JP7634969B2 - Method for classifying and disposing of electronic component scraps - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品屑の分類方法及び電子部品屑の処理方法に関し、例えば、使用済み電子・電気機器のリサイクル処理工程に利用可能な電子部品屑の分類方法及び電子部品屑の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for classifying scrap electronic components and a method for processing scrap electronic components, for example, a method for classifying scrap electronic components and a method for processing scrap electronic components that can be used in the recycling process of used electronic and electrical equipment.
近年、資源保護の観点から、廃家電製品・PC、携帯電話等の電子部品屑から、有価金属を回収することがますます盛んになってきており、その効率的な回収方法が検討され、提案されている。 In recent years, from the perspective of resource conservation, it has become increasingly common to recover valuable metals from discarded home appliances and scrap electronic parts such as PCs and mobile phones, and efficient methods for recovering these metals have been studied and proposed.
例えば、特開平9-78151号公報(特許文献1)では、電子部品屑等の有価金属を含有するスクラップ類を銅鉱石溶錬用自溶炉へ装入し、有価金属を炉内に滞留するマットへ回収させる工程を含む有価金属のリサイクル方法が記載されている。 For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 9-78151 (Patent Document 1) describes a method for recycling valuable metals that includes a process of charging scrap containing valuable metals, such as scrap electronic parts, into a flash smelting furnace for smelting copper ore and recovering the valuable metals in the matte that remains in the furnace.
特開2018-123380号公報(特許文献2)では、アルミニウムを含むリサイクル原料から有価金属を回収する方法として、リサイクル原料を銅製錬工程の溶融炉へ装入し、アルミニウムを酸化させて溶融スラグ層の成分にすることで系外に除去し、有価金属をメタル層やマット層に溶け込ませ、溶け込んだ有価金属を回収するリサイクル原料の処理方法が記載されている。 JP 2018-123380 A (Patent Document 2) describes a method for recovering valuable metals from recycled raw materials containing aluminum, in which the recycled raw materials are charged into a melting furnace in a copper smelting process, the aluminum is oxidized to become a component of the molten slag layer and removed from the system, the valuable metals are dissolved in the metal layer and matte layer, and the dissolved valuable metals are recovered.
電子部品屑の処理は、破砕によって、回収に適した複数の部品種、例えば、基板、プラスチック、金属片、銅線屑、コンデンサ、ICチップ、その他の部品種にうまく分離されていることが理想的である。現在多くの選別処理においては、破砕物が有価物の回収に適した状態となっていることを前提として分類し、処理されている。例えば、電子部品屑の処理では、有価金属を比較的多く含む基板を適切に回収することが目的の一つとなることがある。 Ideally, electronic component scraps are crushed and effectively separated into multiple component types suitable for recovery, such as circuit boards, plastics, metal pieces, copper wire scraps, capacitors, IC chips, and other component types. Currently, in many sorting processes, crushed materials are classified and processed on the assumption that they are in a state suitable for recovering valuables. For example, when processing electronic component scraps, one of the objectives may be to properly recover circuit boards that contain a relatively large amount of valuable metals.
しかしながら、現状では、コンデンサ、ICチップ等の部品に付着した基板を含む部品屑、プラスチックに付着した基板を含む部品屑などの、分類すべき部品屑が複数種含まれた混合屑が存在する。このような混合屑の場合は、これまでの選別方法では選別が難しい。例えば、メタルソータを用いた選別においてプラスチックを比較的多く含む基板は、メタルソータの検知感度等によって、その基板に回収対象となる貴金属が多く含まれていたとしても、相対的にはプラスチックとして選別されることがある。また、基板が付着したコンデンサも、選別機の検出感度によっては、コンデンサとして判定されることにより、基板として回収されず、基板の回収効率が落ちることとなる。このように、電子部品屑に含まれる有価金属の含有比率は原料によっても異なるため、混合屑に対しては、従来の選別機の検知感度に依存した選別方法では、効率的な選別が行えていないのが現状である。 However, currently, there exists mixed waste that contains multiple types of scrap parts to be sorted, such as scrap parts containing substrates attached to components such as capacitors and IC chips, and scrap parts containing substrates attached to plastic. In the case of such mixed waste, it is difficult to separate using the conventional sorting methods. For example, in sorting using a metal sorter, a substrate containing a relatively large amount of plastic may be relatively sorted as plastic, depending on the detection sensitivity of the metal sorter, even if the substrate contains a large amount of precious metals to be recovered. In addition, a capacitor with a substrate attached to it may be determined to be a capacitor depending on the detection sensitivity of the sorter, and therefore not be recovered as a substrate, resulting in a decrease in the efficiency of substrate recovery. As such, the content ratio of valuable metals contained in electronic component waste varies depending on the raw material, and therefore, currently, efficient sorting of mixed waste cannot be performed using conventional sorting methods that rely on the detection sensitivity of the sorter.
上記課題を鑑み、本開示は、電子部品屑の中から、複数の部品種を含む混合屑を適切に判定することが可能な電子部品屑の分類方法及び電子部品屑の処理方法を提供する。 In view of the above problems, the present disclosure provides a method for classifying electronic component scraps and a method for processing electronic component scraps that can appropriately identify mixed scraps containing multiple component types from among the electronic component scraps.
上記課題を解決するために、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、電子部品屑は、プラスチック、金属等の2種類以上の部品が混在する上、金属の中でも有価金属として回収する金属と回収しない金属があるなどの複雑な事情を含むことから、回収すべき電子部品屑に対して2種類以上の部品屑の特徴を検出することが必要であると考えた。そして、本発明者らは、識別手段により複数の電子部品屑の中から各電子部品屑の位置及び形状を識別した後、位置及び形状が識別された各電子部品屑に対して、各電子部品屑が備える2以上の特徴を解析し、同一形状及び同一位置の電子部品屑に対して関連付けられた2以上の特徴を利用して部品屑の分類を行うことが有効であるとの知見を得た。 In order to solve the above problem, the inventors conducted extensive research and came to the conclusion that it is necessary to detect the characteristics of two or more types of scrap electronic components to be collected, since scrap electronic components are a mixture of two or more types of components, such as plastics and metals, and there are complex circumstances in which some metals are recovered as valuable metals and others are not. The inventors then came to the conclusion that it is effective to use an identification means to identify the position and shape of each scrap electronic component from among multiple scrap electronic components, analyze two or more characteristics of each scrap electronic component whose position and shape have been identified, and classify the scrap electronic components using two or more characteristics associated with scrap electronic components of the same shape and in the same position.
上記の知見に基づいて完成した本発明の実施の形態は一側面において、異なる形状を有する複数の電子部品屑の中から各電子部品屑の位置及び形状を識別し、各電子部品屑の位置情報と形状情報とを含む位置形状識別情報を得る位置形状識別工程と、各電子部品屑の特徴を少なくとも2以上解析し、特徴解析情報を得る特徴解析工程と、位置形状識別情報及び特徴解析情報に基づいて、同一形状で同一位置にある一の電子部品屑に対して関連付けられた2以上の特徴を用いて、各電子部品屑を予め定められた部品種毎に分類する分類工程とを含む電子部品屑の分類方法である。 In one aspect, an embodiment of the present invention, which was completed based on the above findings, is a method for classifying electronic component scraps, which includes a position and shape identification process for identifying the position and shape of each electronic component scrap from among a plurality of electronic component scraps having different shapes, and obtaining position and shape identification information including position information and shape information of each electronic component scrap, a feature analysis process for analyzing at least two or more features of each electronic component scrap and obtaining feature analysis information, and a classification process for classifying each electronic component scrap into a predetermined component type based on the position and shape identification information and the feature analysis information, using two or more features associated with an electronic component scrap of the same shape and in the same position.
本発明の実施の形態は別の一側面において、異なる形状を有する複数の電子部品屑の中から各電子部品屑の位置及び形状を識別し、各電子部品屑の位置情報と形状情報とを含む位置形状識別情報を得る位置形状識別工程と、各電子部品屑の特徴を少なくとも2以上解析し、位置形状識別情報に関連付けた特徴解析情報を得る特徴解析工程と、位置形状識別情報及び特徴解析情報に基づいて、同一形状で同一位置にある一の電子部品屑に対して関連付けられた2以上の特徴を用いて、各電子部品屑を予め定められた部品種毎に分類する分類工程と、分類工程の分類結果及び位置形状識別情報に基づいて、複数の電子部品屑の中から抽出すべき電子部品屑を抽出する抽出工程とを含む電子部品屑の処理方法である。 In another aspect, an embodiment of the present invention is a method for processing electronic component scraps, which includes a position and shape identification process for identifying the position and shape of each electronic component scrap from among multiple electronic component scraps having different shapes and obtaining position and shape identification information including position information and shape information of each electronic component scrap; a feature analysis process for analyzing at least two or more features of each electronic component scrap and obtaining feature analysis information associated with the position and shape identification information; a classification process for classifying each electronic component scrap into predetermined component types using two or more features associated with an electronic component scrap of the same shape and located in the same position based on the position and shape identification information and the feature analysis information; and an extraction process for extracting electronic component scraps to be extracted from the multiple electronic component scraps based on the classification result of the classification process and the position and shape identification information.
本開示によれば、電子部品屑の中から、複数の部品種を含む混合屑を適切に判定することが可能な電子部品屑の分類方法及び電子部品屑の処理方法が提供できる。 The present disclosure provides a method for classifying scrap electronic components and a method for processing scrap electronic components that can appropriately identify mixed scrap containing multiple component types from among scrap electronic components.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、以下に示す実施の形態はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。 The following describes the embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that the embodiments shown below are merely examples of devices and methods for embodying the technical ideas of the present invention, and the technical ideas of the present invention do not limit the structure, arrangement, etc. of the components to those described below.
(選別システム)
本発明の実施の形態に係る選別システム100は、図1に示すように、電子部品屑5を搬送する搬送面30を備える搬送部3と、搬送面30上に搬送された電子部品屑5を画像認識する画像認識部2と、電子部品屑5を対象物としてピッキングロボット10を用いて搬送元から搬送先へと搬送する選別部1とを備える。
(Sorting system)
As shown in FIG. 1 , the sorting system 100 according to an embodiment of the present invention comprises a conveying unit 3 having a conveying surface 30 for conveying electronic component scraps 5, an image recognition unit 2 for performing image recognition on the electronic component scraps 5 conveyed onto the conveying surface 30, and a sorting unit 1 for conveying the electronic component scraps 5 as objects from a source to a destination using a picking robot 10.
電子部品屑5は、廃家電製品・PCや携帯電話等の電子・電気機器を破砕した屑を意味し、回収された後、適当な大きさに破砕されたものを指す。電子部品屑5を得るための破砕は、処理者自身が行ってもよいが、市中で破砕されたものを購入等したものでもよい。 Electronic component scrap 5 refers to scraps of crushed electronic and electrical equipment such as discarded home appliances, PCs, and mobile phones, which have been collected and then crushed to an appropriate size. The crushing to obtain electronic component scrap 5 may be performed by the processor himself, but crushed items may also be purchased from the market.
