Mašīnbūves kompetences centra ietvaros PERUZA ievieš jaunas tehnoloģijas

Darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.2.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt privātā sektora investīcijas P&A” 1.2.1.1. pasākumā “Atbalsts jaunu produktu un tehnoloģiju izstrādei kompetences centru ietvaros” SIA “MAŠĪNBŪVES KOMPETENCES CENTRS” no 2019.gada 1.aprīļa līdz  2021.gada 31.decembrim īsteno projektu Nr.1.2.1.1/18/A/008 “Mašīnbūves kompetences centrs”.

Projekta “Mašīnbūves kompetences centrs” ietvaros SIAPERUZA” 2019. gada 1.aprīlī uzsāk pētniecības projekta Nr. 1.1“Procesa izpēte un prototipa izveidošana sadzīves atkritumu tūlītējas dalītas šķirošanas konteinerstacijai ar lokāli un attālināti vadītu robotmanipulatoru pielietojumu un izveidojumu daudzdzīvokļu māju pagalmos” īstenošanu.

Pētniecības projekta mērķis ir izveidot kompaktu autonomu atkritumu pieņemšanas un tūlītējas šķirošanas konteineršūnu, kurā tiks veikta tūlītēja vaļīgi sabērto atkritumu  šķirošana ar robotmanipulatoriem, ko vadīs lokālā datorredzes un analīzes sistēma, kuru trenēs mākslīgā intelekta sistēma, kura atradīsies attālināti, kurai paralēli asistēs šo manipulatoru parka operatori – cilvēki, kas atrisinās datorredzei nesaprotamus gadījumus. Sašķirotie atkritumi tiks pārvietoti dalītās uzkrāšanas kasetēs un jau sašķiroti tiks nogādāti tālākajai apstrādei.

Pētījumu plānots realizēt līdz 2021.gada 30.novembrim.

Projekta kopējās izmaksas plānotas EUR 857 028.00, tai skaitā EUR 345 249.30 Eiropas Reģionālās attīstības fonda finansējums.

Laika periodā no 01.04.2019- 30.06.2019 Pētījuma veikšanai izveidotas 3 iesaistīto inženieru grupas, tika pētīti zināmie atkritumu šķirošanas paņēmieni, to automatizācijas pieredze, izmantotie mehāniskie un automatizācijas risinājumi. Apzinātas iespējamās mehanizācijas un robotizācijas problēmas. Dažādu datorredzes un citu sensoru pielietojums, izmantoti dažādi risinājumu salikumi. Veikta, uz atkritumu šķirošanas rūpnīcām, piegādāto atkritumu uzmērīšana un klasifikācija pēc to formas un izmēru parametriem, pēc to materiāla un piesārņojuma pakāpes ar citiem atkritumiem.

Laika posmā no 01.07.2019 – 30.09.2019 pētījumā veiktas dažādu sadzīves atkritumu masu un to salikumu morfoloģiskās izpētes, atkritumu veidu zināmo atdalīšanas paņēmienu analīze, vaļēji sabērtu atkritumu atdalīšanas veidu izpēte; atkritumos pieejamo objektu materiālu izpēte, to satveršanai un pārvietošanai zināmo orgānu un paņēmienu izpēte un paņēmienu novērtējumi ir sagatavojuši pamatu projektā iecerēto prototipu konstruktīvā un funkcionālā risinājuma robežlielumu noteikšanai. Salīdzināti zināmie paņēmieni un instrumentu kopa, pārbaudītas jaunu paņēmienu hipotēzes un to prototipi, izveidota  risinājumu matrica  piemēroto paņēmienu un instrumentu izvēlei Latvijā pieejamo atkritumu efektīvai atdalīšanai.

Laika posmā no 01.10.2019 – 31.12.2019  veikta dažādu materiālu satvērēju un to pieejamo piedziņu risinājumu izmēģinājumi atkritumu poligonos. Risinājumu matricas veidošana prototipu formulējumam jaunu paņēmienu atkritumu efektīvai atdalīšanai. Iekārtas un apstrādājamo materiālu mijiedarbības pieejamo risinājumu salāgošana. Vienkāršu funkcionālu satvērēju modeļu darbības pārbaude ar atsevišķiem atkritumu veidiem Veikti dažādu dzērienu iepakojuma materiālu atpazīšanas testi ar dažādu sensoru kombināciju. Turpināts pētīt un salīdzināt paņēmienus un instrumentus atkritumu satveršanai un atdalīšanai. Izveidots atkritumu šķirošanas lokālās stacijas 3D modelis.

Laika posmā no 01.01.2020 – 30.03.2020

Veiktas eksperimentu sērijas ar dažādiem polimēru spektrālas analīzes metodēm. Vislabāk piemērotos rezultātus izdevās iegūt ar hiperspectrālo analīzi, kas papildināta ar sarežģītu attēlu matemātiskas apstrādes modeli. Lai gan lielāko daļu sadzīves atkritumu objektu var atpazit un atšķirot ar vienkāršakiem datorredzes paņemieniem, polimēru materiali bieži rada izaicinājumus tos pareizi atpazīt. Īpaši problemātiski ir PET grupas materiali, tādi kā pamatkompozīcija, PET-G un PET SHEET, kam ir tuvas optiskas īpašības. Jāunā pielietotā metode ļāuj risināt šos sarežģītos uzdevumus un veidot stabili strādajošus šķirošanas risinājumus.

