فرز بصري

تاريخ

ومن جهة أخرى، جاءت فكرة الفرز البصري في البداية نتيجة للرغبة في أتمتة الفرز الصناعي للسلع الزراعية مثل الفواكه والخضروات. قبل ابتكار تقنية الفرز البصري الآلي في ثلاثينيات القرن العشرين، كانت شركات مثل يونيتك تنتج آلات خشبية للمساعدة في الفرز الميكانيكي لمعالجة الفاكهة. في عام 1931، نشأت شركة تُعرف باسم «شركة الفرز الكهربائي» وبدأت في إنشاء أول فارز ألوان في العالم، الذي نُصِب واستُخدِم في قطاع صناعات الفاصوليا في ميشيغان بحلول عام 1932. في سنة 1937، تطورت تقنية الفرز البصري لتسمح لأنظمة قائمة على مبدأ الاختيار ثنائي اللون. شهدت العقود القليلة التالية تركيب آليات فرز جديدة ومحسنة، مثل أنظمة تغذية الجاذبية، وتطبيق الفرز البصري في المزيد من الصناعات الزراعية.

وعلى صعيد آخر، في أواخر الستينيات من القرن العشرين، بدأ تطبيق الفرز البصري في صناعات جديدة غير الزراعة، مثل فرز المعادن الحديدية وغير الحديدية. بحلول التسعينيات، استُخدِم الفرز البصري بكثرة في فرز النفايات الصلبة.

وفي هذا السياق، مع الثورة التكنولوجية الكبيرة التي حدثت في أواخر التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبحت أجهزة الفرز الضوئية أكثر كفاءة باستخدام أجهزة استشعار بصرية جديدة، مثل كاميرات جهاز اقتران الشحنة (سي سي دي)، وكاميرات الأشعة فوق البنفسجية (يو في)، وكاميرات الأشعة تحت الحمراء (آي آر). اليوم، يُستخدَم الفرز البصري في مجموعة متنوعة من الصناعات، وقد يُنفَذ مع مجموعة متنوعة من الآليات للمساعدة في مهمة هذا الفرز المحدد.

المستشعرات

من جهة ثانية، تتطلب أجهزة الفرز البصري مجموعة من الأضواء وأجهزة الاستشعار لإضاءة والتقاط صور الكائنات بحيث يمكن معالجة الصور. تحدد الصور المعالجة ما إذا كانت المادة ستُقبَل أو تُرفَض.

كذلك، هناك آلات فرز بالكاميرات، وآلات فرز بالليزر، وآلات فرز تتميز بمزيج من الاثنين على منصة واحدة. يمكن تصميم الأضواء والكاميرات والليزر وأجهزة الاستشعار بالليزر لتعمل ضمن أطوال موجات الضوء المرئي فضلًا عن طيف الأشعة تحت الحمراء (آي آر) والأشعة فوق البنفسجية (يو في). تعمل الأطوال الموجية المثلى لكل تطبيق على زيادة التباين بين الأشياء المراد فصلها. يمكن أن تختلف الكاميرات وأجهزة الاستشعار بالليزر في الدقة المكانية، مع دقة أعلى تمكن الفارز من اكتشاف العيوب الصغيرة وإزالتها.

نظام الفرز

وفي هذا السياق، بوجهٍ عام، تتميز أجهزة الفرز البصري بأربعة مكونات رئيسية: نظام التغذية، والنظام البصري، وبرنامج معالجة الصور، ونظام الفصل. الهدف من نظام التغذية هو نشر المنتجات في طبقة أحادية موحدة بحيث تُقدَّم المنتجات إلى النظام البصري بالتساوي، بدون كتل، وبسرعة ثابتة. يشتمل النظام البصري على أضواء وأجهزة استشعار موجودة أعلى و/أو أسفل تدفق الأشياء التي تُفحَص. يقارن نظام معالجة الصور الأشياء بحدود القبول/الرفض يحددها المستعمل لتصنيف الأشياء وتشغيل نظام الفصل. يُحدد نظام الفصل -عادةً بهواء مضغوط للمنتجات الصغيرة والأجهزة الميكانيكية للمنتجات الأكبر حجمًا، مثل البطاطس الكاملة- الأشياء في أثناء وجودها في الهواء وإبعادها لإزالتها إلى مجرى الرفض، في حين يستمر المنتج الجيد على طول مساره الطَبَعِي.

وفي هذا السياق، تعتمد أداة الفرز المثالية للاستخدام على التطبيق. لذلك، تحدد خصائص المنتج وأهداف المستعمل المستشعرات المثالية والقدرات التي يحركها البرنامج والمنصة الميكانيكية.