CN116252411A - 一种混合塑料精细化自动化分选系统方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合塑料精细化自动化分选系统方法，包括拆包装置、基坑板链机、滚筒筛、第一人工分拣平台、第二人工分拣平台、双向皮带装置、脱标装置、第一振动给料装置、第二振动给料装置、第一光电分选装置、第二光电分选装置以及AI机器人分选装置；本发明的有益效果是，可以将混合塑料去除非塑料杂质后，按相同材质相同颜色进行多品类精细化分类。在自动打包环节，通过优先级的指定来按优先级高低顺序进行依次放料，待打包机打包完成给出打包完成信号，系统再次判定料仓下料条件满足并进行优先级对比，确定后重复以上下料过程。此种设计提高了工艺线的运营效率，改善了工厂的经济效益，节省人力物力。

Description

一种混合塑料精细化自动化分选系统方法

技术领域

本发明涉及塑料精分技术领域，特别是一种混合塑料精细化自动化分选系统方法。

背景技术

废旧塑料的分选方法，包括浮沉分选、风力分选、静电分选、浮选法以及人工分拣等。但这些方法存在能耗高、效率低以及二次污染等缺点，难以适应现代回收行业的发展需求。

近红外光谱分选技术早在上世纪中后期就开始逐渐应用，随着国内环境保护法律法规的颁布实施的促进作用，近红外光谱分选逐渐成为塑料分选的主要技术之一，被广泛应用于混杂废塑料提纯领域。同时，随着计算机视觉领域的发展，计算机技术与数字图像处理技术迅猛发展，为计算机视觉在废旧塑料瓶分拣回收领域的应用奠定坚实的基础。该技术以图像处理、图像特征提取技术以及模式识别作为技术支持，通过对获得废旧塑料瓶的图像的处理，获得图像特征，通过图像信息和分类算法实现对图像进行分类识别。基于计算机视觉的废旧塑料瓶分拣回收具有快速、智能等特征。利于计算机视觉技术可以实现废旧塑料瓶的大规模回收，用机器替代人工能节约大量人力资源，顺应社会的发展。

但是，现阶段的智能分选设备仍存在诸多不足：识别精度低；难以一次对多种颜色的塑料瓶进行分选；对完全脱标的单个塑料瓶以外的其他种类塑料瓶难以识别，如大量塑料瓶进入传送带产生的重叠塑料瓶，经过脱标机但未完全脱标的塑料瓶等，分拣回收效率低。单一的智能分选设备还无法满足最终的产品需求。

申请号为CN202010242847.6的发明专利，采用多级静电分选的方式，自动化地分选出不同类型的塑料并收集。

申请号为CN202010060811.6的发明专利，采用破碎、沉淀和静电分选的方式，进行废塑料的分类。

以上塑料分选的方法，能够实现塑料的分类，但是仅能够分出不同材质的塑料，且对前端塑料的含水率等有一定的要求，现有方法不能做到同材质塑料的进一步精细化分选，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种混合塑料精细化自动化分选系统方法，解决了现有的背景技术问题。

实现上述目的本发明的技术方案为：一种混合塑料精细化自动化分选系统，包括拆包装置、基坑板链机、滚筒筛、第一人工分拣平台、第二人工分拣平台、双向皮带装置、脱标装置、第一振动给料装置、第二振动给料装置、第一光电分选装置、第二光电分选装置以及AI机器人分选装置；