破砕方法としては、特定の装置には限定されず、せん断方式でも衝撃方式でもよいが、できる限り、部品の形状を損なわない破砕が望ましい。従って、細かく粉砕することを目的とする粉砕機のカテゴリーに属する装置は含まれない。以下に限定されるものではないが、本実施形態における電子部品屑5は、典型的には、粒度10mm以上100mm以下、より典型的には15mm以上50mm以下に破砕された屑を原料として利用することが好ましい。 The crushing method is not limited to a specific device, and may be a shearing method or an impact method, but it is preferable to crush the components without damaging their shape as much as possible. Therefore, this does not include devices that belong to the category of crushers intended for fine crushing. Although not limited to the following, it is preferable to use, as the raw material, electronic component scraps 5 in this embodiment, typically scraps crushed to a particle size of 10 mm or more and 100 mm or less, more typically 15 mm or more and 50 mm or less.
電子部品屑5としては、磁力選別機、色彩選別機、金属選別機、赤外線センサを含む光学式選別機、プラスチック選別機のいずれかを用いて選別処理を行った後の電子部品屑5を好適に採用することができる。 As the electronic component scraps 5, electronic component scraps 5 that have been sorted using a magnetic sorter, a color sorter, a metal sorter, an optical sorter including an infrared sensor, or a plastic sorter can be suitably used.
特に、電子部品屑5には、後述する製錬工程での回収に適した製錬原料となる部品屑(例えば、基板、プラスチック、金属片、銅線屑、コンデンサ、ICチップ等)又は系外原料となる部品屑(ヒートシンク、筐体、鉄(Fe)屑、アルミ(Al)屑、ステンレス(SUS)屑、合成樹脂類等)が、単体状態(即ち、一の部品屑に対する主要部品の含有比率が重量比で90%以上をいう)で存在する単体屑と、これら複数の部品屑が混在する混合屑が含まれる。 In particular, electronic component scrap 5 includes component scraps (e.g., circuit boards, plastics, metal pieces, copper wire scraps, capacitors, IC chips, etc.) that are suitable for recovery in the smelting process described below, or component scraps (heat sinks, cases, iron (Fe) scraps, aluminum (Al) scraps, stainless steel (SUS) scraps, synthetic resins, etc.) that are external raw materials, which exist in a single piece (i.e., the ratio of main components to a single component scrap is 90% or more by weight), and mixed scraps in which multiple such component scraps are mixed together.
単体屑としては、以下に限定されるものではないが例えば、図12(a)に示すような、銀白色を呈するヒートシンク又は筐体を含むAl屑、図12(b)に示すような、黒色を呈するヒートシンク又は筐体を含むAl屑、図12(c)に示すような、円筒形状を有し、黒色又は青色を呈するコンデンサ、図13(a)で示すような黒色又は灰色を呈する鉄芯を含むFe屑、図13(b)に示すような銀色を呈するネジ、ばね類が含まれる。 Examples of single piece scrap include, but are not limited to, aluminum scraps including silver-white heat sinks or housings as shown in FIG. 12(a), aluminum scraps including black heat sinks or housings as shown in FIG. 12(b), cylindrical capacitors that are black or blue as shown in FIG. 12(c), iron scraps including black or gray iron cores as shown in FIG. 13(a), and silver screws and springs as shown in FIG. 13(b).
混合屑としては、図14(a)に示すような、IC付きヒートシンク、図14(b)に示すような、基板付きコンデンサ、図14(c)に示すような、銅線付きアルミ屑、図15(a)に示すような、銅コイル付き鉄芯、図15(b)に示すような基板付き鉄屑又は鉄芯、図5(c)に示すようなリード線付き基板等が含まれる。図12(a)~図13(b)に示すような単体屑は、選別機の選別精度の調整を適切に行うことによりある程度選別を適切に行うことができるが、図14(a)~図15(c)に示すような混合屑は、製錬原料と系外原料とが混在しているため適切な選別が困難な場合がある。 Mixed scrap includes heat sinks with ICs as shown in Figure 14(a), capacitors with substrates as shown in Figure 14(b), aluminum scraps with copper wires as shown in Figure 14(c), iron cores with copper coils as shown in Figure 15(a), iron scraps or iron cores with substrates as shown in Figure 15(b), substrates with lead wires as shown in Figure 5(c), etc. Individual scraps as shown in Figures 12(a) to 13(b) can be properly sorted to a certain extent by appropriately adjusting the sorting accuracy of the sorting machine, but mixed scraps as shown in Figures 14(a) to 15(c) can be difficult to properly sort because they contain a mixture of smelting raw materials and external raw materials.
電子部品屑5は、搬送面30上を搬送元から搬送方向に沿って搬送され、画像認識部2が備える画像解析手段20が、画像解析処理を行う。画像解析手段20は、図2に示すように、搬送面30上に設定された撮像エリア内の電子部品屑5の画像を撮像する撮像手段21と、撮像手段21の各種動作を制御する制御手段200と、制御手段200の動作に必要な情報を記憶する記憶装置210と、制御手段200に必要な情報を入出力可能な入力手段120及び出力手段130とを備えることができる。 The electronic component scraps 5 are transported from the transport source along the transport direction on the transport surface 30, and the image analysis means 20 provided in the image recognition unit 2 performs image analysis processing. As shown in FIG. 2, the image analysis means 20 can include an imaging means 21 that captures an image of the electronic component scraps 5 within an imaging area set on the transport surface 30, a control means 200 that controls various operations of the imaging means 21, a storage device 210 that stores information necessary for the operation of the control means 200, and an input means 120 and an output means 130 that can input and output information necessary for the control means 200.
撮像手段21は、撮像エリア内の複数の電子部品屑5に対して異なる波長の光(マルチスペクトル光)を照射することにより、電子部品屑5に対して2以上のスペクトル情報を得るマルチスペクトル照明部(不図示)と、異なる波長の光で照射された撮像エリア内の電子部品屑5を撮像するマルチスペクトル撮像部(マルチカメラ部:不図示)とを備える。撮像制御手段201は、マルチスペクトル撮像部が撮像したマルチスペクトル撮像データを抽出し、マルチスペクトル撮像データ記憶手段211に記憶させる。 The imaging means 21 includes a multispectral illumination unit (not shown) that irradiates a plurality of electronic component scraps 5 in an imaging area with light of different wavelengths (multispectral light) to obtain two or more pieces of spectral information for the electronic component scraps 5, and a multispectral imaging unit (multi-camera unit: not shown) that images the electronic component scraps 5 in the imaging area irradiated with light of different wavelengths. The imaging control means 201 extracts the multispectral imaging data captured by the multispectral imaging unit and stores it in the multispectral imaging data storage means 211.
画像認識部2には、撮像エリア内の電子部品屑5に対して領域検出用光を照射して、領域検出用データを取得する領域検出部23を備えていてもよい。領域検出とは、画像認識部2の撮像エリア内に存在する電子部品屑5の領域(存在エリア)を画像認識処理により検出することを含み、これにより対象物の輪郭が明確に認識可能となる。具体的には、電子部品屑5を含む撮像エリアの画像である領域検出用データを二値化することで得られ、これにより、撮像エリア内に存在する電子部品屑5の位置、個数、輪郭(形状)及び面積が明確になる。例えば、選別部1における任意の電子部品屑5の位置が、画像認識部2で得られる領域検出用データ内の特定の電子部品屑5の位置と一致すれば、これらが同一物であるとの判別ができる。 The image recognition unit 2 may include an area detection unit 23 that irradiates the electronic component scraps 5 in the imaging area with area detection light to obtain area detection data. Area detection includes detecting the area (area of presence) of the electronic component scraps 5 present in the imaging area of the image recognition unit 2 by image recognition processing, thereby making it possible to clearly recognize the contour of the target object. Specifically, the area detection data, which is an image of the imaging area including the electronic component scraps 5, is obtained by binarizing, thereby making clear the position, number, contour (shape) and area of the electronic component scraps 5 present in the imaging area. For example, if the position of any electronic component scrap 5 in the sorting unit 1 matches the position of a specific electronic component scrap 5 in the area detection data obtained by the image recognition unit 2, it can be determined that they are the same item.
領域検出部23の具体的構成は特に限定されないが、例えば、撮像エリア内の物体に対して、可視光、赤外光又は紫外光等の領域検出用光を照射する光源と、領域検出用光で照らされた撮像エリア内の物体を検出する検出器等を備えることができる。領域検出用データは、領域検出用データ記憶手段212に記憶される。なお、領域検出用データを、撮像手段21が備えるマルチスペクトル照明部及びマルチスペクトル撮像部によって領域検出部23の代わりに作製できる場合には、領域検出部23を省略してもよい。 The specific configuration of the area detection unit 23 is not particularly limited, but may include, for example, a light source that irradiates area detection light such as visible light, infrared light, or ultraviolet light onto objects in the imaging area, and a detector that detects objects in the imaging area illuminated by the area detection light. Area detection data is stored in the area detection data storage means 212. Note that if the area detection data can be generated by the multispectral illumination unit and multispectral imaging unit provided in the imaging means 21 instead of the area detection unit 23, the area detection unit 23 may be omitted.
制御手段200は、例えば、撮像手段21及び領域検出部23を制御する撮像制御手段201と、異なる形状を有する複数の電子部品屑5の中から各電子部品屑5の位置及び形状を識別し、各電子部品屑5の位置情報と形状情報とを含む位置形状識別情報を得る位置形状識別手段202と、各電子部品屑5の特徴を少なくとも2以上解析し、特徴解析情報を得る特徴解析手段203と、位置形状識別情報及び特徴解析情報に基づいて、同一形状で同一位置にある一の電子部品屑5に対して関連付けられた2以上の特徴を用いて、各電子部品屑5を予め定められた部品種毎に分類する分類手段204と、各電子部品屑5に対して識別情報を作製する識別情報作製手段205と、移動追従手段207とを備える。 The control means 200 includes, for example, an imaging control means 201 for controlling the imaging means 21 and the area detection unit 23, a position and shape identification means 202 for identifying the position and shape of each electronic component scrap 5 from among a plurality of electronic component scraps 5 having different shapes and obtaining position and shape identification information including position information and shape information of each electronic component scrap 5, a feature analysis means 203 for analyzing at least two or more features of each electronic component scrap 5 and obtaining feature analysis information, a classification means 204 for classifying each electronic component scrap 5 into a predetermined component type using two or more features associated with an electronic component scrap 5 of the same shape and located in the same position based on the position and shape identification information and the feature analysis information, an identification information creation means 205 for creating identification information for each electronic component scrap 5, and a movement tracking means 207.
記憶装置210は、電子部品屑5に対してマルチスペクトル撮像データを記憶するマルチスペクトル撮像データ記憶手段211と、領域検出用データを記憶する領域検出用データ記憶手段212と、画像解析手段20が画像解析対象とする電子部品屑5が備える色彩に基づく色特性情報を記憶する色特性情報記憶手段213と、分類情報記憶手段214と、電子部品屑5の特徴に基づいて、各部品屑の識別情報を作製する識別情報記憶手段215とを備える。 The storage device 210 includes a multispectral imaging data storage means 211 that stores multispectral imaging data for the electronic component scraps 5, an area detection data storage means 212 that stores area detection data, a color characteristic information storage means 213 that stores color characteristic information based on the colors possessed by the electronic component scraps 5 that are the subject of image analysis by the image analysis means 20, a classification information storage means 214, and an identification information storage means 215 that creates identification information for each electronic component scrap based on the characteristics of the electronic component scraps 5.
