本發(fā)明涉及資源再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廢舊纖維制品智能識別與分揀系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如今，以聚酯為代表的化纖產(chǎn)品在日常生活中所占的比重越來越大，但是隨著石油等自然資源的日益緊缺以及不斷增大的需求量，在未來幾十年，如果沒有新的油田被發(fā)現(xiàn)的話，全球?qū)⒚媾R石油資源枯竭的危機(jī)。于是，人們開始將目光轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)再生聚酯纖維上，即通過對原生聚酯產(chǎn)品的再加工得到新型的再生產(chǎn)品，即可以有效利用資源又能保護(hù)環(huán)境、減少污染。隨著再生聚酯工業(yè)的發(fā)展，由廢棄聚酯瓶和廢棄紡織品為原料生產(chǎn)的再生聚酯纖維及紡織服裝逐漸開始流行起來，再生聚酯纖維織物及服裝的使用已經(jīng)成為一種時尚，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)50年代就開始研究回收利用廢舊PET的方法，到目前為止，世界許多大公司和研究機(jī)構(gòu)均投入了巨大的人力物力從事這方面的研究，一些工藝已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化運行。最早使再生PET纖維工業(yè)化的企業(yè)是美國的WELLMAN公司，產(chǎn)品在非織造布、地毯、家紡、汽車等領(lǐng)域都有應(yīng)用，品種達(dá)80多個，公司所用原料都為100％的回收聚酯瓶。日本帝人(Teijin)公司的“纖維-纖維”閉環(huán)回收體系，改變了廢舊衣物堆置消亡的命運，使廢舊服裝被永續(xù)回收利用成為可能。目前該體系已較為成熟，其回收再生的纖維織造的面料質(zhì)量上乘，可用于男女成衣市場。
我國再生聚酯纖維行業(yè)發(fā)展起步較晚，但是也有三十多年的歷史，20世紀(jì)90年代主要采用中國臺灣和韓國生產(chǎn)的單螺桿紡絲設(shè)備，生產(chǎn)填充針刺非織造布和紗線等，1987年吉林省紡織技術(shù)公司從德國引進(jìn)了我國第一條再生纖維生產(chǎn)線。進(jìn)入21世紀(jì)，我國再生PET行業(yè)發(fā)展迅速，2010年我國再生聚酯纖維產(chǎn)能600度萬噸，實際產(chǎn)量近400萬噸，約占全球總產(chǎn)量的80％，中國已成為再 生聚酯纖維的第一生產(chǎn)大國。尤其是在江浙滬皖地區(qū)，采用回收聚酯瓶加工再生纖維的廠家很多，并逐漸形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，基本上可以達(dá)到廢料不廢的目標(biāo)。但是相對于國外發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，我國在廢棄紡織品特別是聚酯產(chǎn)品方面尚未形成規(guī)模，廢棄聚酯的回收利用率、技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次還有相當(dāng)差距，再生纖維的品質(zhì)亟待提高。
從市場上回收的廢舊纖維制品成分復(fù)雜，不同成分纖維的回收再利用途徑迥異，鑒別廢舊纖維制品的成分及其含量是再利用的前提。廢舊纖維制品混合物如果采用先破碎再分類的方法(重力分離、溶劑分離等)，勢必導(dǎo)致環(huán)境污染和成本大幅增加。開發(fā)根據(jù)廢舊纖維制品顏色、成分與含量等信息進(jìn)行分揀的智能識別系統(tǒng)，快捷、有效、成本低，預(yù)期能獲得良好效果，實現(xiàn)廢舊纖維制品識別、分離的突破。目前尚未見基于傅里葉變換衰減全反射紅外光譜等技術(shù)手段對廢舊纖維制品成分與含量進(jìn)行識別的系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種方法簡單，環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益好的廢舊纖維制品智能識別與分揀系統(tǒng)。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種廢舊纖維制品智能識別與分揀系統(tǒng)，主要包括視頻識別與分揀系統(tǒng)和成分含量識別與分揀系統(tǒng)，先利用視頻識別與分揀系統(tǒng)對廢舊纖維制品的顏色進(jìn)行分揀，根據(jù)顏色將其分成8類，再利用成分含量識別與分揀系統(tǒng)對每類顏色的廢舊纖維制品的成分與含量進(jìn)行識別分揀，將其分成PET含量大于60％、PET含量介于30％-60％、PET含量小于30％等三個區(qū)間，以利于后續(xù)的回收再利用；
上述視頻識別與分揀系統(tǒng)包括色選系統(tǒng)、第一輸送裝置和第一轉(zhuǎn)運機(jī)械手，其中第一輸送裝置用于輸送經(jīng)消毒，分離紐扣、拉鏈等前處理的廢舊纖維制品，色選系統(tǒng)用于識別第一輸送裝置上廢舊纖維制品的顏色，根據(jù)不同顏色給出信號，第一轉(zhuǎn)運機(jī)械手將識別出的同一類顏色的廢舊纖維制品進(jìn)行分揀，統(tǒng)一放置；其中色選系統(tǒng)能夠識別出8種顏色，分揀成8個類別；
所色選系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有檢測探頭、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)分析模塊，檢測探 頭對第一輸送裝置上的廢舊纖維制品進(jìn)行探測，數(shù)據(jù)采集模塊采集檢測探頭的探測數(shù)據(jù)，然后送入數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出所探測到的廢舊纖維制品屬于哪種顏色，再輸出相應(yīng)的信號，驅(qū)動第一轉(zhuǎn)運機(jī)械手進(jìn)行分揀動作。
上述成分含量識別與分揀系統(tǒng)包括成分與含量識別系統(tǒng)、第二輸送裝置和第二轉(zhuǎn)運機(jī)械手，第一機(jī)械手將分揀的同一顏色的廢舊纖維制品放入到第二輸送裝置上，經(jīng)成分與含量識別系統(tǒng)識別，將廢舊纖維制品分成3個區(qū)間，分別為PET含量大于60％、PET含量介于30％-60％和PET含量小于30％，然后給出信號，第二轉(zhuǎn)運機(jī)械手進(jìn)行分揀即可。