Problēmas sadzīves atkritumu šķirošanā rada liela izmēra plakani objekti kā plēves, papīrs, tekstīlijas. Eksperimentālās izstrādes gaitā tiek veidotas vairākas palīgierīces, kas veic minēto plakano objektu priekšatšķirošanu, tādejādi uzlabojot vērtīgo otrreizējo izejvielu atgūšanu.

Veidojot optimālus atkritumu risinājumu iekārtu salikumus, ir konstatēts, ka optimāli ir kombinēt atvieglotas konstrukcijas robotmanipulatorus ar attīstītām sensoru un datorvadības sistēmām, tāpēc ir uzsākta šāda atvieglota manipulatora konstruēšana.

Laika posmā no 01.04.2020 – 30.06.2020

Periodā paveiktais 1.aktivitātē “Rūpnieciskais pētījums”: Polimēru materiālu atpazīšanas pētījumi pēc to atstarošanās īpašībām NIR (Near InfraRed) spektra daļā.

Polimēru materiāli ir vērtīga otrreizēja izejviela, taču tikai tad, ja tie nav sajaukti savā starpā. Īpaši izaicinoši ir ātri atšķirot caurspīdīgus polimēru materiālus, tādus kā PET, PET-G, PET sheet, PC, PVC. Pētījumos atklāts, ka pietiekami precīzi un ar saprātīgām izmaksām šo uzdevumu var veikt izmantojot hiperspekrālās kameras, kas analizē noteikta garuma gaismas starus tuvu infrasarkanajam spektram, kas atstarojas no materiāla. Pētījumu rezultātā ir veikts iepirkums, lai 2.aktivitatē “Eksperimentālā izstrāde” šo risinājumu ieviestu iekārtā. Attēlā parādītas histogrammas, kuras redzamas spektrālo līniju atšķirības, kas var palīdzēt korekti atpazīt dažādus polimēru materiālus.

Periodā paveiktais 2.aktivitatē “Eksperimentālā izstrāde”: Datorizētas robotizētas iekārtas risinājuma prototipa konstruēšana un izgatavošana

Lai izmaksu efektīvi un sekmīgi veiktu sadzīves atkritumu šķirošanu tuvu to radīšanas vietai, ir jāizveido efektīvs piemērots robotmanipulators. Esošie tirgū pieejamie manipulatori ir veidoti precīzāku uzdevumu veikšanai, tāpēc tie ir salīdzinoši dārgi. PERUZA izstrādā datorizētas robotizētas iekārtas risinājuma prototipu, kas tieši atbilstu uzdevumam. Ir izveidots un sekmīgi izmēģināts prototips, lai noskaidrotu, ka tā konstrukcija ir mehāniski darboties spējīga. Tālākā darbā ir jāstrādā pie nepieciešamo satvērējmehānismu izveides un pilnveides.

Laika posmā no 01.04.2020-30.09.2020 (3.pētijuma periods)

Rūpnieciskā pētījuma sadaļā tika veikti iepazīšanās darbi ar hiperspektrālās analīzes kameru SPECIM FX-17 un dažādu materiālu izpētes darbi, savukārt Eksperimentālās izstrades sadaļā tika konstruētas, izgatavotas un testētas vairākas vienkāršota manipulatora modifikācijas.
Līdzšinēji zināmie dažādu atkritumu atpazīšanas paņēmieni, tai skaitā datora vadīta spektrālā analīze, ir devusi līdz 80% materiāla atpazīšanas un korektas klasifikācijas precizitāti. Visi zināmie paņēmieni vislabāko rezultatu ir devuši gadījumos, kad materiāli tiek padoti izkliedēti un vēlams priekšatdalīti.
Pētījumi tika veikti tieši ar hiperspektrālo metodi, pielietojot svītras nolasīšanas paņēmienu. Šīm nolūkam PERUZA ir iegādājusies hiperspektrālās redzes kameru SPECIM FX-17, kuras darbības apgūšana un eksperimentu veikšana bija svarīgākais Rūpnieciska pētījuma sadaļas uzdevums. Iegūtie rezultati liek secināt, ka hiperspektrālā analīze ir piemērota rūpnieciskajiem tiešsaistes lietojumiem, kur tiek mērīti kustīgi un mainīgi mērķi un nepieciešama spektrālā līdzreģistrācija. Izvērtējot gaismas savākšanas efektivitāti un apgaismojuma izmantošanas efektivitāti, pētījuma rezultāti ir pierādījuši, ka hiperspektrālās analīzes svītras paņemiens paspējīgs strādāt ar līdz 900 reizes īsāku ekspozīcijas laiku, pie tam dodot arī augstāku integrālā attēla veidošanas ātrumu.
3.starpposmā sasniegts uzstādītais mērķis – Eksperimentālās izstrādē sadaļā ir veikta vienkāršota manipulatora konstruēšana, izgatavošana pielāgotā veidā un uzsākta testēšana Latvijā raksturīgo atkritumu efektīvai atdalīšanai. Jauna tipa vienkāršota manipulatora izveide ir izrādījies svarīgs priekšnosacījums kompleksam atkritumu šķirošanas risinājumam. Esošie manipulatori ir vai nu pārāk precīzi savā darbībā un tāpēc lēnīgi, vai arī jutīgi pret putekļiem piesārņotu darba vidi. PERUZA savu novērojumu atkritumu poligonnos rezultatā ir nonākusi pie vienkāršotas, viegli apkalpojamas iekārtas shēmas. Tās priekšrocība ir galveno mezglu pieejamība un vienkārša nomaiņa.


Contact form