制御手段200は、ネットワーク22を介してサーバ25又は他の選別システム24に接続され、図2の画像解析手段20が解析する電子部品屑5の画像解析結果を相互に共有できるように構成されてもよい。 The control means 200 may be connected to a server 25 or another sorting system 24 via a network 22, and may be configured to mutually share the image analysis results of the electronic component scraps 5 analyzed by the image analysis means 20 in FIG. 2.
画像解析手段20は、例えば図3に示すような手順に沿って画像解析処理を進めることができる。例えば、図3のステップS100に示すように、撮像制御手段201が領域検出部23を制御して、撮像エリア内に搬送された電子部品屑5に、領域検出用光を照射し、領域検出用光で照らされた撮像エリア内の物体を検出し、撮像エリア内に搬送された電子部品屑5の領域検出用データを撮像する(図4参照)。領域検出用データは領域検出用データ記憶手段212に記憶される。 The image analysis means 20 can proceed with the image analysis process, for example, in accordance with the procedure shown in FIG. 3. For example, as shown in step S100 in FIG. 3, the imaging control means 201 controls the area detection unit 23 to irradiate area detection light onto electronic component scraps 5 transported into the imaging area, detect objects in the imaging area illuminated by the area detection light, and capture area detection data for the electronic component scraps 5 transported into the imaging area (see FIG. 4). The area detection data is stored in the area detection data storage means 212.
ステップS101において、撮像手段21が備えるマルチスペクトル照明部が、異なる波長のマルチスペクトル照明光を撮像エリア内の電子部品屑5に照射し、マルチスペクトル撮像部が、照明色の異なる複数枚のマルチスペクトル撮像データを得る(図5(a)~図5(h)参照)。ここでは、例えば、白色、紫外線(UV)、青色、緑色、橙色、赤色、遠赤外色(FR)、赤外(IR)の8色の照明光のマルチスペクトル撮像データを得ることができる。マルチスペクトル撮像データは、マルチスペクトル撮像データ記憶手段211に記憶される。 In step S101, the multispectral illumination unit of the imaging means 21 irradiates the electronic component scraps 5 in the imaging area with multispectral illumination light of different wavelengths, and the multispectral imaging unit obtains multiple pieces of multispectral imaging data with different illumination colors (see Figures 5(a) to 5(h)). Here, for example, multispectral imaging data of eight colors of illumination light, namely white, ultraviolet (UV), blue, green, orange, red, far-infrared (FR), and infrared (IR), can be obtained. The multispectral imaging data is stored in the multispectral imaging data storage means 211.
ステップS102において、図2の位置形状識別手段202が、領域検出用データに基づいて、撮像エリア内に存在する電子部品屑5の位置及び形状を検出する。例えば、位置形状識別手段202が、図4の撮像データを二値化することにより、電子部品屑5の外径と背景との濃淡を明確化し(図5参照)、濃淡を明確化した画像に基づいて、白い背景上に浮き上がる黒い図形を、それぞれ検出すべき電子部品屑5として抽出する。例えば、図6の例では、白い背景状に3つの塊が存在する。よって、位置形状識別手段202は、撮像データ内の電子部品屑5が3個検出する。領域検出用データを用いて撮像エリア内に存在する電子部品屑5の個数を検出することで、電子部品屑5の位置及び形状(面積(ピクセル数))をより適切に検出することができる。 In step S102, the position and shape identification means 202 in FIG. 2 detects the position and shape of the electronic component scraps 5 present within the imaging area based on the area detection data. For example, the position and shape identification means 202 digitizes the imaging data in FIG. 4 to clarify the shading between the outer diameter of the electronic component scraps 5 and the background (see FIG. 5), and based on the image with the shading clarified, extracts black shapes that stand out on a white background as the electronic component scraps 5 to be detected. For example, in the example in FIG. 6, there are three lumps on a white background. Therefore, the position and shape identification means 202 detects three electronic component scraps 5 in the imaging data. By detecting the number of electronic component scraps 5 present within the imaging area using the area detection data, the position and shape (area (number of pixels)) of the electronic component scraps 5 can be more appropriately detected.
ステップS103において、特徴解析手段203は、検査エリア毎に電子部品屑5がそれぞれ1個のみ含まれるように、第1~第3の検査エリア51、52、53を設定する。例えば、図6の例では、特徴解析手段203は、第1、第2及び第3の検査エリア51、52、53を設定することができる。特徴解析手段203は、更に、各第1~第3の検査エリア51~53内の電子部品屑5に対し、マルチスペクトル撮像データと、色特性情報記憶手段213に予め登録された電子部品屑5に含まれる複数の部品種を識別するための識別情報とに基づいて、各電子部品屑5の特徴を少なくとも2以上解析し、特徴解析情報を得る。 In step S103, the characteristic analysis means 203 sets the first to third inspection areas 51, 52, 53 so that each inspection area contains only one electronic component scrap 5. For example, in the example of FIG. 6, the characteristic analysis means 203 can set the first, second, and third inspection areas 51, 52, 53. The characteristic analysis means 203 further analyzes at least two or more characteristics of the electronic component scrap 5 in each of the first to third inspection areas 51 to 53 based on the multispectral imaging data and identification information for identifying multiple component types contained in the electronic component scrap 5 that is registered in advance in the color characteristic information storage means 213, and obtains characteristic analysis information.
電子部品屑5の特徴を解析するための特徴解析情報には、色特性情報を含むことができ、色特性情報としては、抽出色情報と、抽出色面積情報を少なくとも含むことができる。抽出色情報には、製錬原料又は系外原料が備える典型的な色彩の色相、彩度、明度等の各値の設定値を含む情報が含まれる。抽出色面積情報には、検査エリア内の電子部品屑5中にユーザが予め設定した「抽出色」が含まれる場合に、その電子部品屑5を製錬原料又は系外原料と判断するための面積の閾値(面積率の設定値)の情報を含む。特徴解析手段203は、電子部品屑が有する特定の色彩と、電子部品屑5の全面積に対して特定の色彩が占める面積の比を解析し、製錬原料又は系外原料を判断するための閾値と比較することで、製錬原料又は系外原料の特徴を解析することができる。なお、製錬原料又は系外原料を判断するための面積の閾値の情報は、予め入力することができる。 The feature analysis information for analyzing the features of the electronic component scraps 5 may include color feature information, and the color feature information may include at least extracted color information and extracted color area information. The extracted color information includes information including the set values of each value such as hue, saturation, and brightness of typical colors possessed by smelting raw materials or external raw materials. The extracted color area information includes information on the area threshold (set value of area ratio) for judging the electronic component scraps 5 as smelting raw materials or external raw materials when the electronic component scraps 5 in the inspection area contain an "extracted color" preset by the user. The feature analysis means 203 can analyze the features of the smelting raw materials or external raw materials by analyzing the specific color possessed by the electronic component scraps and the ratio of the area occupied by the specific color to the total area of the electronic component scraps 5, and comparing it with the threshold for judging the smelting raw materials or external raw materials. The area threshold information for judging the smelting raw materials or external raw materials may be input in advance.
色特性情報としては、回収対象とされる製錬原料に含まれる有価物を含有する材料、例えば、線屑(銅色、金色)、真鍮等の金属屑(銅色、金色)、IC又はLSI(黒色、金色、緑色)、有価金属を含有する基板(緑色、茶色、黒、白)、銅線を含むコネクタの挿し口(白)、有価金属を一定量以上含有するコンデンサ及びヒートシンク(銀、白、黒)等が含まれる。系外原料としては、鉄、アルミニウム又はステンレス等の製錬工程での回収に適さない金属屑(光沢を有する銀色)、プラスチック(白、黒、茶)、有価金属を一定量以上含有しないコンデンサ及びヒートシンク等(銀、白、黒)が含まれる。 Color characteristic information includes valuable materials contained in the smelting raw materials to be recovered, such as wire scraps (copper, gold), metal scraps such as brass (copper, gold), ICs or LSIs (black, gold, green), circuit boards containing valuable metals (green, brown, black, white), connector sockets containing copper wires (white), capacitors and heat sinks containing a certain amount or more of valuable metals (silver, white, black), etc. External raw materials include metal scraps that are not suitable for recovery in the smelting process, such as iron, aluminum, or stainless steel (shiny silver), plastics (white, black, brown), and capacitors and heat sinks that do not contain a certain amount or more of valuable metals (silver, white, black).
これら製錬原料と系外原料の誤認識をなるべく減らし、より認識精度を上げるための抽出色情報としては、製錬原料及び系外原料が備える白色、緑色、黒色、金色、銅色を、少なくとも選別対象物の抽出判断に使用される「抽出色」の情報として含むことが好ましい。更に好ましい態様では、白色、緑色、黒色、金色、銅色、茶色、銀色を、少なくとも選別対象物の抽出判断に使用される「抽出色」の情報として含むことが好ましい。 In order to reduce misrecognition of these refining raw materials and external raw materials as much as possible and to increase recognition accuracy, it is preferable that the extracted color information includes at least the white, green, black, gold, and copper colors of the refining raw materials and external raw materials as information on the "extracted color" used to determine the extraction of the sorting object. In a more preferred embodiment, it is preferable that at least the white, green, black, gold, copper, brown, and silver colors are included as information on the "extracted color" used to determine the extraction of the sorting object.
各種抽出色の中でも、黒色は、製錬原料と系外原料との両方に含まれ得る色であり、誤認識が特に生じやすい抽出色である。そのため、本実施形態において、特徴解析情報として利用される抽出色面積情報には、黒色の面積の閾値を2値以上備えることが好ましい。例えば、第1の閾値と、第1の閾値よりも大きい第2の閾値を設定した場合、黒色を有する電子部品屑5のうち、第1の閾値以下のものは、電子部品屑5の凹凸でできる影の影響を受けただけものと考えられるから、製錬原料として摘出すべき「選別対象物」と設定することができる。第1~第2の閾値の間にあるものは、ヒートシンクに付随するレギュレータ(IC)を検知しているものであると考えられるため、系外原料として搬送面30上に残すべき「選別除外物」と設定する。第2の閾値以上のものは、黒色塗装された金属屑であるものと考えられるから製錬原料として「選別対象物」と設定することができる。このように、抽出色面積情報として、黒色の面積率の閾値を2以上備えることにより、電子部品屑5の中から製錬原料と系外原料とを選別する際の誤認識を低減し、認識精度を高めることができる。 Among various extraction colors, black is a color that can be included in both the smelting raw material and the external raw material, and is an extraction color that is particularly prone to misrecognition. Therefore, in this embodiment, it is preferable that the extraction color area information used as the feature analysis information has two or more thresholds for the area of black. For example, when a first threshold and a second threshold greater than the first threshold are set, among the electronic component scraps 5 having a black color, those below the first threshold are considered to be merely affected by the shadows created by the unevenness of the electronic component scraps 5, and can be set as "selection objects" to be extracted as smelting raw materials. Those between the first and second thresholds are considered to be detecting the regulator (IC) attached to the heat sink, and are set as "selection excluded objects" to be left on the conveying surface 30 as external raw materials. Those above the second threshold are considered to be black-painted metal scraps, and can be set as "selection objects" as smelting raw materials. In this way, by providing two or more threshold values for the black area ratio as the extracted color area information, it is possible to reduce erroneous recognition when separating refining raw materials from non-system raw materials from electronic component scraps 5, and to improve recognition accuracy.