所述成分與含量識別系統(tǒng)包括紅外光譜儀主機(jī)及含量探頭，其中含量探頭用于探測廢舊纖維制品的含量數(shù)據(jù)信息，并將探測到的含量數(shù)據(jù)信息送入紅外光譜儀主機(jī)，紅外光譜儀主機(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比，從而確定含量探頭所探測到的廢舊纖維制品的成分與含量，發(fā)出信號給第二轉(zhuǎn)運機(jī)械手，驅(qū)動其進(jìn)行分揀動作。
所述紅外光譜儀主機(jī)內(nèi)集成有廢舊纖維制品樣品的FTIR-ATR光譜信號數(shù)據(jù)，應(yīng)用TQ Analyst光譜分析軟件，對FTIR-ATR光譜信號進(jìn)行二階微分、校準(zhǔn)基線及利用Karl Norris導(dǎo)數(shù)濾波器進(jìn)行濾波降噪預(yù)處理，采用偏最小二乘(PLS)法和“剔一”(Leave-one-out)的交互校驗方法，將廢舊纖維制品樣品的光譜數(shù)據(jù)與樣品相應(yīng)的滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、毛、棉等按上述系列標(biāo)準(zhǔn)檢測所得成分與含量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合建模，逐步剔除奇異點(Outlier)優(yōu)化，建立校準(zhǔn)模型。用建立的模型，分析批量的廢舊纖維制品樣品，將檢測結(jié)果與化學(xué)法的測定結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了模型的預(yù)測準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的有益效果是：本申請在目前工業(yè)化分揀設(shè)備的基礎(chǔ)上引入廢舊纖維制品顏色識別、成分與含量識別組件，能建立廢舊纖維制品智能識別與分揀系統(tǒng)，可以對不同顏色、不同含量的廢舊纖維制品進(jìn)行有效分揀，分揀準(zhǔn)確率達(dá)到98％以上，實際含量的誤差小于2％，以利于后續(xù)的回收再利用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明原理框圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實施例1
如圖1所示，一種廢舊纖維制品智能識別與分揀系統(tǒng)，主要包括視頻識別與分揀系統(tǒng)和成分含量識別與分揀系統(tǒng)，
上述視頻識別與分揀系統(tǒng)包括色選系統(tǒng)、第一輸送裝置和第一轉(zhuǎn)運機(jī)械手，其中第一輸送裝置用于輸送經(jīng)消毒，分離紐扣、拉鏈等前處理的廢舊纖維制品，色選系統(tǒng)用于識別第一輸送裝置上廢舊纖維制品的顏色，根據(jù)不同顏色給出信號，第一轉(zhuǎn)運機(jī)械手將識別出的同一類顏色的廢舊纖維制品進(jìn)行分揀，統(tǒng)一放置；其中色選系統(tǒng)能夠識別出8種顏色，分揀成8個類別；
所色選系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有檢測探頭、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)分析模塊，檢測探頭對第一輸送裝置上的廢舊纖維制品進(jìn)行探測，數(shù)據(jù)采集模塊采集檢測探頭的探測數(shù)據(jù)，然后送入數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出所探測到的廢舊纖維制品屬于哪種顏色，再輸出相應(yīng)的信號，驅(qū)動第一轉(zhuǎn)運機(jī)械手進(jìn)行分揀動作。
上述成分含量識別與分揀系統(tǒng)包括成分與含量識別系統(tǒng)、第二輸送裝置和第二轉(zhuǎn)運機(jī)械手，第一機(jī)械手將分揀的同一顏色的廢舊纖維制品放入到第二輸送裝置上，經(jīng)成分與含量識別系統(tǒng)識別，將廢舊纖維制品分成3個區(qū)間，分別為PET含量大于60％、PET含量介于30％-60％和PET含量小于30％，然后給出信號，第二轉(zhuǎn)運機(jī)械手進(jìn)行分揀即可。
所述成分與含量識別系統(tǒng)包括紅外光譜儀主機(jī)及含量探頭，其中含量探頭用于探測廢舊纖維制品的含量數(shù)據(jù)信息，并將探測到的含量數(shù)據(jù)信息送入紅外光譜儀主機(jī)，紅外光譜儀主機(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比，從而確定含量探頭所探測到的廢舊纖維制品的成分與含量，發(fā)出信號給第二轉(zhuǎn)運機(jī)械手，驅(qū)動其進(jìn)行分揀動作。
所述紅外光譜儀主機(jī)內(nèi)集成有廢舊纖維制品樣品的FTIR-ATR光譜信號數(shù)據(jù)，應(yīng)用TQ Analyst光譜分析軟件，對FTIR-ATR光譜信號進(jìn)行二階微分、校 準(zhǔn)基線及利用Karl Norris導(dǎo)數(shù)濾波器進(jìn)行濾波降噪預(yù)處理，采用偏最小二乘(PLS)法和“剔一”(Leave-one-out)的交互校驗方法，將廢舊纖維制品樣品的光譜數(shù)據(jù)與樣品相應(yīng)的滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、棉等按上述系列標(biāo)準(zhǔn)檢測所得成分與含量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合建模，逐步剔除奇異點(Outlier)優(yōu)化，建立校準(zhǔn)模型。用建立的模型，分析批量的廢舊纖維制品樣品，將檢測結(jié)果與化學(xué)法的測定結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了模型的預(yù)測準(zhǔn)確性。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。