초록 ▼

1. 최종목표

Pixel 2048 Color Linear CCD 방식의 색상 선별시스템을 활용하여 시간당 처리량 30톤 규모를 처리할 수 있는 선별율 95 %이상의 30mm이하 크기의 납석 자동 색상 선별 시스템 개발
○ 시간당 처리량 30톤 규모를 처리할 수 있는 납석 자동 색상 선별 시스템 개발
○ Pixel 2048 Color Linear CCD를 채용한 색상 선별시스템 개발
○ FPGA를 이용한 인식 및 판별 알고리즘 제어 프로그래밍 개발
○ 2개의 카메라를 납재할 수 있는 2중 구조로 개발

1. 최종목표

Pixel 2048 Color Linear CCD 방식의 색상 선별시스템을 활용하여 시간당 처리량 30톤 규모를 처리할 수 있는 선별율 95 %이상의 30mm이하 크기의 납석 자동 색상 선별 시스템 개발
○ 시간당 처리량 30톤 규모를 처리할 수 있는 납석 자동 색상 선별 시스템 개발
○ Pixel 2048 Color Linear CCD를 채용한 색상 선별시스템 개발
○ FPGA를 이용한 인식 및 판별 알고리즘 제어 프로그래밍 개발
○ 2개의 카메라를 납재할 수 있는 2중 구조로 개발
○ 자유낙하에 의한 선별을 할 수 있는 구조로 개발
○ 원격제어를 할 수 있는 구조로 개발

2. 개발내용 및 결과

○ 개발내용
- Linear CCD Sensor & Controller 개발
- DIVIDER Board 개발 : 센서에서 출력된 신호(토출신호)를 두 개의 신호로(양면 신호) 입력 받을 수 있는 구조로 개발
- Eject Board 개발 : Divider board에서 출력되는 신호를 입력받아, 공기 토출장치(Solenoid Valve)32개를 제어할 수 있는 구조로 개발
- 렌즈개발 : 6매의 비구면 렌즈를 사용하여 센서의 크기에 최적화된 렌즈 개발
- 광원장치 개발 : 광원에서 조사면까지 90% 이상 균질한 조명으로 자동 세척 기능 가능한 구조로 개발
- 토출장치 개발 : 응답속도 2ms 이내의 솔레노이드 밸브 적용 가능한 구조로 개발
- 제어프로그램 개발 : 카메라에 내장된 제어장치를 제어 및 속성변경 프로그램 개발
- 제어장치 : 상기의 모든 장치를 제어할 수 있는 PLC 제어장치 개발
○ 개발결과
- Pixel 2048 Color Linear CCD 방식의 색상 선별시스템을 활용하여 시간당 처리량 30톤 규모를 처리할 수 있는 선별율 95 %이상의 30mm이하 크기의 납석 자동 색상 선별 시스템 개발 완료
- 기 개발품의 특허 출원 완료
- 현재 모든 구성이 완료된 상황이며, 향후 모듈에 대한 안정성만 확인 후, 대량 선별시스템에 적용할 예정임

3. 사업성과

○ 기술적 성과
- 기존의 육안선별을 이용한 납석에 대한 선별은 30mm이하에서는 색상을 선별하기가 어려운 문제가 있어 야적되고 있는 실정이다.
- 본 과제에서 개발하고자 하는 기술은 색상판별 및 텔레그램 전송시간을 고려하고, 자유낙하에 따른 토출시간을 고려하여 2ms 이내로 하며, 확장성을 위하여 상,하로 감지하는 센서 출력을 최대 32채널을 8개까지 연장할 수 있는 인터페이스애 대한 기술이다.
- 현재는 납석의 사용으로 인하여 발생되어지는 폐기물 부산물 중에서 사람의 육안으로 선별이 가능이 가능한 30 mm이상의 납석만을 일본으로 수출하고 있는 실정이며, 30 mm이하 크기의 납석은 육안 선별이 거의 불가능하여 야적되어져 있는 상황이다.
- 과제를 통하여 30 mm이하의 납석을 자동으로 선별할 수 있는 시스템이 구축되어짐에 따라, 현재 국내에 야적된 양으로 추정하고 있는 100만톤 이상의 30 mm이하 크기에 대한 납석을 재활용하거나 수출할 수 있는 방안이 확보될 수 있을 것으로 기대한다.
○ 경제적 성과
- 현재의 수작업으로 이루어지고 있는 선별시스템을 Linear CCD 카메라 방식을 이용하여 전 자동화함으로서 환경 친화적이고, 일정한 선별이 이루어질 수 있는 선별작업의 시스템화가 가능할 것으로 기대한다.
- 해외 선진국 기술의 국산화를 통하여 수입대체 효과 뿐만 아니라 기술의 해외수출의 기회를 기대할 수 있으며, 제작 비용 감소 및 A/S등의 사후관리가 원활해짐에 따라 국내 관련업체의 수요가 증가할 것으로 기대한다.
- 본 기술의 개발시 국내 납석 선별기술이 선진국 수준으로 향상되고, 경제성과 효율성이 개선되는 효과로 인하여 국내 시장 또한 확대될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 현재 개발된 장치의 모듈에 대한 안정성만 확보되어진다면, 참여기업에서는 새로운 사업분야로 진출할 수 있는 기술적 기반이 구축되어 진다고 볼 수 있다. 이에 따라, 참여기업에서는 기술연구소 설립을 통하여 본 기술에 대한 확대 적용을 위한 기술 인력을 2～3명 정도 확보할 계획이다.

4. 기술개발결과 활용계획

○ 제 1 기(2015 ~ 2016년)
- 개발된 납석선별기를 이용하여 효율적이고 신속하게 고순도 납석에 대한 선별이 이루어짐으로서 현재 야적된 수많은 납석에 대한 선별시장으로 신규시장 개척
- 개발 기술을 바탕으로 하여 기존의 육안선별에 대한 대체기술방안으로 관공서 등에 제안할 예정이며, 납석의 수요가 충분한 만큼 수익적 효과도 클 것으로 예상됨
- 향후 색상선별 기술을 적용할 수 있는 다양한 방면에서 적용할 예정
- 현재 납석을 부원료로 사용하고 있는 시멘트, 타일, 도자기 제조업체 등에 기술적 우수성과 비용절감, 폐기물의 자원화, 깨끗한 작업환경 등의 경제적, 환경적 우수성을 홍보함으로서 연간 5대 이상의 판매를 기대하고자 함.
○ 제 2 기(2015. 07~ )
- 해외시장에서의 마켓팅을 통한 수익 창출
- 본 기술을 플라스틱 선별기술에 응용함으로서 플라스틱 폐기물의 재활용에서도 응용할 수 있을 것으로 기대함.
- 고형화 연료 제조시설, 매립지, 폐기물 재활용 설비 내에서 수작업이 없는 자동화 시스템으로 활용을 기대함.

5. 기술개발자료의 보안관리

○ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
- 보안등급은 일반과제임
○ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원·등록 실적
- 특허 출원 1건(10-2015-0056077)