例えば、選別対象物(ピックアップ(摘出)して搬送面30から除去するもの)として基板屑等の「製錬原料」を選別する場合、分類手段204は、「製錬原料」として予め設定された、抽出色情報及び抽出色面積情報とに基づいて、検査エリア内の電子部品屑5が「製錬原料」の条件を満たすか否か、マルチスペクトル撮像データと照合することにより分類する。検査エリア内の電子部品屑5が「製錬原料」の条件を満たす場合には、その電子部品屑5を、後述の選別処理で取り除くべき「製錬原料」であると分類する。 For example, when "refining raw materials" such as circuit board scraps are selected as the objects to be sorted (items to be picked up (extracted) and removed from the transport surface 30), the sorting means 204 classifies whether or not the electronic component scraps 5 in the inspection area satisfy the conditions for "refining raw materials" by comparing them with the multispectral imaging data based on the extracted color information and extracted color area information previously set as "refining raw materials". If the electronic component scraps 5 in the inspection area satisfy the conditions for "refining raw materials", the electronic component scraps 5 are classified as "refining raw materials" to be removed in the sorting process described below.
ステップS104として、分類手段204は、各検査エリア内の電子部品屑5に対し、マルチスペクトル撮像データと、色特性情報記憶手段213に予め登録された製錬原料と系外原料とを識別するための色特性情報とに基づいて、選別しない対象物(選別除外物:製錬原料又は系外原料のいずれか)を決定する。 In step S104, the classification means 204 determines which objects not to be sorted (items excluded from sorting: either refining raw materials or non-system raw materials) for the electronic component scraps 5 in each inspection area based on the multispectral imaging data and color characteristic information for distinguishing between refining raw materials and non-system raw materials that is pre-registered in the color characteristic information storage means 213.
ステップS105において、選別対象物及び選別除外物の設定結果に基づいて、識別情報作製手段205が、識別情報を作製する。識別情報には、各検査エリア内の電子部品屑5が選別対象物であるか選別非対象物であるかの情報と、電子部品屑5の位置、色彩、面積、対象物の長径及び短径の向き、重心等の情報が含まれる。識別情報は識別情報記憶手段215に記憶される。 In step S105, the identification information creation means 205 creates identification information based on the results of setting the objects to be sorted and the objects to be excluded from sorting. The identification information includes information on whether the electronic component scraps 5 in each inspection area are objects to be sorted or objects not to be sorted, as well as information on the position, color, area, orientation of the major and minor axes of the objects, center of gravity, etc. of the electronic component scraps 5. The identification information is stored in the identification information storage means 215.
本発明の実施の形態によれば、撮像エリア内の電子部品屑5を撮像してマルチスペクトル撮像データを得るためのマルチスペクトル照明を備えた撮像手段21及び、マルチスペクトル撮像データと予め登録された製錬原料と系外原料の色特性情報とに基づいて、製錬原料又は系外原料を識別し、製錬原料又は系外原料の位置情報を含む識別情報を得る画像解析手段20とを備えることにより、従来のカラーカメラを用いた撮像手段を備える場合に比べて電子部品屑5の認識精度を向上できる。 According to an embodiment of the present invention, by providing an imaging means 21 equipped with multispectral lighting for capturing images of electronic component scraps 5 within an imaging area to obtain multispectral imaging data, and an image analysis means 20 for identifying the smelting raw materials or the external raw materials based on the multispectral imaging data and preregistered color characteristic information of the smelting raw materials and the external raw materials, and obtaining identification information including position information of the smelting raw materials or the external raw materials, the recognition accuracy of the electronic component scraps 5 can be improved compared to when a conventional imaging means using a color camera is provided.
例えば、系外原料とされる電子部品屑5の中でも、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属屑は、金属光沢をもつことから、従来のカラーカメラではハレーションにより白色に見え、銀色の認識面積が小さくなり、対象物の認識率が低下する場合がある。一方で、誤認識率を低減しようとして抽出色を白銀色にまで拡大すると、製錬原料の基板屑に含まれる白銀色を誤検知してしまう。 For example, among the electronic component scraps 5 considered to be external raw materials, metal scraps such as iron, aluminum, and stainless steel have a metallic luster, so they appear white due to halation in conventional color cameras, which may reduce the area recognized as silver, resulting in a lower recognition rate for the target object. On the other hand, if the extraction color is expanded to include white-silver in an attempt to reduce the rate of false recognition, the white-silver color contained in the circuit board scraps, which are raw materials for smelting, will be falsely detected.
本実施形態によれば、マルチスペクトル照明部を備える撮像手段21により、ハレーションの影響を抑えた複数のマルチスペクトル撮像データが得られるため、このマルチスペクトル撮像データを用いて、その中に含まれる電子部品屑5と予め登録された抽出色の情報を含む色特性情報とを対比することにより、ハレーションの影響を小さくでき、電子部品屑5が有する色彩の誤認識を抑えることができる。 According to this embodiment, the imaging means 21 equipped with a multispectral illumination unit can obtain multiple multispectral imaging data with reduced effects of halation. By using this multispectral imaging data to compare the electronic component scraps 5 contained therein with color characteristic information including information on extracted colors that have been registered in advance, the effects of halation can be reduced and erroneous recognition of the colors of the electronic component scraps 5 can be suppressed.
また、従来のカラーカメラでは、凹凸のある金属物は光の反射によって暗くなる部分が広い範囲で黒色に見え、メタルが呈する銀色の認識面積が小さくなるため、認識率が低下する場合がある。本実施形態によれば、マルチスペクトル照明部を備える撮像手段21により、微妙な色の違いを認識できるため、影の影響を抑えてメタルが呈する銀色の認識面積をより現実に近いものにすることができる。 In addition, with conventional color cameras, metal objects with uneven surfaces appear black over a wide area due to the reflection of light, and the recognition area of the silver color of the metal becomes smaller, which can result in a lower recognition rate. According to this embodiment, the imaging means 21 equipped with a multi-spectral illumination unit can recognize subtle color differences, suppressing the effects of shadows and making the recognition area of the silver color of the metal closer to reality.
また、従来のカラーカメラでは、カラーフィルタを通すため、ステンレスのような黒銀色はメタルのスペクトル強度が下がって黒色に見え、銀色の認識面積が小さくなるため、認識率が低下する場合がある。本実施形態によれば、マルチスペクトル照明部を備える撮像手段21により、ステンレスのような黒銀色をしたメタルも認識可能となる。また、黒く塗装された金属屑は、赤外領域の波長のマルチスペクトル撮像データを用いて評価することにより、塗装の影響を無視した識別が行える。 In addition, in conventional color cameras, the spectral intensity of black and silver-colored materials such as stainless steel is reduced because the image passes through a color filter, and the recognition area of the silver color is reduced, which can result in a lower recognition rate. According to this embodiment, the imaging means 21 equipped with a multispectral illumination unit makes it possible to recognize black and silver-colored metals such as stainless steel. In addition, metal scraps painted black can be identified while ignoring the effects of the paint by evaluating them using multispectral imaging data with wavelengths in the infrared range.
図7は、図1の画像認識部2で画像解析させる電子部品屑5として、金属屑を2種類とプラスチックを2種類、処理した場合に、従来のカラーカメラを撮像手段21として用いた場合と、マルチスペクトル照明光を照射するカメラを撮像手段21として用いた場合の比較結果の例を表す。 Figure 7 shows an example of a comparison result when a conventional color camera is used as the imaging means 21 and when a camera that emits multispectral illumination light is used as the imaging means 21, when two types of metal scraps and two types of plastics are processed as the electronic component scraps 5 to be image-analyzed by the image recognition unit 2 in Figure 1.
従来の照明光の照射により白色の反射光を発する金属屑(1)の場合、カラーカメラでは、系外原料である白色のプラスチックと混同されて誤認識が生じる。一方、マルチスペクトル照明光を照射する撮像手段21を使用した場合は、製錬原料である基板屑として認識させることができる。同様に、照明光の照射により緑色の反射光を発する金属屑(2)の場合、カラーカメラでは、系外原料である緑色のプラスチック基板と混同されて誤認識が生じる。一方、マルチスペクトル照明光を照射する撮像手段21を使用した場合は、製錬原料である基板屑として認識させることができる。 In the case of metal scrap (1) that emits white reflected light when irradiated with conventional illumination light, a color camera will confuse it with white plastic, which is an external raw material, resulting in a false recognition. On the other hand, when an imaging means 21 that irradiates multispectral illumination light is used, it can be recognized as substrate scraps, which are a raw material for smelting. Similarly, in the case of metal scrap (2) that emits green reflected light when irradiated with illumination light, a color camera will confuse it with green plastic substrates, which are an external raw material, resulting in a false recognition. On the other hand, when an imaging means 21 that irradiates multispectral illumination light is used, it can be recognized as substrate scraps, which are a raw material for smelting.
外観が非常に汚れたプラスチック(1)の場合、カラーカメラでは、製錬原料である茶色の基板屑と混同されて誤認識が生じる。一方、マルチスペクトル照明光を照射する撮像手段21を使用した場合は、系外原料であるプラスチックとして認識させることができる。赤色プラスチック(2)の場合、カラーカメラでは、製錬原料である銅線屑と混同されて誤認識が生じる。一方、マルチスペクトル照明光を照射する撮像手段21を使用した場合は、系外原料であるプラスチックとして認識させることができる。 In the case of plastic (1) with a very dirty appearance, a color camera will confuse it with brown circuit board scraps, which are a raw material for smelting, resulting in a false recognition. On the other hand, when an imaging means 21 that irradiates multispectral illumination light is used, it can be recognized as plastic, which is an external raw material. In the case of red plastic (2), a color camera will confuse it with copper wire scraps, which are a raw material for smelting, resulting in a false recognition. On the other hand, when an imaging means 21 that irradiates multispectral illumination light is used, it can be recognized as plastic, which is an external raw material.
図2に示すように、制御手段200は、移動追従手段207を有していても良い。搬送部3を連続的に動かして、電子部品屑5を搬送面30上で連続的に移動させると、最初と最後の撮像データ間で位置のズレが生じる場合がある。本実施形態では、搬送方向に沿って連続的に移動する電子部品屑5を画像解析により識別する場合には、画像解析により識別する工程として、領域検出用光及びマルチスペクトル照明光を撮像する直前及び直後に、撮像エリア内の電子部品屑5に基準光を照射する。基準光としてはマルチスペクトル照明の白色光を利用することができる。この基準光で照射された撮像データに基づいて、電子部品屑5の移動による撮像データの位置ずれを補正することで、搬送部3を連続運転することができるため、処理効率が向上する。 As shown in FIG. 2, the control means 200 may have a movement tracking means 207. When the conveying unit 3 is continuously moved to continuously move the electronic component scraps 5 on the conveying surface 30, a positional deviation may occur between the first and last image data. In this embodiment, when the electronic component scraps 5 that are continuously moving along the conveying direction are identified by image analysis, the process of identifying by image analysis involves irradiating the electronic component scraps 5 in the image capturing area with a reference light immediately before and immediately after capturing the area detection light and the multispectral illumination light. The reference light may be white light from the multispectral illumination. By correcting the positional deviation of the image capturing data due to the movement of the electronic component scraps 5 based on the image capturing data irradiated with this reference light, the conveying unit 3 can be operated continuously, thereby improving processing efficiency.
