pieza de aluminio a partir de la cinta dentro de un corto período de tiempo, mientras que la cinta sigue funcionando
Con el uso de robots en combinación con la tecnología de sensores en lugar del cerebro humano y la fuerza humana para detectar y seleccionar el conjunto y las partes seleccionadas, la invención permite el aumento de la producción de los flujos de material , y al mismo tiempo incrementar la calidad de nuestros recursos con medios simples en una forma altamente segura y económica. La combinación de varias tecnologías demostradas y sensores con una forma completamente nueva de utilizar la tecnología existente robot industrial ayudará a reducir considerablemente el trabajo peligroso, así como la pérdida de personal causada por la enfermedad y el trabajo monótono. Esto reducirá el trabajo sucio y poco saludable para los trabajadores humanos en las plantas de clasificación actuales.
En figura 2 se muestra un dispositivo de manipulación (10) de materiales, dispuesto a la entrada de la cinta transportadora de alimentación y que comprende un alimentador vibratorio (11 ) para extender el material a separar en una monocapa.
Es importante para esta instalación de clasificación el tratamiento adecuado del material a granel antes de que entre en la unidad de detección (2). Las piezas de material tienen que estar extendidas y separadas sobre la cinta transportadora (6). No se permite la superposición, y es importante que exista un espacio suficiente entre los materiales para la detección única de cada pieza de material situada en la cinta transportadora. Además de la anchura correcta del sistema de alimentación de la máquina, es importante la longitud del alimentador vibratorio (11 ).
Dependiendo de la capacidad de entrada de la instalación, el alimentador vibratorio (2) tiene que tener suficiente espacio y longitud para llevar el material en una sola capa en el extremo del alimentador, antes de que se descienda hacia la cinta transportadora de alimentación (1 ).
La velocidad de transporte del alimentador vibratorio (11 ) es el otro factor que ayuda a disponer el flujo de material en una monocapa. Es muy importante elegir la posición correcta de los motores vibradores (12) situados por debajo de la bandeja de alimentador vibratorio (11); aquí la transmisión de energía de la fuerza del motor tiene que entrar en el cuerpo alimentador algunos milímetros antes del centro de gravedad y bajo el ángulo correcto, entre los 35- 38 0 respecto a la horizontal.
Mediante en montaje de los motores vibradores (12) en un asiento móvil (13) se puede ajustar el punto de aplicación de la línea de fuerza de dichos motores para el mejor efecto posible de propagación hacia el extremo de la bandeja vibrante.
En esta figura 2 se puede observar una cámara láser (14) 3D colocada sobre el extremo de la bandeja como el dispositivo de control de la monocapa y altura de los materiales. La adición de esta opción en la fase de manipulación previa de los materiales a clasificar ayuda al proceso de control de la instalación de control, lo que garantiza la calidad continua.
La cámara láser (14) enviará una señal a la unidad de proceso (9) de la instalación en la que se controla en línea la medida de la monocapa de material y si los cambios son detectados, o si la singularización de la corriente de material se encuentra fuera del campo de tolerancia prescrito automáticamente, ajustándose por medio de un convertidor de frecuencia variable, que controla frecuencia de la corriente eléctrica suministrada a los motores vibradores (12) del alimentador vibratorio. De esta manera la velocidad del alimentador vibratorio (11 ) se ajusta de modo que devuelve dentro de la norma. La velocidad de transporte del alimentador vibratorio varia entre 0,3 - 0,4 m / seg. La velocidad estándar de la estación de recogida automática varia entre 0,5 - 1 ,0 m / seg. lo que nos lleva al paso siguiente en la sección de manejo de materiales previamente. Importante para la aceleración del flujo de material desde el alimentador de la cinta transportadora es el uso de una rampa portaobjetos (15). Este sistema ajustable permite llevar el material a la velocidad adecuada, por lo que puede ser alcanzada la capacidad, según sea necesario y de esta manera la singularización del material será también optimizado. Una monocapa y la mejor singularización del material sobre la cinta transportadora de alimentación (11 ) nos da las condiciones óptimas de trabajo para la para la unidad de detección siguiente.
Por otro lado una buena aceleración del material hace una buena transición desde la velocidad más lenta del alimentador vibratorio (11) a la cinta transportadora de alimentación (1 ).
Unos los ajustadores (16) sobre la rampa portaobjetos (15) permiten ajustar la aceleración y optimizar la transición de los producto a la cinta transportadora de alimentación (1 ). El cambio suave de deslizamiento a la cinta asegura que la longitud de la cinta transportadora puede mantenerse a un mínimo. Este es otro aspecto importante de la instalación y, a continuación el material tiene que detenerse por completo sobre la cinta antes de que se analice por la unidad de detección (2) siguiente. La segunda fase de esta invención es la parte de la instalación donde se analiza la corriente de material en la unidad de detección (2). La parte de la unidad de detección puede ser de diferentes configuraciones, combinaciones y composiciones, tal como se muestra en la figuras 3 y 4. En el ejemplo mostrado en la figura 3, la unidad dé detección (2) comprende una unidad de sensor de inducción (17) electromagnética colocado debajo de la cinta transportadora de alimentación (1 ).
