• Главная
  • Роботизированный комплекс по сортировке пластиковых отходов

Роботизированный комплекс по сортировке пластиковых отходов

Проблема утилизации пластиков

В сфере защиты экологии окружающей среды огромное значение приобретает проблема переработки мусора. Большое количество свалок с бесконтрольным сбросом, отсутствие культуры раздельного сбора мусора поставило многие территории на грань экологической катастрофы. Огромная распространенность пластика обусловлена дешевизной его производства и большим спектром применения его практически во всех отраслях промышленности. Наиболее остро стоит проблема утилизации пластиковых отходов, которых за несколько десятилетий накопилось миллионы тонн. Многие виды пластика разлагаются очень долго, по 100 и более лет, выделяя опасные вещества в воду и землю при своем разложении. Современные технологии позволяют достаточно хорошо перерабатывать пластиковые отходы различного химического состава, однако тот факт, что отходы в России практически не подвергались раздельному сбору, значительно осложняют вовлечение пластикового мусора в рецикл. Для качественной переработки пластика недостаточно просто его отделить от других компонентов. Каждый вид пластика имеет свою ценность как химическое вторсырье и в силу своего химического строения обладает определенными свойствами, влияющими на окружающую среду.

Разработка экспериментального комплекса

В сотрудничестве АО «ГК Экологические и Энергетические Технологии» (рук. работ Шепилов О.П. и Короткевич А.Б.) нами был разработан, спроектирован и изготовлен экспериментальный роботизированный комплекс по разделению пластиковых отходов по химическому составу.В качестве основы для сортировки были выбраны пищевые пластиковые ПЭТ бутылки, как пластик, имеющий большую долю в общем объеме пластиковых отходов.
Для формирования Технического Задания заказчиком были определены исходные данные:

  1. Производительность — 250 кг/час ПЭТ-бутылок (не более 5% в 5 тоннах бытовых отходов).
  2. Ширина ленты транспортера — до 1200 мм.
  3. Скорость движения ленты транспортера — не более 2,5 м/с.
  4. Потребляемая мощность линии сортировки до 2 кВт (без учета потребляемой мощности транспортера)

Описание работы и функциональная схема линии по сортировке пластиковых отходов.

В начале линии в отдельном функциональном блоке установлены камеры с источниками излучения, предназначенные для определения пластика в потоке твердых бытовых отходов.
По мере движения отходов по ленте камера технического зрения определяет химический состав и положение пластика на конвейере.
Система удаления пластиковых отходов с ленты транспортера выполнена на базе робота дельта-типа, который с помощью пневматического захвата перемещает и раскладывает отходы,
в зависимости от химического состава, в раздельные бункеры. Диапазон работы робота – до 1200 мм. При этом с помощью датчиков, система отделяет ПЭТ-бутылки, превышающие по весу 80 — 100 граммов (т.е. заполненные чем-либо).

Для начала, нами был разработан эскизный проект комплекса с подбором соответствующего оборудования:

Эскизная 3D модель комплекса
  1. Источник света
  2. Камера
  3. Опорная рама
  4. Бункеры для сортировки
  5. Шкаф автоматики для управления роботом
  6. Конвейер
  7. Привод конвейерной ленты

После разработки эскизного проекта были разработаны и изготовлены:

  1. Пневматическая система комплекса на базе компрессора, регуляционных клапанов, фильтров и эжектора
Компрессор для получения сжатого воздуха

2. Два вида конвейера: первый, на базе конструкционного алюминиевого профиля, остался в проектном варианте, второй был изготовлен из листового металла методом лазерной резки и последующей гибки.

Конвейер с опорной рамой (алюминиевый профиль)

3. Подобрана и изготовлена лента транспортера из специального материала, что обусловлено спецификой работы камеры.

4. Собрана рама из алюминиевого профиля в соответствии с рекомендацией завода-изготовителя робота. Вырезаны на лазерном станке и сварены опорные компоненты рамы, что было вызвано высокими инерционными нагрузками,
действующими на нее при работе робота-манипулятора.

Чертеж рамы робота манипулятора
Робот манипулятор на раме

5. Собран шкаф управления трехфазным двигателем конвейера, источниками света камеры и системой аварийного отключения.

Шкаф управления роботом
Шкаф управления конвейером и вспомогательным оборудованием

6. Выполнено соединение промышленного компьютера для анализа данных камеры и передачи их для формирования управляющего сигнала на робот-манипулятор.

Промышленный компьютер

7. Произведен комплекс работ по подбору наиболее оптимальной геометрии присасывающего устройства при различных режимах работы пневматической системы.

Вакуумные присоски

8. Создано ПО для создания управляющего воздействия на робот манипулятор.
Этот этап был один из самых сложных и занял довольно продолжительный промежуток времени, однако, наши программисты смогли решить поставленную задачу.

Виды сортируемых пластиковых отходов

Роботизированный комплекс позволяет сортировать следующие виды пластиков:

  1. ABS Акрилнитрилбудадиенстирол сополимер
  2. EPDM Этиленпропилендиеновый каучук
  3. PA Полиамид
  4. PC Поликарбонат
  5. PE Полиэтилен
  6. PET Полиэтилентерефталат
  7. PMMA Полиметилметакрилат
  8. POM Полиацеталь
  9. PP Полипропилен
  10. PS Полистирол
  11. PUR Полиуретан
  12. PVC Поливинилхлорид
  13. PVC low Поливинилхлорид низкомолекулярный
  14. Silicone Силикон
  15. WOOD Дерево,бумага,ветошь
  16. PA low Полиамид низкомолекулярный
  17. PC+ABS Смесь
  18. Pe low Полиэтилен низкомолекулярный
  19. PET low Полиэтилентерефталат низкомолекулярный
  20. PP low Полипропилен низкомолекулярный

Преимущества роботизированного комплекса

  1. 100% селективность пластиковых отходов при сортировке
  2. Высокая производительность комплекса ( 2 пластиковых изделия в секунду при максимальной скорости работы)
  3. Модульность конструкции позволяет разместить до 8 роботов манипуляторов на одном конвейере, при этом каждый робот может быть настроен как на один, так и несколько видов пластиков.
  4. Собственное программное обеспечение
  5. Снижение затрат при работе мусороперерабатывающих комплексов за счет автоматизации.
  6. Высокая надежность системы за счет применения высококачественного оборудования зарубежного производства.
  7. Низкие эксплуатационные затраты.
  8. Возможность быстрой интеграции в существующие линии сортировки отходов за счет легкости монтажа и быстрой настройки.
  9. Относительно низкое энергопотребление комплекса

В заключение небольшой видеообзор нашей экспериментальной установки и демонстрация ее работы:

Комплекс по сортировке пластиковых отходов

Добавить комментарий

© 2011–2019 kd3d.ru | Москва,Врачебный проезд,д.10,к.1