画像認識部2で画像解析処理が行われた後の電子部品屑5は図1に示す選別部1へ送られる。選別部1は、搬送面30上の対象物を選別する装置を有していれば特に限定されない。例えば、エア噴射、電動パドル、吸着機構、ロボットハンド等を利用した選別装置が利用可能である。一実施態様においては、選別部1は、搬送面30上の対象物を、搬送部3から搬送部4へと搬送するピッキングロボット10と、ピッキングロボット10に接続され、電子部品屑5の中から製錬原料又は系外原料を対象物として把持するロボットハンド11とを備える。ピッキングロボット10は、画像認識部2で作製された識別情報に基づいて、対象物を摘出する。 After image analysis processing is performed by the image recognition unit 2, the electronic component scraps 5 are sent to the sorting unit 1 shown in FIG. 1. The sorting unit 1 is not particularly limited as long as it has a device for sorting objects on the conveying surface 30. For example, a sorting device using an air jet, an electric paddle, a suction mechanism, a robot hand, etc. can be used. In one embodiment, the sorting unit 1 includes a picking robot 10 that transports objects on the conveying surface 30 from the conveying unit 3 to the conveying unit 4, and a robot hand 11 that is connected to the picking robot 10 and grasps smelting materials or non-system materials as objects from the electronic component scraps 5. The picking robot 10 picks out the objects based on the identification information created by the image recognition unit 2.
ピッキングロボット10は、対象物を掴んで搬送する機能を有する産業用ロボットであれば特に限定されず、種々の方式の産業用ロボットが利用できる。例えば、ピッキングロボット10としては、直行式、多関節式、パラレルリンク式等の種々の方式を備えたロボットが利用可能である。直行式ロボットは、2~3のスライド軸で構成されるシンプルなロボットである。多関節ロボットは、垂直式又は水平式があり、垂直式は、台座の回転とアームの運動によって可動域が広く、自由度の高い3次元的な動きが可能である。水平式ロボットは、関節の回転軸がすべて垂直にそろっており、垂直多関節ロボットよりもシンプルな構造を有する。パラレルリンク式ロボットは、関節を並列に配置したパラレルリンク構造を有する産業用ロボットである。 The picking robot 10 is not particularly limited as long as it is an industrial robot that has the function of grasping and transporting an object, and various types of industrial robots can be used. For example, the picking robot 10 can be a robot equipped with various types such as a straight type, a multi-joint type, or a parallel link type. A straight type robot is a simple robot composed of two to three sliding axes. A multi-joint robot can be either a vertical type or a horizontal type, and a vertical type has a wide range of motion due to the rotation of the base and the movement of the arm, allowing for three-dimensional movement with a high degree of freedom. A horizontal type robot has all of the rotation axes of the joints aligned vertically, and has a simpler structure than a vertical multi-joint robot. A parallel link type robot is an industrial robot with a parallel link structure in which the joints are arranged in parallel.
中でもパラレルリンク式ロボットは、パラレルリンクメカニズムにより、ターゲットの位置に最短距離で移動するため、抽出対象とする対象物の位置に高速・高精度で移動し、物質を把持し、高速で所定の位置へ送り出すことができる点で、ピッキングロボット10として利用可能な種々の産業用ロボットの中でも特に好適に利用できる。 Of the various industrial robots that can be used as picking robots 10, parallel link robots are particularly suitable, as they use a parallel link mechanism to move to the target location in the shortest distance, can move quickly and accurately to the location of the object to be extracted, grasp the material, and send it to the specified location at high speed.
以下の態様に限定されるものではないが、ピッキングロボット10は、図8に示すように、搬送部3の搬送面30を横切るように、典型的には搬送方向に対して垂直に交わる方向に搬送方向を有する搬送部4の搬送先に向けて搬送部3から対象物を摘出することができる。搬送部4はコンベア等で構成することができる。 Although not limited to the following aspect, as shown in FIG. 8, the picking robot 10 can pick up an object from the conveying unit 3 toward the destination of the conveying unit 4, which typically has a conveying direction perpendicular to the conveying direction, so as to cross the conveying surface 30 of the conveying unit 3. The conveying unit 4 can be configured with a conveyor or the like.
このように、搬送部3及びピッキングロボット10がお互い近接して配置され、ピッキングロボット10が、対象物を搬送部3の搬送方向を横切る方向に排出するように構成されることで、対象物を電子部品屑5中から短時間で精度よく取り除いて搬送することができる。 In this way, the transport unit 3 and the picking robot 10 are arranged close to each other, and the picking robot 10 is configured to discharge the target object in a direction crossing the transport direction of the transport unit 3, so that the target object can be accurately removed from the electronic component scraps 5 in a short time and transported.
(ロボットハンド)
ピッキングロボット10が備えるロボットハンド11は、図9(a)に示すように、中央部に、対象物を吸引するための吸引パッド13a及び吸引パッド13aに接続された真空発生器13bを備える吸引部13と、吸引パッド13aに吸引される対象物を挟むための挟持部14(第1~第4のアーム部14a~14d)と、吸引部13及び挟持部14を固定するための固定部12とを備える。固定部12は一端がピッキングロボット10に固定され、他端に挟持部14が固定される。吸引パッド13aは、ゴム、シリコン等の弾性部材で形成されており、下方(搬送面30側)へ突出している。
(Robot hand)
9(a), the robot hand 11 provided in the picking robot 10 includes a suction unit 13 at the center, the suction unit 13 including a suction pad 13a for sucking an object and a vacuum generator 13b connected to the suction pad 13a, a clamping unit 14 (first to fourth arm units 14a to 14d) for clamping an object to be sucked by the suction pad 13a, and a fixing unit 12 for fixing the suction unit 13 and the clamping unit 14. One end of the fixing unit 12 is fixed to the picking robot 10, and the clamping unit 14 is fixed to the other end. The suction pad 13a is made of an elastic material such as rubber or silicone, and protrudes downward (toward the conveying surface 30).
挟持部14は、対象物を挟むことができる構成であれば特に制限はされない。挟持部14は、例えば、第1のアーム部14a、第2のアーム部14b、第3のアーム部14c及び第4のアーム部14dを備えることができる。これらの第1~第4のアーム部14a~14dの基端部分は固定部12内の駆動機構(不図示)にそれぞれ接続されている。 There are no particular limitations on the clamping unit 14 as long as it is configured to be able to clamp an object. The clamping unit 14 may, for example, include a first arm 14a, a second arm 14b, a third arm 14c, and a fourth arm 14d. The base ends of the first to fourth arm sections 14a to 14d are each connected to a drive mechanism (not shown) within the fixed unit 12.
図9(b)に示すように、第1のアーム部14a及び第2のアーム部14bは、駆動機構からの動力の伝達を受けて、吸引パッド13aの中心軸Xに近づく方向V又は遠ざかる方向Wに互いに連動して開閉可能になっている。図9(b)の紙面奥方向に位置する第3のアーム部14c及び第4のアーム部14dも、第1~第4のアーム部14a~14dに接続されたエアチャック(不図示)からの動力の伝達を受けて、吸引パッド13aの中心軸Xに近づく方向V又は遠ざかる方向Wにそれぞれ連動して開閉可能になっている。第1~第4のアーム部14a~14dはそれぞれ同一のタイミングで開閉でき、これにより、吸引パッド13aの先端部に吸引された対象物を挟持又は開放する。 As shown in FIG. 9(b), the first arm portion 14a and the second arm portion 14b can open and close in a direction V approaching or a direction W receding from the central axis X of the suction pad 13a by receiving power from the drive mechanism. The third arm portion 14c and the fourth arm portion 14d located toward the back of the page in FIG. 9(b) can also open and close in a direction V approaching or a direction W receding from the central axis X of the suction pad 13a by receiving power from an air chuck (not shown) connected to the first to fourth arm portions 14a to 14d. The first to fourth arm portions 14a to 14d can each open and close at the same timing, thereby clamping or releasing an object sucked into the tip of the suction pad 13a.
第1~第4のアーム部14a~14dの先端部にはそれぞれ、吸引パッド13aが配置された中央部へ突出する爪部141a~141dを備えることが好ましい。第1~第4のアーム部14a~14dがそれぞれ爪部141a~141dを備えることにより、対象物の落下を抑制しながらより的確に対象物を把持できる。 The tips of the first to fourth arm sections 14a to 14d are preferably provided with claws 141a to 141d, respectively, that protrude toward the center where the suction pad 13a is located. By providing the first to fourth arm sections 14a to 14d with claws 141a to 141d, respectively, the object can be grasped more accurately while preventing it from falling.
爪部141a~141dは、吸引パッド13a側に向かって先細り形状を有するように成形されていることが好ましい。これにより、爪部141a~141dが、対象物の底面と接触して、対象物を掬い上げやすくすることができる。 The claws 141a to 141d are preferably shaped to taper toward the suction pad 13a. This allows the claws 141a to 141d to come into contact with the bottom surface of the object, making it easier to scoop up the object.
図9(b)に示すように、爪部141a~141dの先端部(最下端部)は、吸引パッド13aの先端部よりも相対的に低い位置、即ち搬送面30により近い位置に配置されることが好ましい。これにより、爪部141a~141dが吸引パッド13aに吸引された対象物を、搬送面30から掬い上げて挟持しやすくできる。 As shown in FIG. 9(b), the tips (lowest ends) of the claws 141a to 141d are preferably positioned relatively lower than the tip of the suction pad 13a, i.e., closer to the conveying surface 30. This makes it easier for the claws 141a to 141d to scoop up and clamp the object sucked by the suction pad 13a from the conveying surface 30.
また、図10に示すように、第1のアーム部14aの爪部141aと第4のアーム部14dの爪部141dが連結され、第2のアーム部14bの爪部141bと第3のアーム部14cの爪部141cが連結されていてもよい。このように構成されることで、電子部品屑5中の基板等を含む長尺状の対象物をより適切に把持できる。 Also, as shown in FIG. 10, the claw portion 141a of the first arm portion 14a and the claw portion 141d of the fourth arm portion 14d may be connected, and the claw portion 141b of the second arm portion 14b and the claw portion 141c of the third arm portion 14c may be connected. This configuration allows for more appropriate gripping of long objects, including circuit boards and the like, in the electronic component scraps 5.
また、対象物の形状に応じて爪部141a~141dの長さを変更することにより、より小さい対象物をより確実に把持することができる。第1~第4のアーム部14a~14dの開閉方向と平行な方向に沿った爪部141a~141dの長さL(図9(a)参照)は、本実施形態に係る電子部品屑5を処理する場合は5mm以上であることが好ましく、更には10mm以上、より更には15mm以上であることが好ましい。上限はロボットハンド11の寸法にもよるが、例えば40mm以下、更には30mm以下とすることができる。第1~第4のアーム部14a~14dの開閉方向と垂直な方向に沿った爪部141a~141dの長さD(図9(b)参照)は、本実施形態に係る電子部品屑5を処理する場合は5mm以上であることが好ましく、更には10mm以上、より更には20mm以上であることが好ましい。上限はロボットハンド11の寸法にもよるが、例えば40mm以下、更には30mm以下とすることができる。 In addition, by changing the length of the claws 141a to 141d according to the shape of the object, it is possible to grip a smaller object more reliably. The length L (see FIG. 9(a)) of the claws 141a to 141d along a direction parallel to the opening and closing direction of the first to fourth arm parts 14a to 14d is preferably 5 mm or more when processing the electronic component scraps 5 according to this embodiment, and more preferably 10 mm or more, and even more preferably 15 mm or more. The upper limit depends on the dimensions of the robot hand 11, but can be, for example, 40 mm or less, or even 30 mm or less. The length D (see FIG. 9(b)) of the claws 141a to 141d along a direction perpendicular to the opening and closing direction of the first to fourth arm parts 14a to 14d is preferably 5 mm or more when processing the electronic component scraps 5 according to this embodiment, and more preferably 10 mm or more, and even more preferably 20 mm or more. The upper limit depends on the dimensions of the robot hand 11, but can be, for example, 40 mm or less, or even 30 mm or less.