El material situado en la parte superior de la cinta transportadora de alimentación (1 ) pasa sobre esta unidad de sensor de inducción (17) electromagnética, que se compone de sensores de inducción múltiples de 25 mm. o 12,5 mm. de diámetro.
Dos filas de estos sensores se disponen alineadoé transversalmente respecto a la cinta transportadora y se construyen en un alojamiento especial en una distancia típica entre sí, para que no pueda interferir su campo electromagnético y al mismo tiempo den una cobertura completa de la anchura de la máquina, por lo que todas las piezas transportadas por la cinta pasan a través de uno de los campos electromagnéticos de las bobinas de los sensores situados debajo de la cinta.
Con esta unidad el sensor de la instalación de clasificación es capaz de detectar todos los metales. Dependiendo de la composición y tamaño de las fracciones de material o las tareas adicionales de clasificación se puede disponer sobre la instalación un sistema de cámaras láser (18) en 3D que dan información adicional acerca de los tamaños y alturas de la partes particulares a separar por los robots (6).
Tanto la información de los sensores de inducción (17), como la información opcional de la cámara láser (18) 3D va a la unidad de proceso (9) de ordenador central situada en el armario de control. Aquí la información recibida será analizada en tiempo real y se utiliza con la configuración del programa para tomar la decisión correcta de clasificación. Esto significa que el posicionamiento del brazo del robot (6) sobre la pieza de material sobre la cinta transportadora principal (4), así como la elección de la herramienta de recogida desde el brazo multitarea, que está montada sobre una parte de rotor en el extremo del brazo de robot.
El robot o robots (6) será capaz de utilizar las señales procedentes de los sensores de inducción (17) a través de la unidad de proceso (9) con una pinza (61 ) adecuada para seleccionar la parte de la corriente de material y dejarlo caer en el conducto de salida de la derecha.
En el ejemplo de realización de la figura 4 se muestra una versión capaz de combinar la información de unos sensores de inducción (17) y otro sensor óptico (19) como un sensor de infrarrojo cercano (NIR Near Infra Red), una cámara de color, o una cámara láser.
En esta realización se contempla una variación adicional consistente en la posibilidad de colocar en el portaobjetos (15) y sobre la cinta transportadora una unidad con un segundo sensor, de forma que la corriente de material sobre la cinta transportadora pueden ser escaneada y analizada a partir de ambos sitios al mismo tiempo. El sensores de inducción (17) situados debajo de la cinta determinan que todo el material metálico será reconocido. Si una pieza de material metálico pasa a través del campo electromagnético de uno de los sensores siempre será detectado y se enviará una señal eléctrica a la electrónica de la unidad de proceso (9). La longitud de la señal, así como la cantidad de sensores que están reaccionando al mismo tiempo y misma zona, da una indicación sobre el tamaño de las piezas que pasan por el sensor. Debido a que en esta realización los sensores de inducción (17) y una unidad de segundo sensor óptico (19) se colocan en la misma posición sobre la cinta transportadora, se puede utilizar para obtener más información acerca de las características así como el tamaño y la forma del material para obtener los mejores resultados posibles de clasificación y la elección correcta del sistema de pinza (61 ).
Esta unidad de sensor óptico (19) es un módulo adicional y puede ser utilizado para la diversa información importante de la corriente de material en particular para ser ordenados. Por ejemplo un flujo de residuos industriales con una corriente de alimentación mixta puede contener material diferente, tal como vidrio, plásticos, madera, metales, papel y carbono en todo tipo de formas diversas y formas. Por supuesto que hay muchas otras configuraciones posibles y pensables, pero en este ejemplo, se ha representado la combinación de una unidad de sensor de metal (sensor de inducción) con un sensor de infrarrojo cercano.
La información procedente del sensor óptico se puede utilizar para la analítica y la determinación de las características del material que pasa por la cinta
Con esta información es posible verificar si esta información coincide con el material con la configuración del software de clasificación, donde todos los parámetros se establecen para la tarea de clasificación en particular.
