Druckluftfreie sensorgestützte Sortierung

Automatische, sensorgestützte Schüttgutsortierer werden in vielen Verarbeitungsprozessen standardmäßig eingesetzt, beispielsweise in der Lebensmittel-, Rohstoff-, Baustoff- und Pharmabranche. Vor allem in der schnell wachsenden Recyclingindustrie sind energie- und kosteneffiziente Systeme mit hohem Massenstrom von steigender Bedeutung.

Stand der Technik

In Sortieranlagen wird für gewöhnlich das zu sortierende Schüttgut über ein Förderband oder eine Rutsche an optischen Sensoren, meist Zeilenkameras oder Hyperspektralkameras, vorbeigeführt und klassifiziert. Auszusortierende Objekte werden unmittelbar durch Druckluftstöße abgelenkt, die von mehreren nebeneinander liegenden Düsen abgegeben werden. Solche pneumatischen Ausschleusesysteme weisen prinzipbedingt hohe Druckluftverbräuche auf, die immense Betriebskosten verursachen.

Technologie

Forschende am Lehrstuhl für Intelligente Sensor-Aktor-Systeme (ISAS) am KIT haben einen optischen Sortierer mit neuartigem Ausschleusesystem entwickelt, welches die Effizienz von Sortieranlagen für Schüttgut deutlich erhöht. Eine Flächenkamera erfasst zunächst die vereinzelten Partikel des Schüttguts. Die Kamera ist dabei so angeordnet, dass sie sowohl den Massenstrom als auch die integrierten Aktoren, bspw. einfache mechanische Klappen oder Stößel, beobachtet und klassifiziert. Die Aktoren sind nicht wie bisher in einer Reihe, sondern als Array in zweidimensionaler, leicht versetzter Anordnung platziert und einzeln ansteuerbar. Hierdurch ergeben sich mehrere Gelegenheiten zum Ausschleusen im Sichtbereich der Kamera und damit ein maximierter Sortiererfolg. Das Tracking der Partikel während des gesamten Sortiervorgangs erlaubt eine hohe Verlässlichkeit der Ansteuerung. Ein intelligenter Algorithmus entscheidet, welche Aktoren für ein möglichst optimales Sortierergebnis aktiviert werden.

Vorteile

Das entwickelte Sortiersystem überzeugt mit einer Kombination aus hohem Durchsatz, hoher Sortierqualität und der Freiheit in der Umsetzung der Ausschleusemechanik ohne Druckluft. Gegenüber konventionellen Sortierern erlaubt der zweidimensionale Aufbau eine trennscharfe Ansteuerung der einzelnen Aktoren. Im Vergleich zu in Reihe angeordneten mechanischen Aktoren lässt sich der Durchsatz durch die Redundanz im System deutlich erhöhen. Weiterhin lässt sich das neue System durch Größe und Anzahl sowie Anordnung der Aktoren leicht skalieren.

Optionen für Unternehmen

Das KIT sucht Interessenten im Bereich optischer Sortiersysteme und mechanischer Verfahrenstechnik zur industrienahen Ausgestaltung eines Sortiersystems.