本発明の実施の形態に係るピッキングロボット10が備えるロボットハンド11によれば、対象物を吸引する吸引パッド13aと、吸引パッド13aに吸引された対象物を挟む第1~第4のアーム部14a~14dを備える挟持部14とを備え、対象物をまず吸引パッド13aで吸引した後に、第1~第4のアーム部14a~14dで対象物を把持する(図9(c)参照)。これにより、吸引パッド13aによる吸引力ではピッキングが困難な重量物に対しても、挟持部14で挟んで運ぶことができるため、種々の形状からなる電子部品屑5をより確実かつ適切に搬送することができる。 The robot hand 11 provided in the picking robot 10 according to the embodiment of the present invention includes a suction pad 13a that sucks in an object, and a clamping unit 14 that includes first to fourth arm units 14a to 14d that clamp the object sucked by the suction pad 13a. The object is first sucked in by the suction pad 13a, and then grasped by the first to fourth arm units 14a to 14d (see FIG. 9(c)). This allows heavy objects that are difficult to pick with the suction force of the suction pad 13a to be clamped and transported by the clamping unit 14, making it possible to transport electronic component scraps 5 of various shapes more reliably and appropriately.
特に、基板屑等は基板上にICや配線が敷設されており、重量が重く、吸引パッド13a又は第1~第4のアーム部14a~14dのいずれか一方による把持では、搬送中に落下が生じる場合がある。本発明の実施の形態に係るピッキング装置によれば、種々の原料が混在する電子部品屑5の中でも特に、比重が大きく種々のサイズが混在する基板屑のような屑をより確実に取り除くことができるため、目的とする対象物を、大量に且つ適切に選別することができる。 In particular, circuit board scraps and the like have ICs and wiring laid on the boards, and are heavy, so if they are grasped only by the suction pad 13a or the first to fourth arm portions 14a to 14d, they may fall during transportation. The picking device according to the embodiment of the present invention can more reliably remove scraps such as circuit board scraps, which have a high specific gravity and a variety of sizes, from among electronic component scraps 5, which are a mixture of various raw materials, and can therefore properly select large quantities of the desired objects.
第1~第4のアーム部14a~14dの開閉速度は搬送面30の搬送速度に応じて調整することができる。また、第1~第4のアーム部14a~14dによりピッキング処理対象とする対象物と隣接する別の対象物との間隔を5mm以上、更には10mm以上離すことが好ましい。これにより、第1~第4のアーム部14a~14dを用いて対象物をより適切に把持することができる。 The opening and closing speed of the first to fourth arm sections 14a to 14d can be adjusted according to the conveying speed of the conveying surface 30. In addition, it is preferable to set the distance between the object to be picked by the first to fourth arm sections 14a to 14d and another adjacent object to 5 mm or more, and even 10 mm or more. This allows the object to be more appropriately grasped using the first to fourth arm sections 14a to 14d.
(電子部品屑の処理方法)
本発明の実施の形態に係る電子部品屑5の処理方法の一例を図11に示す。本発明の実施の形態に係る電子部品屑の処理方法は、電子部品屑5を少なくとも2段階の風力選別(S2、S4)により処理する工程と、メタルソータを用いた金属選別工程(S6)により基板屑を選別する工程を少なくとも含むことができる。
(Method of Disposing of Scrap Electronic Components)
An example of a method for processing scrap electronic components 5 according to an embodiment of the present invention is shown in Fig. 11. The method for processing scrap electronic components according to an embodiment of the present invention can include at least a step of processing scrap electronic components 5 by at least two stages of air sorting (S2, S4), and a step of sorting scrap circuit boards by a metal sorting step (S6) using a metal sorter.
本発明の実施の形態に係る処理方法によれば、物理選別の初期段階において、まず風力選別を2段階に分けて行う(S2、S4)ことにより、初期に磁力選別の処理を行う場合に比べて有価金属のロスを抑えることができ、より多くの有価金属を濃縮しながら、多量の電子部品屑5を一気に選別処理することができる。そして、2段階の風力選別の後、処理に時間を要するメタルソータを用いた選別処理(S6)を組み合わせることによって、電子部品屑5の処理量を増大しながら、製錬阻害物質を除去して、有価金属を効率的に回収することができる。 According to the processing method according to the embodiment of the present invention, in the initial stage of physical sorting, air sorting is first performed in two stages (S2, S4), which makes it possible to reduce the loss of valuable metals compared to when magnetic sorting is performed in the initial stage, and to sort a large amount of electronic component scraps 5 at once while concentrating more valuable metals. Then, by combining the two stages of air sorting with a sorting process using a metal sorter (S6), which requires time for processing, it is possible to increase the amount of electronic component scraps 5 processed while removing smelting inhibitors and efficiently recovering valuable metals.
一実施形態においては、本発明の実施の形態に係る電子部品屑5の処理方法は、電子部品屑5の中から塊状銅線屑を取り除く前選別工程(S1)と、前選別後の電子部品屑5を風力選別して粉状物及びフィルム状の屑を軽量物側に移行させて取り除く風力選別工程(S2)と、風力選別で得られる重量物を篩別し、線状(長尺状)銅線屑を取り除く篩別工程(S3)と、二段階目の風力選別工程(S4)と、線状銅線屑除去後の電子部品屑5から、カラーソータを用いて銅等の有価金属を含む基板屑を取り除く色彩選別工程(S5)と、色彩選別工程後の電子部品屑5の中からメタルソータを用いて銅等の有価金属を含む基板屑を更に取り除く金属選別工程(S6)を含むことができる。 In one embodiment, the method for processing electronic component scraps 5 according to the embodiment of the present invention can include a pre-sorting process (S1) for removing lump copper wire scraps from electronic component scraps 5, an air sorting process (S2) for air sorting the electronic component scraps 5 after the pre-sorting to move powdery and film-like scraps to the lighter side and remove them, a sieving process (S3) for sieving the heavy materials obtained by the air sorting and removing linear (long) copper wire scraps, a second-stage air sorting process (S4), a color sorting process (S5) for removing circuit board scraps containing valuable metals such as copper from the electronic component scraps 5 after the linear copper wire scraps have been removed using a color sorter, and a metal sorting process (S6) for further removing circuit board scraps containing valuable metals such as copper from the electronic component scraps 5 after the color sorting process using a metal sorter.
一段階目の風力選別工程(S2)と二段階目の風力選別工程(S4)との間に篩別工程(S3)を備えることにより、電子部品屑5に含まれる線屑を除去することができる。篩別工程では、スリット状の篩を有する篩別機を用いて処理することが好ましい。篩別工程(S3)においては、篩別により、線屑の他に粉状物も除去することができる。篩別後の粉状物及び銅線屑は、焼却前処理工程を経由して製錬工程に送ることで、部品屑中の有価金属をより効率的に回収できる。また、風力選別工程(S4)の後に色彩選別工程(S5)が実施されることにより、金属選別工程(S6)に送られる処理対象物の金属含有比率を下げることができるため、金属選別工程(S6)における選別工程をより高くすることができる。 By providing a screening process (S3) between the first stage wind sorting process (S2) and the second stage wind sorting process (S4), wire scraps contained in the electronic component scraps 5 can be removed. In the screening process, it is preferable to use a screening machine with a slit-shaped sieve. In the screening process (S3), powdery matter can be removed in addition to wire scraps by screening. The powdery matter and copper wire scraps after screening can be sent to a smelting process via an incineration pretreatment process, so that valuable metals in the component scraps can be recovered more efficiently. In addition, by performing a color sorting process (S5) after the wind sorting process (S4), the metal content ratio of the processing object sent to the metal sorting process (S6) can be reduced, so that the sorting process in the metal sorting process (S6) can be made higher.
更に、二段階目の風力選別工程(S4)で得られる重量物の中には、銅製錬工程で処理すべき基板が一部混入する場合がある。よって、二段階目の風力選別工程(S4)で得られる重量物を、磁力選別、渦電流選別、カラーソータ、手選別、ロボット等の処理により更に分類することで、銅製錬工程で処理すべき基板を分離して製錬工程に送ることができるため、有価金属の回収効率が高まる。 Furthermore, some of the heavy materials obtained in the second stage wind sorting process (S4) may be mixed with substrates to be processed in the copper smelting process. Therefore, by further sorting the heavy materials obtained in the second stage wind sorting process (S4) using magnetic sorting, eddy current sorting, color sorting, manual sorting, robots, etc., the substrates to be processed in the copper smelting process can be separated and sent to the smelting process, thereby increasing the recovery efficiency of valuable metals.
例えば、二段階目の風力選別工程(S4)で得られる重量物を、前選別工程(S7)を経て、磁力選別工程(S8)に送る。磁力選別工程(S8)では、重量物から鉄を含む原料を、製錬工程の系外原料として除去する。磁力選別工程(S8)後には渦電流選別工程(S9)が行われ、更に、前選別工程(S10)が行われ、アルミ、合成樹脂類(プラスチック)、SUSを含む屑等を除去し、残った基板屑を製錬工程へ送る。 For example, the heavy objects obtained in the second stage wind sorting process (S4) are sent to the magnetic sorting process (S8) via the pre-sorting process (S7). In the magnetic sorting process (S8), raw materials containing iron are removed from the heavy objects as raw materials outside the smelting process. After the magnetic sorting process (S8), an eddy current sorting process (S9) is carried out, and further, a pre-sorting process (S10) is carried out to remove scraps containing aluminum, synthetic resins (plastics), and SUS, and to send the remaining circuit board scraps to the smelting process.
本発明の実施の形態に係る電子部品屑5の処理方法では、図1に示す選別システム100を、風力選別工程(S2、S4)の前後の前選別工程(S1、S7)、或いは、渦電流選別工程(S9)後の前選別工程(S10)に導入することにより、電子部品屑5の中から、製錬工程で処理可能な有価金属を含む製錬原料、或いは、貴金属を含まず、且つ、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、合成樹脂のいずれかを含む、系外原料を、効率良く迅速に処理することができる。これにより、手選別を適用する場合に比べて、電子部品屑5をより効率良く選別処理することが可能となり、より大量の電子部品屑5の機械的処理が可能となる。 In the method for processing electronic component scraps 5 according to the embodiment of the present invention, the sorting system 100 shown in FIG. 1 is introduced into the pre-sorting process (S1, S7) before or after the wind sorting process (S2, S4), or into the pre-sorting process (S10) after the eddy current sorting process (S9), so that smelting raw materials containing valuable metals that can be processed in the smelting process, or external raw materials that do not contain precious metals and contain any of iron, aluminum, stainless steel, and synthetic resin, can be efficiently and quickly processed from the electronic component scraps 5. This makes it possible to sort and process the electronic component scraps 5 more efficiently than when manual sorting is applied, and makes it possible to mechanically process a larger amount of electronic component scraps 5.