所述拆包装置位于系统的头端，适用于将压缩打包的废塑料原料进行拆包；

所述基坑板链机与拆包装置同样位于系统头端，适用于输送非打包的散装废塑料原料；

所述滚筒筛连接于基坑板链机与拆包装置的下游，适用于对废塑料原料进行筛分去除其中的杂质；

所述第一人工分拣平台连接于滚筒筛下游，适用于混合塑料中的大件干扰物及需要特殊分选的某种塑料；

所述脱标机通过双向皮带装置连接于第一人工分拣机的下游，适用于去除废塑料瓶中的标签纸；

所述第一振动给料装置连接于脱标机下游，适用于均匀给料至第一光电分选装置；

所述第一光电分选装置连接于第一振动给料装置的下游，适用于将废塑料中的某一特定塑料分选出去；

所述第二振动给料装置与第一给料装置平行布置，适用于均匀给料至第二光电分选装置；

所述第二光电分选装置与第一光电分选装置平行布置且连接于第二振动给料装置下游，用于将废塑料中的某一特定塑料分选出去；

所述第二人工分拣平台连接于一对其中下游所述AI机器人分选装置的下游，适用于对剩余塑料进行复查、提纯；

一对所述AI机器人分选装置串列连接，一对所述AI机器人分选装置的两端分别连接于第二光电分选装置以及第二人工分拣平台之间，适用为对剩余物料提纯；

所述第一人工分拣平台、脱标机、第一光电分选装置、第二光电分选装置、一对AI机器人分选装置以及第二人工分拣平台的一侧分别设置有若干PET暂存料仓，用于暂存分拣出的各种PET塑料及记录单种PET塑料的重量数据；

若干所述PET暂存料仓的一侧连接有第一打包机，适用于对满足重量条件的PET塑料进行打包；

所述第一光电分选装置、第二光电分选装置、一对AI机器人分选装置以及第二人工分拣平台的一侧分别设置有若干HDPE暂存料仓，用于暂存分拣出的各种HDPE塑料及记录单种HDPE塑料的重量数据；

若干所述HDPE暂存料仓的一侧连接有第二打包机，适用于对满足重量条件的HDPE塑料进行打包。

上述拆包装置、基坑板链机、滚筒筛、第一人工分拣平台、第二人工分拣平台、双向皮带装置、脱标装置、第一振动给料装置、第二振动给料装置、第一光电分选装置、第二光电分选装置、AI机器人分选装置、若干PET暂存料仓、若干HDPE暂存料仓、第一打包机以及第二打包机上下游之间均设置有若干皮带输送机连接。

所述滚筒筛以及人工分拣平台之间设置有磁选机，磁选机适用于去除物料中的磁性物质。

所述第一振动给料装置以及第二振动给料装置由振动给料机以及振动给料通道组成。

所述第一光电分选装置以及第二光电分选装置均由光电分选机以及光电分选通道组成，所述光电分选通道与振动给料通道连接，所述光电分选通道安装于振动给料通道上。

若干所述PET暂存料仓以及若干所述HDPE暂存料仓均设置有称重功能。

一种混合塑料精细化自动化分选系统的使用方法，包括如下步骤：步骤S1、分类上料，步骤S2、筛除分离，步骤S3、脱标分离，步骤S4、光电分选，步骤S5、AI机器人分选，步骤S6、称重打包；

步骤S1：根据废塑料的打包情况进行上料，打包的物料放入到拆包装置中进行拆包，散装的塑料直接倒入基坑板链机，将拆包后的塑料以及散装塑料通过皮带输送机输送到下一环节；

步骤S2：废旧塑料通过滚筒筛进行石子的滤除，而后通过磁选机去除物料中的磁性物质，最后在第一人工分拣平台去除混合塑料中的大件干扰物及需要特殊分选的某种塑料；

步骤S3：经过步骤2筛分后的塑料加入双向皮带装置，用于PET塑料占比多的物料，则输送至脱标机脱标处理，HDPE塑料占比多的物料，则通过另一方向，跳过脱标装置，直接进入光电分选步骤；

步骤S4：经过步骤3后的塑料加入到振动给料装置与光电分选装置组成的工艺结构内，通过振动给料装置均匀给料至光电分选装置，两个光电分选装置装置共有2个通道，通道1的作用为将物料中的某种塑料分选出去，通道2的作用为将物料中的另一种塑料分选出去；

步骤S5：通过步骤4后的塑料由皮带输送机输送到AI机器人分选装置，对剩余物料提纯及进一步分选，最后在第二人工分拣平台的操作人员对剩余塑料进行复查、提纯；

步骤S6：整个工艺过程中的分选出来的塑料分别进入各自的暂存料仓，在满足打包条件后，按照设定的优先级顺序将物料输送至打包机进行打包。

所述步骤S2中第一人工分拣平台的工位配置优选设置为两个工位。

所述步骤S4中振动给料装置与光电分选装置的数量均为两个，且两个振动给料装置与两个光电分选装置交错串联。

所述步骤S6中暂存料仓分为两个大类，一类为PET废塑料暂存料仓，另一类为HDPE暂存料仓。

利用本发明的技术方案制作的混合塑料精细化自动化分选系统，可以解决现有技术存在的不能有效完成混合塑料精细化分选及同时分选的塑料品类少的问题，可以将混合塑料去除非塑料杂质后，按相同材质相同颜色进行多品类精细化分类。