Otra información proveniente de ese mismo sensor óptico, como el color, brillo, forma y configuración de las partículas puede ser utilizado para seleccionar el mejor sistema de pinzas posible o incluso el sistema de aspiración si es un pedazo de papel de aluminio. En este ejemplo se habla de la utilización de un sensor de infrarrojo cercano. La tecnología del infrarrojo cercano (Near Infra Red -NIR) se utiliza en una amplia gama de procesos industriales. Hay diferentes maneras de utilizar la tecnología NIR para analizar los materiales en línea y en tiempo real. Aquí se describen dos opciones. El primer modelo se construye con los espectrómetros con rejillas de dispersión, la utilización de matrices de sensores infrarrojos para el registro simultáneo de los espectros completa. Estos son particularmente adecuados para el seguimiento analítico permanente de los procesos con polímero y también cada vez más con materia prima mineral. Las ventajas del método son la medición rápida, sin contacto de las propiedades del material en la reflexión, el análisis sin preparación de muestras y la capacidad de medición en movimiento rápido. Los espectros NIR se caracterizan por atributos espectrales de banda ancha y bajos coeficientes de absorciones molares.
Espectroscopia NIR absorción se aplica generalmente para identificar material, pero también cada vez más para los exámenes cuantitativos. La industria utiliza cada vez más los espectrómetros de infrarrojo cercano con rejillas de dispersión para control de procesos y control de calidad. Espectroscopia NIR es hoy también ampliamente utilizado en la clasificación de diferentes plásticos en el reciclaje así como en la industria alimentaria. Pero también puede ser detectada madera y diferente material de carbono.
La otra opción es utilizar una cámara de infrarrojo cercano. Utilizando espectrómetros de infrarrojo cercano, con rejillas holográficas cóncavas el espectro es registrado por una cámara de la línea, especialmente diseñado para la espectroscopia NIR. Los resultados de la medición son transferidos a un ordenador y analizados allí. Para las mediciones de proceso por lo general muchos puntos de medición o sondas son obligatorios. Por lo tanto un multiplexor óptico precede al espectrómetro. La tarea del multiplexor es que para cambiar la clave sondas, una tras otra al espectrómetro. Aplicando los cables de fibra NIR las sondas se pueden combinar para una línea de la sonda.
Tanto la información de los sensores de inducción (5) y el sistema NIR (4), vaya a la unidad de ordenador central en el armario de control (7). Aquí la información recibida será analizada en tiempo real y se utiliza con la configuración del programa para tomar la decisión correcta clasificación. Esto significa que el posicionamiento del brazo del robot sobre la pieza de material sobre la cinta, así como la elección de la herramienta de recogida desde el brazo de tareas múltiples, que está montado en una parte giratoria en el extremo del brazo de robot.
El robot (s) (6) será capaz de utilizar las señales procedentes de los sensores (3) a través de la unidad de control (7) con una pinza adecuada (6) para seleccionar la parte de la corriente de material y dejarla caer en el conducto de salida de la derecha.
La herramienta de pinza giratoria es una combinación de diferentes sistemas de sujeción y herramientas industriales de vacío, con sistemas y herramientas estándar de las industrias proveedoras, sino también propias creaciones diseñadas. Debido a la gran variedad de piezas de material una herramienta de agarre combinación tiene sentido.
Todas las pinzas redondas pueden hacer muchas formas diferentes de material, pero no siempre lo suficientemente rápido. Es por eso que decidimos utilizar un sistema de agarre multitarea con la rotación de soporte de la herramienta en el extremo del brazo del robot. Este sistema puede hacer muchas diferentes formas y pesos, pero no es lo suficientemente bueno y sobre todo no lo suficientemente rápido con piezas planas. La herramienta de vacío con un "Venturi" principal puede aspirar fácilmente estas piezas planas de la cinta y colocarlas en la salida elegida del material a recoger o canaleta.
El material sobre la cinta transportadora que no fue seleccionado y recogido caerá finalmente en una cinta de descarga que va a un tratamiento siguiente o a otro paso de clasificación o hacia un compartimento de recogida o recipiente en el extremo de la línea de clasificación. La corriente de material es la corriente de aceptar.
Finalmente cabe mencionar que porque la cinta transportadora de alimentación (1 ) puede estar constituida por un tramo inicial de la cinta transportadora principal (4), ya que ello no afecta a la esencialidad de la invención.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Estación automática de clasificación de materiales, del tipo de las que comprenden una cinta transportadora principal (4) de materiales, piezas u objetos a clasificar suministrados por una corriente de materiales de la que se separan aquellos materiales clasificados como de interés, caracterizada porque comprende unos robots (6) y unas zonas de recogida de materiales clasificados, dispuestos en una posición adyacente a dicha cinta transportadora principal (4); estando los robots asociados con una unidad de detección (2) dispuesta en un punto de la circulación de los materiales anterior a su paso por los robots (6), para la detección y extracción de los materiales detectados de la cinta transportadora principal (4) según indicaciones de la unidad de detección (2) a dichos robots.
2.- Estación según la reivindicación 1 , caracterizada porque la unidad de detección (2) comprende varios sensores distintos para la detección de más de un material a clasificar.
3. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque un robot (6) comprende dos o más zonas de recogida para la clasificación por el mismo robot de dos o más materiales distintos por separado.
4. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende varios robots (6) y varias zonas de recogida distintas a lo largo de la cinta transportadora principal (4), para realizar una clasificación de múltiples materiales que se extraen de la misma corriente de materiales transportados por dicha cinta transportadora principal (4).
5. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las zonas de recogida de los materiales clasificados comprende una cinta de depositado (5) de materiales para cada robot y una cinta transportadora de recolección (3) dispuesta a la salida de estas cintas de depositado (5) para la extracción de los materiales clasificados de la estación
6.- Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de detección (2) está dispuesta sobre una cinta transportadora de alimentación (1) de materiales dispuesta en la entrada de la cinta transportadora principal (4).
7.- Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de detección (2) comprende sensores en forma individual o en combinación múltiple dispuestos por debajo y/o sobre la banda transportadora de alimentación (1 ) para el análisis y la inspección del material a granel antes de su acceso a la zona de clasificación por parte uno o más robots (6).
8. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de detección (2) comprende al menos una unidad de sensor de reconocimiento basado en características físicas o químicas de los materiales a clasificar, conectada a una unidad de proceso (9) que ejecuta un programa de reconocimiento para analizar, detectar y seleccionar las corrientes de materiales a granel de cualquier tipo y que gestiona el funcionamiento de los robots (6) encargados de extraer de la cinta transportada principal los materiales clasificados para su separación,
9. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende sobre la cinta transportadora principal (4) un codificador que proporciona constantemente a la unidad de proceso (9) una medición de la velocidad lineal de la cinta para el cálculo, por parte del robot, de la velocidad necesaria del brazo de robot (6) durante la recogida de una parte determinada de material seleccionado.
10. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende un dispositivo de manipulación (10) de materiales, dispuesto a la entrada de la cinta transportadora de alimentación (1 ) y que dispone de un alimentador vibratorio (11 ) que extiende el material a separar en una monocapa sobre la mencionada cinta transportadora.
11. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el alimentador vibratorio (11 ) comprende una bandeja sobre la que encuentran montados unos motores vibradores (12) con una inclinación comprendida entre los 35 - 38 ° respecto a la horizontal.
12. - Estación, según la reivindicación 11 , caracterizada porque los motores vibradores (12) se encuentran montados sobre la bandeja mediante un asiento móvil (13) de posición ajustable.
13. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones 11 , 12, caracterizada porque comprende sobre el extremo de la bandeja del alimentador vibratorio (11) una cámara láser (14) 3D conformante de un dispositivo de control de la monocapa y altura de los materiales.
14. - Estación, según la reivindicación 13, caracterizada porque la cámara láser (14) 3D se encuentra conectada a la unidad de proceso (9) que controla en línea la medida de la monocapa de material, la velocidad del alimentador vibratorio mediante una variación de la frecuencia de la corriente eléctrica suministrada a los motores vibradores (12) del alimentador vibratorio (11 ).
15. - Estación, según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizada porque comprende a la salida del alimentador vibratorio (11 ) una rampa portaobjetos (5) de transición de los materiales desde el alimentador vibratorio (11 ) hasta la cinta transportadora de alimentación (1 ).
16.- Estación, según la reivindicación 16, caracterizada porque la rampa portaobjetos (15) comprende unos los ajustadores (16) de la aceleración de los productos a transferir a la cinta transportadora de alimentación (1 ).
17. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de detección (2) comprende una unidad de sensores de inducción (17) electromagnética colocado debajo de la cinta transportadora de alimentación (1).
18. - Estación, según de la reivindicación 17, caracterizada porque comprende dos filas de sensores de inducción (17) dispuestas transversalmente respecto a la cinta transportadora de alimentación (1 ) cubriendo el ancho total de la misma.
19. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de detección (2) comprende una cámara láser
(18) en 3D conectada a la unidad de proceso (9).
20. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de detección (2) comprende otro sensor óptico
(19) seleccionado del grupo: un sensor de infrarrojo cercano (NIR Near Infra Red), cámara de color, o cámara láser.
21. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende en la zona de separación de materiales de la cinta transportadora principal (4) al menos una manguera de aspiración (8) para la extracción de porciones constituidas por láminas largas de material separadas por los robots (6) de la corriente de material.
22. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los robots (6) disponen de un brazo de robot de rotación con múltiples herramientas de agarre para el agarre y clasificación de materiales de todo tipo de materiales y formas.
23. - Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los robots (6) disponen de herramientas de vacío para el agarre por succión y la separación de materiales diversos.
24.- Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cinta transportadora de alimentación (1 ) esta constituida por un tramo inicial de la cinta transportadora principal (4).
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