また、本実施形態に係る電子部品屑5の処理方法では、上記の前選別工程(S1、S7、S10)に限定されるものではなく、各選別処理に適宜組み合わせて利用することも可能である。例えば、電子部品屑5を各種選別工程(S3~S6、S8~S9)で処理する前又は後で適宜必要な時に、画像認識部2において画像認識を行い、図9(a)~図10に示すロボットハンド11を備える選別装置を用いて対象物を抽出する選別処理を行うこともまた好ましい。 The method for processing electronic component scraps 5 according to this embodiment is not limited to the above pre-sorting steps (S1, S7, S10), but can be used in appropriate combination with each sorting process. For example, it is also preferable to perform image recognition in the image recognition unit 2 before or after processing the electronic component scraps 5 in the various sorting steps (S3 to S6, S8 to S9) as needed, and to perform a sorting process in which the target objects are extracted using a sorting device equipped with a robot hand 11 shown in Figures 9(a) to 10.
特に、前選別工程(S7)、磁力選別工程(S8)、渦電流選別工程(S9)、前選別工程(S10)で系外原料として選別される原料には、単体原料の他に、製錬原料と系外原料とが混在する混合屑が多く存在する。この複合屑に対して、本実施形態に係る画像認識処理を行い、図9(a)~図10に示すロボットハンド11を備える選別装置を用いて対象物を抽出する選別処理を実施することにより、従来、手作業で行っていた作業を機械化することができるため、選別処理を高速化することができるとともに、系外原料中の単体屑と製錬原料を含有する混合屑の中から混合屑又は単体屑を適切に判定することが可能となる。 In particular, the raw materials selected as external raw materials in the pre-sorting process (S7), magnetic sorting process (S8), eddy current sorting process (S9), and pre-sorting process (S10) contain a large amount of mixed scrap containing smelting raw materials and external raw materials in addition to single raw materials. By performing the image recognition process according to this embodiment on this composite scrap and carrying out a sorting process to extract the target object using a sorting device equipped with a robot hand 11 shown in Figures 9 (a) to 10, it is possible to mechanize the work that was previously performed manually, thereby speeding up the sorting process and making it possible to appropriately determine whether the mixed scrap is individual scrap or individual scrap from the mixed scrap containing the individual scrap in the external raw materials and the smelting raw materials.
また、例えば、風力選別工程(S4)で選別される重量物中のAlを含む部品屑は、渦電流選別工程(S9)によりAl屑として系外原料側に選別されるが、このAl屑には、図12(a)~図12(c)に示すようなAlの単体屑だけでなく、図14(a)~図14(c)に示すようなAlを含む混合屑も含まれる。そのため、渦電流選別工程(S9)で選別されるAl屑に対して、本実施形態に係る選別手法を用いて部品屑の特徴を解析し、更に図9(a)~図10に示すロボットハンド11を備える選別装置を用いて対象物を抽出する選別処理を行うことにより、図12(a)~図12(c)に示すようなAlの単体屑と図14(a)~図14(c)に示すようなAlを含む混合屑とを選別することができる。そして、選別された混合屑を、有価物を含む製錬原料として製錬工程へ投入することにより、有価物の回収効率を向上できる。 For example, part scraps containing Al in the heavy objects sorted in the wind sorting process (S4) are sorted as Al scraps to the external raw material side in the eddy current sorting process (S9). This Al scrap includes not only single Al scraps as shown in Figs. 12(a) to 12(c), but also mixed scraps containing Al as shown in Figs. 14(a) to 14(c). Therefore, by analyzing the characteristics of the part scraps using the sorting method according to this embodiment for the Al scraps sorted in the eddy current sorting process (S9), and further performing a sorting process to extract the target objects using a sorting device equipped with a robot hand 11 shown in Figs. 9(a) to 10, it is possible to sort single Al scraps as shown in Figs. 12(a) to 12(c) and mixed scraps containing Al as shown in Figs. 14(a) to 14(c). Then, by inputting the sorted mixed scraps into the smelting process as a smelting raw material containing valuables, the recovery efficiency of valuables can be improved.
風力選別工程(S4)で選別される重量物中のFeを含む部品屑は、その後の磁力選別工程(S8)によって系外原料であるFe屑として選別される。ここで選別されるFe屑には、図13(a)及び図13(b)に示すようなFeを単体で含む単体鉄屑の他に、図15(a)~図(c)に示すようなFeに他の部品屑が付着した、銅コイル付き鉄芯、基板付き鉄屑又は鉄芯、あるいは、リード線付き基板等の混合鉄屑等が含まれる。そのため、磁力選別工程(S8)で処理されたFe屑について、本実施形態に係る処理方法を利用し、これらを部品の特性毎に判別することで、単体鉄屑と混合鉄屑とを含むFe屑の中から、所定の混合鉄屑を抽出することができる。混合鉄屑と判断されたものは、ピッキング等によって有価物側(製錬原料側)に仕分けすることで、有価物の回収効率を向上させることができる。 The Fe-containing scrap parts in the heavy objects separated in the wind separation process (S4) are separated as Fe scrap, which is an external raw material, in the subsequent magnetic separation process (S8). The Fe scraps separated here include single iron scraps containing Fe alone as shown in Figures 13(a) and 13(b), as well as mixed iron scraps such as iron cores with copper coils, iron scraps or iron cores with boards, or boards with lead wires, in which other scrap parts are attached to Fe as shown in Figures 15(a) to 15(c). Therefore, by using the processing method according to this embodiment for the Fe scraps processed in the magnetic separation process (S8) and discriminating them by part characteristics, it is possible to extract a predetermined mixed iron scrap from the Fe scraps containing single iron scraps and mixed iron scraps. The scraps determined to be mixed iron scraps can be sorted into valuable materials (smelting raw material side) by picking, etc., thereby improving the recovery efficiency of valuable materials.
(製錬工程)
本発明の実施の形態に係る電子部品屑5の処理方法は、各物理選別工程(S1~S10)でそれぞれ選別された有価金属を含む処理原料を製錬する製錬工程を更に有する。
(Smelting process)
The method for processing scrap electronic components 5 according to the embodiment of the present invention further includes a smelting step for smelting the processing raw material containing valuable metals that have been sorted out in each of the physical sorting steps (S1 to S10).
有価金属として銅を回収する場合は、溶錬炉を用いた製錬が行われる。製錬工程には、例えば、電子部品屑5を焼却する工程と、焼却物を破砕及び篩別する工程と、破砕及び篩別処理した処理物を銅製錬する工程とを備える。製錬工程の処理能力に応じて、電子部品屑5を焼却する工程は省略してもよい。 When copper is recovered as a valuable metal, smelting is performed using a smelting furnace. The smelting process includes, for example, a process of incinerating the scrap electronic components 5, a process of crushing and sieving the incinerated material, and a process of smelting the crushed and sieved material into copper. Depending on the processing capacity of the smelting process, the process of incinerating the scrap electronic components 5 may be omitted.
製錬工程において、電子部品屑5を破砕及び篩別する工程は、電子部品屑5を製錬処理に好ましいサイズに成形する処理であれば任意の手法を選択できる。図11に示す物理選別工程が、製錬工程における焼却工程、破砕及び篩別する工程の前に行われることにより、有価金属をより効率的に回収しながら製錬阻害物質となる鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、合成樹脂のいずれかを含む原料を系外へ効率良く送ることができる。 In the smelting process, the process of crushing and sieving the electronic component scraps 5 can be performed by any method that can mold the electronic component scraps 5 into a size suitable for the smelting process. By performing the physical separation process shown in FIG. 11 before the incineration process and the crushing and sieving process in the smelting process, valuable metals can be recovered more efficiently while efficiently sending raw materials containing any of the following smelting inhibitors, iron, aluminum, stainless steel, and synthetic resin, out of the system.
以下に制限されるものではないが、本実施形態に係る製錬工程としては、自溶炉法を用いた銅製錬工程が好適に利用できる。自溶炉法を用いた銅製錬工程としては、例えば、自溶炉のシャフトの天井部から銅精鉱と溶剤と電子部品屑5を装入する。装入された精鉱及び電子部品屑5が、自溶炉のシャフトにおいて溶融し、自溶炉のセットラーにおいて例えば50~68%の銅を含むマットとそのマットの上方に浮遊するスラグとに分離される。電子・電気機器部品中の銅、金、銀などの有価金属は、自溶炉内を滞留するマットへ吸収されることで、電子部品屑5中から有価金属を回収できる。 Although not limited to the following, a copper smelting process using a flash smelting furnace method can be suitably used as the smelting process according to this embodiment. In a copper smelting process using a flash smelting furnace method, for example, copper concentrate, solvent, and scrap electronic components 5 are charged from the ceiling of the shaft of a flash smelting furnace. The charged concentrate and scrap electronic components 5 are melted in the shaft of the flash smelting furnace, and separated in the settler of the flash smelting furnace into matte containing, for example, 50 to 68% copper and slag floating above the matte. Valuable metals such as copper, gold, and silver in electronic and electrical equipment parts are absorbed into the matte retained in the flash smelting furnace, and the valuable metals can be recovered from the scrap electronic components 5.
銅製錬においては、銅を製造するとともに、金、銀などの貴金属をより多く回収するために、処理する原料として銅、金、銀など有価金属の含有量の多い電子部品屑5をできるだけ多く投入して処理することが重要である。一方、電子部品屑5には、銅製錬における製品、副製品の品質に影響を与える物質及び/又は銅製錬のプロセスに影響を与える製錬阻害物質が含有される。例えば、上記のようなSb、Ni等の元素を含有する物質の溶錬炉への投入量が多くなると、銅製錬で得られる電気銅の品質が低下する場合がある。 In copper smelting, in order to produce copper and recover as many precious metals as possible, it is important to input and process as much electronic component scrap 5 as possible, which has a high content of valuable metals such as copper, gold, and silver. On the other hand, electronic component scrap 5 contains substances that affect the quality of the products and by-products produced in copper smelting and/or smelting inhibitors that affect the copper smelting process. For example, if a large amount of substances containing elements such as Sb and Ni are input into the smelting furnace, the quality of the electrolytic copper obtained by copper smelting may decrease.
また、銅製錬などの非鉄金属製錬工程では、精鉱の酸化によって発生する二酸化硫黄から硫酸を製造するが、二酸化硫黄に炭化水素が混入すると、産出される硫酸が着色する場合がある。炭化水素の混入源としては、例えばプラスチックなどの合成樹脂類などが挙げられるが、銅製錬へ持ち込まれる電子部品屑5の構成によっては、このような合成樹脂類が多く含まれる場合がある。合成樹脂類は、溶錬炉内での急激な燃焼、漏煙のほか局所加熱による設備劣化を生じさせる恐れもある。 In non-ferrous metal smelting processes such as copper smelting, sulfuric acid is produced from sulfur dioxide generated by the oxidation of concentrates, but if hydrocarbons are mixed into the sulfuric oxide, the sulfuric acid produced may become discolored. Sources of hydrocarbon contamination include synthetic resins such as plastics, and depending on the composition of the electronic component scraps 5 brought to the copper smelter, they may contain a large amount of such synthetic resins. Synthetic resins may cause sudden combustion and smoke leakage in the smelting furnace, as well as equipment deterioration due to localized heating.