在自动打包环节，通过优先级的指定来按优先级高低顺序进行依次放料，待打包机打包完成给出打包完成信号，系统再次判定料仓下料条件满足并进行优先级对比，确定后重复以上下料过程。此种设计提高了工艺线的运营效率，改善了工厂的经济效益，节省人力物力。

附图说明

图1为本发明所述一种混合塑料精细化自动化分选系统方法的系统工艺流程图。

图2为本发明所述一种混合塑料精细化自动化分选系统方法的平面布置图。

图中：1、拆包装置；2、基坑板链机；3、滚筒筛；4、第一人工分拣平台；5、第二人工分拣平台；6、双向皮带装置；7、脱标装置；8、第一振动给料装置；9、第二振动给料装置；10、第一光电分选装置；11、第二光电分选装置；12、AI机器人分选装置；13、磁选机；14、皮带输送机；15、PET暂存料仓；16、HDPE暂存料仓；17、第一打包机；18、第二打包机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-2所示。

本发明提供一种混合塑料自动化分选系统，其中包括拆包装置(1)、基坑板链机(2)、滚筒筛(3)、磁选装置、人工分拣平台、双向皮带装置(6)、脱标装置(7)、振动给料装置、光电分选装置、AI机器人分选装置(12)，称重料仓。

混合塑料自动化分选系统设置了两个上料口，分别为压缩打包混合塑料上料口和散装(非打包)混合塑料上料口。压缩打包混合塑料在拆包平台皮带输送机(14)上进行拆剪打包带后输送至双螺旋拆包机对物料进行打散均匀给料，散装(非打包)混合塑料通过基坑板链机(2)上料后与双螺旋拆包后的混合塑料一起协同处理，通过皮带输送机(14)1输送至滚筒筛(3)去除石子，灰尘，脱落的瓶盖和细碎金属。

经过滚筒筛(3)处理后的物料通过皮带输送机(14)2输送至磁选机(13)，去除其中的磁性物质(主要为铁)后输送至第一人工分拣平台(4)。

具体的，第一人工分拣平台(4)预设1-2个操作工位，此人工分拣位的操作人员的主要职责为挑选出混合塑料中的大件干扰物及PET油壶；

分拣出的PET油壶通过皮带输送机(14)输送至称重料仓1暂存，其余物料通过皮带输送机(14)4输送至双向皮带机。

具体的，PET瓶占比大多料的物料，则通过双向皮带机输送至脱标机，HPET瓶占比大多料的物料，则通过另一方向，跳过脱标装置(7)，直接通过皮带输送机(14)5进入光电分选步骤，达到简化流程，降低运行成本的目的。

经过脱标后的物料通过皮带输送机(14)5输送至第一振动给料机中的第一振动给料通道将物料均匀的输送至高速皮带机中的第一光电分选机通道进入第一光电分选机，通过第一光电分选机将其中的透明PET分选出，并通过对应的皮带输送机(14)6运输至对应的称重料仓2暂存。

其他物料通过皮带输送机(14)7与皮带输送机(14)8运送至第二振动通过给料通道均匀给料至第二光电分选机通道，经过第二光电分选机将物料中的透明HDPE塑料分选出，并通过皮带输送机(14)9与皮带输送机(14)10输送至称重料仓3暂存。

分选出透明PET与透明HDPE塑料后的剩余物料经过皮带输送机(14)11输送至第二振动给料机均匀给料至皮带输送机(14)12进入第一AI分选机器人。

具体的，第一AI分选机器人主要用于对剩余物料提纯(将剩余物料中残留的透明PET与透明HDPE抓取出去)及分选出物料中的PET蓝色和HDPE乳白类塑料。分选出的透明PET经过皮带输送机(14)13输送至称重料仓2暂存，透明HDPE经过皮带输送机(14)14输送至称重料仓3暂存，PET蓝色经过皮带输送机(14)15输送至称重料仓4暂存，HDPE乳白类塑料经过皮带输送机(14)16输送至称重料仓5暂存。

经过第一AI分选机器人分拣后的物料继续通过皮带输送机(14)输送至第二AI分选机器人，分拣出物料中的PET绿色、PET杂塑料、HDPE杂塑料及PP塑料类。PET绿色类塑料经过皮带输送机(14)17输送至称重料仓6暂存，HDPE杂塑料经过皮带输送机(14)18输送至称重料仓7暂存，PET杂塑料经过皮带输送机(14)19输送至称重料仓8暂存，PP塑料经过皮带输送机(14)20输送至称重料仓9暂存。

