Muovinlajittelujärjestelmän suunnittelu

Abstract

Tässä opinnäytetyössä suunniteltiin ja toteutettiin koelaitteisto muovinlajittelujärjestelmästä oululaiselle Head Recycle Systems Oy:lle. Head Recycle Systems kehittää ja valmistaa muovinkierrätyslaitteita ja ratkaisuja muovijätteen käsittelyyn. Työn tavoitteena oli valita tehokas lajittelumenetelmä ja todistaa sen toimivuus. Työhön kuului mekaniikkasuunnittelun lisäksi laitteen ohjausjärjestelmän suunnittelu Beckhoffin TwinCAT-ohjausympäristöön. Työssä tutkittiin erilaisia vaihtoehtoja lajittelumenetelmäksi, muovinkierrätystä yleisesti sekä eri konenäkökameroiden soveltuvuutta muovien tunnistukseen ja paikoitukseen.

Lajittelulaite koostuu kuljettimesta, tunnistus- ja paikoitusmenetelmästä sekä lajittelumenetelmästä. Kuljettimella olevat muovit tunnistetaan NIR-kameralla ja lajitellaan puhaltamalla ne pois kuljettimelta. Työhön ei kuulunut muovien syöttöjärjestelmän tai jatkolinjaston suunnittelu. Koelaitteiston suunnittelussa ja valmistuksessa hyödynnettiin saatavilla olevia osia ja materiaaleja, kuten moottoreita ja kuljetinverkkoa, koska tavoitteena ei ollut tehdä sellaisenaan myyntikelpoista laitetta. Mekaniikkasuunnittelu tehtiin SolidWorksilla, lujuuslaskentaan käytettiin Mathcadia ja pneumatiikkakaaviot tehtiin Automation Studiolla.

Lopputuloksena oli koelaitteisto, jolla todistettiin käytetyn lajittelumenetelmän toimivuus ja jatkokehityspotentiaali. Muovit onnistuttiin lajittelemaan, mutta täysin luotettavaksi muovien tunnistusta ei saatu. Täydellisen tunnistusalgoritmin kehittäminen vaatii monimutkaisia matemaattisia menetelmiä, joiden soveltaminen ei kuulunut tämän työn aihepiiriin. Jatkokehityksenä laitteen valaistusta olisi parannettava ja tunnistusalgoritmia kehitettävä, jotta tunnistuksesta saataisiin mahdollisimman luotettava. Toimeksiantaja on alkanut hyödyntää työn tuloksia.