更に、Al、Feなどが溶錬炉内に一定以上の濃度で存在すると、例えば、銅製錬のプロセスでスラグ組成に変化を与え、有価金属のスラグへの損失、いわゆるスラグロスに影響する場合もある。また、Cl、Br、F等のハロゲン元素が溶錬炉へ投入される電子部品屑5中に多く含まれていると、銅製錬の排ガス処理設備の腐食や硫酸触媒の劣化を引き起こす場合がある。このような製錬阻害物質の混入の問題は、電子部品屑5の処理量が多くなるにつれて顕在化し、製錬工程に負担がかかるという問題が生じてきている。 Furthermore, if Al, Fe, etc. are present in the smelting furnace at a certain concentration or higher, it can change the slag composition in the copper smelting process, for example, and affect the loss of valuable metals to the slag, or so-called slag loss. Also, if halogen elements such as Cl, Br, F, etc. are present in large amounts in the electronic component scrap 5 fed into the smelting furnace, they can cause corrosion of the copper smelting exhaust gas treatment equipment and deterioration of the sulfuric acid catalyst. The problem of the inclusion of such smelting inhibitors becomes more apparent as the amount of electronic component scrap 5 being processed increases, resulting in problems such as a burden on the smelting process.
本発明の実施の形態に係る電子部品屑5の処理方法によれば、製錬工程の前に、図11に示すような電子部品屑5の物理選別工程を備える。これにより、製錬工程に持ち込まれる製錬阻害物質の割合を極力抑えるとともに、電子部品屑5の処理量を増やし、銅及び有価金属を含む電子部品屑5の割合を多くして銅及び有価金属を効率的に回収することが可能となる。 According to the method for processing scrap electronic components 5 according to an embodiment of the present invention, a physical separation process for scrap electronic components 5 as shown in FIG. 11 is provided prior to the smelting process. This makes it possible to minimize the proportion of smelting inhibitors brought into the smelting process, increase the amount of scrap electronic components 5 that is processed, and increase the proportion of scrap electronic components 5 that contains copper and valuable metals, thereby enabling efficient recovery of copper and valuable metals.
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。即ち、本開示は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。 The present invention has been described using the above embodiments, but the descriptions and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting this invention. In other words, this disclosure is not limited to the above embodiments, and the components can be modified and embodied without departing from the spirit of the disclosure.
1…選別部
2…画像認識部
3…搬送部
4…搬送部
5…電子部品屑
10…ピッキングロボット
11…ロボットハンド
12…固定部
13…吸引部
14…挟持部
13a…吸引パッド
13b…真空発生器
14a~14d…アーム部
20…画像解析手段
21…撮像手段
22…ネットワーク
23…領域検出部
24…選別システム
25…サーバ
30…搬送面
51、52、53…検査エリア
100…選別システム
120…入力手段
130…出力手段
141a~141d…爪部
200…制御手段
201…撮像制御手段
202…位置形状識別手段
203…特徴解析手段
204…分類手段
205…識別情報作製手段
207…移動追従手段
210…記憶装置
211…マルチスペクトル撮像データ記憶手段
212…領域検出用データ記憶手段
213…色特性情報記憶手段
214…分類情報記憶手段
215…識別情報記憶手段
1...Sorting section 2...Image recognition section 3...Transport section 4...Transport section 5...Electronic component scraps 10...Picking robot 11...Robot hand 12...Fixing section 13...Suction section 14...Clamping section 13a...Suction pad 13b...Vacuum generators 14a to 14d...Arm section 20...Image analysis means 21...Imaging means 22...Network 23...Area detection section 24...Sorting system 25...Server 30...Transport surfaces 51, 52, 53...Inspection area 100...Sorting system 1 20...input means 130...output means 141a to 141d...claw portion 200...control means 201...imaging control means 202...position and shape identification means 203...characteristic analysis means 204...classification means 205...identification information creation means 207...movement tracking means 210...storage device 211...multispectral imaging data storage means 212...area detection data storage means 213...color characteristic information storage means 214...classification information storage means 215...identification information storage means
Claims (8)
各電子部品屑が有する特定の色彩の情報を含む抽出色情報と、各電子部品屑の全面積に対して前記特定の色彩が占める面積の比の情報を含む抽出色面積情報とを含む特徴を用いて、各電子部品屑の特徴を解析し、特徴解析情報を得る特徴解析工程と、
前記位置形状識別情報及び前記特徴解析情報に基づいて、同一形状で同一位置にある一の電子部品屑に対して関連付けられた前記特定の色彩と前記特定の色彩が占める前記面積の比の情報を含む特徴を用いて、各電子部品屑を予め定められた部品種毎に分類する分類工程と
を含み、
前記抽出色面積情報が、特定の抽出色に対し面積率の比の閾値を2値以上有することを含み、
前記分類工程が、同一形状で同一位置にある位置の電子部品屑に対し、前記特定の抽出色が抽出された場合に、前記特定の抽出色に対して予め設定された前記面積の比の2以上の閾値の情報に基づいて、前記電子部品屑を選別対象物と選別除外物とに分類することを含む電子部品屑の分類方法。 a position and shape identifying step of identifying a position and a shape of each electronic component scrap from among a plurality of electronic component scraps having different shapes, and obtaining position and shape identifying information including position information and shape information of each electronic component scrap;
a feature analysis step of analyzing the features of each electronic component scrap using features including extracted color information including information on a specific color possessed by each electronic component scrap and extracted color area information including information on the ratio of the area occupied by the specific color to the total area of each electronic component scrap to obtain feature analysis information;
a classification process for classifying each electronic component scrap into a predetermined component type using characteristics including information on the specific color associated with an electronic component scrap having the same shape and being in the same position, based on the position/shape identification information and the characteristic analysis information, and the specific color and the ratio of the area occupied by the specific color ,
the extracted color area information includes two or more thresholds of an area ratio for a specific extracted color;
The method for sorting electronic component scraps includes, when the specific extracted color is extracted for electronic component scraps of the same shape and in the same position, sorting the electronic component scraps into items to be sorted and items to be excluded from sorting based on information of two or more threshold values of the area ratio that are preset for the specific extracted color .
撮像エリア内の前記複数の電子部品屑に対して領域検出用光を照射して、領域検出用データを取得し、前記領域検出用データを用いて、各電子部品屑の位置情報と形状情報を含む位置形状識別情報を作製することを含む請求項1に記載の電子部品屑の分類方法。 The position and shape identification step includes:
2. The method for classifying electronic component scraps according to claim 1, further comprising: irradiating area detection light onto the plurality of electronic component scraps within an imaging area to obtain area detection data; and using the area detection data to create position and shape identification information including position information and shape information of each electronic component scrap.
各電子部品屑が有する特定の色彩の情報を含む抽出色情報と、各電子部品屑の全面積に対して前記特定の色彩が占める面積の比の情報を含む抽出色面積情報とを含む特徴を用いて、各電子部品屑の特徴を解析し、特徴解析情報を得る特徴解析工程と、
前記位置形状識別情報及び前記特徴解析情報に基づいて、同一形状で同一位置にある一の電子部品屑に対して関連付けられた前記特定の色彩と前記特定の色彩が占める前記面積の比の情報を含む特徴を用いて、各電子部品屑を予め定められた部品種毎に分類する分類工程と、
前記分類工程の分類結果及び前記位置形状識別情報に基づいて、前記複数の電子部品屑の中から抽出すべき電子部品屑を抽出する抽出工程と
を含み、
前記抽出色面積情報が、特定の抽出色に対し面積率の比の閾値を2値以上有することを含み、
前記分類工程が、同一形状で同一位置にある位置の電子部品屑に対し、前記特定の抽出色が抽出された場合に、前記特定の抽出色に対して予め設定された前記面積の比の2以上の閾値の情報に基づいて、前記電子部品屑を選別対象物と選別除外物とに分類することを含む電子部品屑の処理方法。 a position and shape identifying step of identifying a position and a shape of each electronic component scrap from among a plurality of electronic component scraps having different shapes, and obtaining position and shape identifying information including position information and shape information of each electronic component scrap;
a feature analysis step of analyzing the features of each electronic component scrap using features including extracted color information including information on a specific color possessed by each electronic component scrap and extracted color area information including information on the ratio of the area occupied by the specific color to the total area of each electronic component scrap to obtain feature analysis information;
a classification process for classifying each electronic component scrap into a predetermined component type using features including information on the specific color and the ratio of the area occupied by the specific color associated with one electronic component scrap having the same shape and located at the same position based on the position/shape identification information and the feature analysis information ;
an extraction step of extracting electronic component scraps to be extracted from the plurality of electronic component scraps based on a classification result of the classification step and the position and shape identification information ,
the extracted color area information includes two or more thresholds of an area ratio for a specific extracted color;
The method for processing scrap electronic components includes, when the specific extracted color is extracted from scrap electronic components of the same shape and in the same position, classifying the scrap electronic components into items to be sorted and items to be excluded from sorting based on information of two or more threshold values of the area ratio that are preset for the specific extracted color .
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001009435A (en) | 1999-06-30 | 2001-01-16 | Hitachi Ltd | Waste treatment method and equipment |
| JP2001153965A (en) | 1999-11-26 | 2001-06-08 | Hitachi Ltd | Apparatus and method for sorting and recovering metal |
| JP2002210417A (en) | 2001-01-17 | 2002-07-30 | Hitachi Ltd | Metal sorting and recovery system and method |
| JP2007505733A (en) | 2003-09-20 | 2007-03-15 | キネテイツク・リミテツド | Apparatus and method for classifying targets in a waste stream |
| US20170014868A1 (en) | 2015-07-16 | 2017-01-19 | UHV Technologies, Inc. | Material sorting system |
| JP2018189564A (en) | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 株式会社キーエンス | Image inspection device and image inspection method |
| US20190299255A1 (en) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Huron Valley Steel Corporation | Vision and analog sensing scrap sorting system and method |
| JP2020062633A (en) | 2018-10-19 | 2020-04-23 | 株式会社御池鐵工所 | Waste sorting device and waste sorting method |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001009435A (en) | 1999-06-30 | 2001-01-16 | Hitachi Ltd | Waste treatment method and equipment |
| JP2001153965A (en) | 1999-11-26 | 2001-06-08 | Hitachi Ltd | Apparatus and method for sorting and recovering metal |
| JP2002210417A (en) | 2001-01-17 | 2002-07-30 | Hitachi Ltd | Metal sorting and recovery system and method |
| JP2007505733A (en) | 2003-09-20 | 2007-03-15 | キネテイツク・リミテツド | Apparatus and method for classifying targets in a waste stream |
| US20170014868A1 (en) | 2015-07-16 | 2017-01-19 | UHV Technologies, Inc. | Material sorting system |
| JP2018189564A (en) | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 株式会社キーエンス | Image inspection device and image inspection method |
| US20190299255A1 (en) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Huron Valley Steel Corporation | Vision and analog sensing scrap sorting system and method |
| JP2020062633A (en) | 2018-10-19 | 2020-04-23 | 株式会社御池鐵工所 | Waste sorting device and waste sorting method |
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