经过第二AI分选机器人分拣后的物料通过皮带输送机(14)21输送至第二人工分拣平台(5)。

具体的，人工分拣位(预设1-2个操作工位)，此人工分拣位的操作人员的主要职能为对剩余塑料进行复查、提纯。

分拣之后剩余的混合杂塑料经过皮带输送机(14)22与皮带输送机(14)23输送至称重料仓10暂存。

具体的，整个工艺过程中的分选出来的物料分别进入各自的称重料仓，当重量达到达到打包要求后，分时间段通过打包机进行打包；

具体的，人工分拣出来的PET油壶、脱标机产生的标签纸、透明PET、PET蓝色、PET绿色、PET杂塑料分别进入各自的称重料仓，对应的称重料仓1、称重料仓2、称重料仓4、称重料仓6、称重料仓8以及称重料仓10分别为PET暂存料仓(15)；当达到打包要求后，按照优先级顺序通过第一打包机(17)进行打包。透明HDPE塑料、HDPE乳白类、HDPE杂塑料及PP塑料类分别进入各自的称重料仓，对应的称重料仓3、称重料仓5、称重料仓7以及称重料仓9均为HDPE暂存料仓(16)，当达到打包要求后，按照优先级顺序通过第二打包机(18)进行打包。

具体的，当塑料瓶经过前端工艺处理后，按材质和颜色分别进入指定的成品料仓中，当有料仓达到预先设定的下料条件时会触发下料提醒，通过优先级的指定来按优先级高低顺序进行依次放料。若1号称重料仓和2号称重料仓同时满足了下料条件，此时优先级默认的是1号大于2号，此时1号料仓下皮带输送机(14)启动并带动1号仓的料滚落到下方主输送带上直至送到打包机进行打包，待打包机打包完成给出打包完成信号，系统再次判定料仓下料条件满足并进行优先级对比，确定后重复以上下料过程。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合塑料精细化自动化分选系统，其特征在于，包括拆包装置(1)、基坑板链机(2)、滚筒筛(3)、第一人工分拣平台(4)、第二人工分拣平台(5)、双向皮带装置(6)、脱标装置(7)、第一振动给料装置(8)、第二振动给料装置(9)、第一光电分选装置(10)、第二光电分选装置(11)以及AI机器人分选装置(12)；

所述拆包装置(1)位于系统的头端，适用于将压缩打包的废塑料原料进行拆包；

所述基坑板链机(2)与拆包装置(1)同样位于系统头端，适用于输送非打包的散装废塑料原料；

所述滚筒筛(3)连接于基坑板链机(2)与拆包装置(1)的下游，适用于对废塑料原料进行筛分去除其中的杂质；

所述第一人工分拣平台(4)连接于滚筒筛(3)下游，适用于混合塑料中的大件干扰物及需要特殊分选的某种塑料；

所述脱标机通过双向皮带装置(6)连接于第一人工分拣机的下游，适用于去除废塑料瓶中的标签纸；

所述第一振动给料装置(8)连接于脱标机下游，适用于均匀给料至第一光电分选装置(10)；

所述第一光电分选装置(10)连接于第一振动给料装置(8)的下游，适用于将废塑料中的某一特定塑料分选出去；

所述第二振动给料装置(9)与第一给料装置平行布置，适用于均匀给料至第二光电分选装置(11)；

所述第二光电分选装置(11)与第一光电分选装置(10)平行布置且连接于第二振动给料装置(9)下游，用于将废塑料中的某一特定塑料分选出去；

所述第二人工分拣平台(5)连接于一对其中下游所述AI机器人分选装置(12)的下游，适用于对剩余塑料进行复查、提纯；

一对所述AI机器人分选装置(12)串列连接，一对所述AI机器人分选装置(12)的两端分别连接于第二光电分选装置(11)以及第二人工分拣平台(5)之间，适用为对剩余物料提纯；

所述第一人工分拣平台(4)、脱标机、第一光电分选装置(10)、第二光电分选装置(11)、一对AI机器人分选装置(12)以及第二人工分拣平台(5)的一侧分别设置有若干PET暂存料仓(15)，用于暂存分拣出的各种PET塑料及记录单种PET塑料的重量数据；

若干所述PET暂存料仓(15)的一侧连接有第一打包机(17)，适用于对满足重量条件的PET塑料进行打包；

所述第一光电分选装置(10)、第二光电分选装置(11)、一对AI机器人分选装置(12)以及第二人工分拣平台(5)的一侧分别设置有若干HDPE暂存料仓(16)，用于暂存分拣出的各种HDPE塑料及记录单种HDPE塑料的重量数据；

若干所述HDPE暂存料仓(16)的一侧连接有第二打包机(18)，适用于对满足重量条件的HDPE塑料进行打包。

2.根据权利要求1所述的一种混合塑料精细化自动化分选系统，其特征在于，上述拆包装置(1)、基坑板链机(2)、滚筒筛(3)、第一人工分拣平台(4)、第二人工分拣平台(5)、双向皮带装置(6)、脱标装置(7)、第一振动给料装置(8)、第二振动给料装置(9)、第一光电分选装置(10)、第二光电分选装置(11)、AI机器人分选装置(12)、若干PET暂存料仓(15)、若干HDPE暂存料仓(16)、第一打包机(17)以及第二打包机(18)上下游之间均设置有若干皮带输送机(14)连接。

3.根据权利要求2所述的一种混合塑料精细化自动化分选系统，其特征在于，所述滚筒筛(3)以及人工分拣平台之间设置有磁选机(13)，磁选机(13)适用于去除物料中的磁性物质。

4.根据权利要求3所述的一种混合塑料精细化自动化分选系统，其特征在于，所述第一振动给料装置(8)以及第二振动给料装置(9)由振动给料机以及振动给料通道组成。

5.根据权利要求4所述的一种混合塑料精细化自动化分选系统，其特征在于，所述第一光电分选装置(10)以及第二光电分选装置(11)均由光电分选机以及光电分选通道组成，所述光电分选通道与振动给料通道连接，所述光电分选通道安装于振动给料通道上。

6.根据权利要求5所述的一种混合塑料精细化自动化分选系统，其特征在于，若干所述PET暂存料仓(15)以及若干所述HDPE暂存料仓(16)均设置有称重功能。

7.一种混合塑料精细化自动化分选系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、分类上料，步骤S2、筛除分离，步骤S3、脱标分离，步骤S4、光电分选，步骤S5、AI机器人分选，步骤S6、称重打包；

步骤S1：根据废塑料的打包情况进行上料，打包的物料放入到拆包装置中进行拆包，散装的塑料直接倒入基坑板链机，将拆包后的塑料以及散装塑料通过皮带输送机输送到下一环节；

步骤S2：废旧塑料通过滚筒筛进行石子的滤除，而后通过磁选机去除物料中的磁性物质，最后在第一人工分拣平台去除混合塑料中的大件干扰物及需要特殊分选的某种塑料；

步骤S3：经过步骤2筛分后的塑料加入双向皮带装置，用于PET塑料占比多的物料，则输送至脱标机脱标处理，HDPE塑料占比多的物料，则通过另一方向，跳过脱标装置，直接进入光电分选步骤；

步骤S4：经过步骤3后的塑料加入到振动给料装置与光电分选装置组成的工艺结构内，通过振动给料装置均匀给料至光电分选装置，两个光电分选装置装置共有2个通道，通道1的作用为将物料中的某种塑料分选出去，通道2的作用为将物料中的另一种塑料分选出去；

步骤S5：通过步骤4后的塑料由皮带输送机输送到AI机器人分选装置，对剩余物料提纯及进一步分选，最后在第二人工分拣平台的操作人员对剩余塑料进行复查、提纯；

步骤S6：整个工艺过程中的分选出来的塑料分别进入各自的暂存料仓，在满足打包条件后，按照设定的优先级顺序将物料输送至打包机进行打包。

8.根据权利要求7所述的一种混合塑料精细化自动化分选系统的使用方法，其特征在于，所述步骤S2中第一人工分拣平台的工位配置优选设置为两个工位。

9.根据权利要求8所述的一种混合塑料精细化自动化分选系统的使用方法，其特征在于，所述步骤S4中振动给料装置与光电分选装置的数量均为两个，且两个振动给料装置与两个光电分选装置交错串联。

10.根据权利要求9所述的一种混合塑料精细化自动化分选系统的使用方法，其特征在于，所述步骤S6中暂存料仓分为两个大类，一类为PET废塑料暂存料仓，另一类为HDPE暂存料仓。

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