PROCEDIMIENTO ASOCIADO

DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se encuadra en el campo técnico de la separación y clasificación de sólidos, concretamente en la clasificación según propiedades ópticas, y se refiere en particular a un dispositivo para clasificar huevos de truchas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las truchas, pertenecientes a la familia de los Salmonidae, son la especie más cultivada en piscifactorías de consumo. Dentro de su ciclo productivo, la fase de incubación de los huevos es la que cubre la etapa que va desde la fecundación hasta la eclosión de las crías de trucha.

Durante este proceso, en algunos casos la fecundación no llega a buen término y los huevos mueren. Estos huevos muertos son identificables por su apariencia blanquecina y opaca, la cual se debe a la entrada de agua por el micrópilo hasta la membrana del vitelo, lo cual provoca la precipitación de la albúmina contenida en él. Es necesario detectar y retirar estos huevos muertos cuanto antes, para evitar que sean invadidos por hongos del género Saprolegnia y que parasiten también a los huevos vivos, causando así grandes pérdidas económicas.

Se conoce un dispositivo de clasificación de huevos de trucha que permite descartar los huevos muertos, causantes de los problemas anteriormente indicados. Dicho dispositivo comprende fundamentalmente una cubeta receptora del producto, un tambor o rodillo perforado que gira a velocidad constante, medios de aspiración y soplado y un sistema óptico de clasificación basado en luces LED y fotodetectores. El método básico de operación se basa en la alimentación del sistema mediante un flujo que contiene una mezcla de huevos y agua, que se dirigen hacia el tambor rotatorio para alojarse en unas cavidades practicadas en su superficie gracias a una aspiración creada en el interior, para posteriormente verificar sus propiedades ópticas mediante unos fotodetectores para determinar si se trata de huevos vivos o muertos y finalmente activar unas electroválvulas que dan paso a un chorro de agua que expulsa los huevos muertos hacia una cubeta receptora habilitada para recibir dicho tipo de huevos.

El tambor giratorio tiene distribuida en su superficie exterior una serie de cavidades semiesféricas, destinadas a alojar a los huevos. En la cavidad interior del tambor se sitúa una pieza fija, de forma semicilíndrica y coaxial al tambor, que divide longitudinalmente dicha cavidad interior en dos mitades, una libre y otra ocupada por la pieza semicilíndrica. La cámara libre en la mitad superior de la cavidad del tambor funciona a depresión, gracias a un motor de aspiración, mientras que la pieza que ocupa la otra mitad está dotada de una línea de LEDs, dispuestos de manera coincidente con las posiciones de las cavidades semiesféricas en el tambor, y dos líneas de electroválvulas, igualmente coincidentes con las cavidades del tambor, pero más adelantadas en el ciclo de giro, que gobiernan la actuación de unos miembros de soplado y unos miembros de aspiración. De esta forma, los orificios del tambor aspiran durante su paso por la mitad superior del ciclo, y tienen la posibilidad de soplar durante la mitad inferior del ciclo, mediante la activación de las electroválvulas.

Enfrentada a la línea de LEDs, en la parte exterior del tambor, hay una línea de fotodetectores, tras la que se dispone una placa electrónica con circuitos a base de puertas lógicas, controlada por potenciómetros, y con salida mediante pantallas de cristal líquido en las que se indica el resultado de la medición. Completan la máquina un motor de giro de velocidad constante para el tambor, y un transformador con su correspondiente interruptor general para conexión a la red.

Continuando con la descripción del funcionamiento, hay que considerar que el plano diametral horizontal del tambor, que gira a una velocidad constante aproximada de 30 r.p.m., coincide aproximadamente con el fondo de la cubeta receptora. Cuando el flujo de agua que contiene los huevos a clasificar llega a la superficie del tambor, la atraviesa traspasando los orificios practicados en ella, quedando los huevos retenidos en dichos orificios y fijados en ellos debido a la depresión creada en la cámara interna del tambor. El tambor se va cargando progresivamente de huevos durante su giro, hasta que al llegar a una posición determinada, la línea de cavidades se interpone entre la línea de LEDs dispuesta en la pieza fija semicilíndrica interior al tambor, y la línea de fotodetectores, en el exterior. La distinta opacidad de los huevos permite, mediante los umbrales determinados por los potenciómetros correspondientes, la toma de decisión de si hay huevo o no en cada cavidad de la línea, y si éste es opaco o translúcido, es decir, "malo" o "bueno" para comercialización. En función de esta decisión, se activa para cada cavidad a lo largo de la línea la electroválvula correspondiente, con el retardo adecuado a la velocidad de giro del tambor, que activa los medios de soplado de forma que los huevos malos son expelidos sobre una cubeta de salida de su cavidad al paso por la línea de medios de soplado, que expulsan un chorro de agua que empuja a los huevos a eliminar.

El principal inconveniente que presenta este dispositivo se debe a la naturaleza de las mediciones efectuadas, ya que al estar basadas en la variación de luz recibida en los fotodiodos en función del distinto grado de opacidad de los huevos, hace que estas mediciones sean altamente sensibles a la correcta alineación de los fotodiodos con los LEDs y las cavidades de alojamiento de los huevos. Además, este dispositivo es capaz de discriminar y contar huevos vivos y muertos, pero no de detectar aquellos que tienen un tamaño inferior a uno considerado como crítico y que determina la homogeneidad del lote de crías que se obtiene.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención consiste en un dispositivo para la clasificación de huevos de truchas y su procedimiento asociado, resultado de las mejoras implementadas en el sistema descrito anteriormente para reducir los inconvenientes expuestos, para lo cual se sustituye el sistema de detección basado en fotodiodos por otro fundamentado en visión artificial.

La transparencia u opacidad de los huevos respecto a la luz emitida por los puntos de iluminación LED, así como su diámetro, es evaluada por un sistema basado en visión artificial y compuesto por dichos puntos de iluminación, al menos dos cámaras industriales de línea de alta velocidad con sus correspondientes ópticas y filtros, un sistema de captura de imagen y una unidad de control que procesa la información recibida respecto tanto a los parámetros de transmitancia, determinando si dichos valores corresponden a huevos viables o inviables, como a la medida del diámetro de los huevos, comparándola con los valores determinados como críticos, y enviando entonces una orden a las electroválvulas de forma que, cuando la línea de alojamientos de huevos que ha sido evaluada por el sistema de visión artificial coincide en su giro con la línea de electroválvulas, éstas emiten un flujo de aire comprimido que expulsa las huevas muertas o de tamaño inadecuado de los alojamientos de la superficie del tambor y los dirige hacia un canal de salida de huevas inviables.

El procedimiento de clasificación de huevos basado en el sistema de visión artificial comprende por tanto las siguientes etapas:

Proyección de luz a través de los alojamientos del tambor que albergan los huevos, y por tanto a través de los huevos, mientras dicho tambor gira a velocidad constante,

Captura mediante la cámara, de una imagen en movimiento de la proyección, en el que dicha imagen comprende unas geometrías, tamaños y colores correspondientes a los huevos y envío de las imágenes a una unidad de control para su procesamiento,

Establecimiento de unos valores umbrales de gris y de tamaño a partir de los cuales se determina que el huevo debe descartarse,

Comparación del color de la unidad de imagen del huevo con el umbral de gris para determinar si se trata de un huevo con color más oscuro que el valor umbral de gris establecido, determinando así si el huevo es defectuoso, y comparación del tamaño de la unidad de imagen del huevo con el umbral de tamaño, para determinar si éste es inferior al establecido, determinando así si debe eliminarse para preservar la homogeneidad del lote, y

Envío de una orden de la unidad de control a la electroválvula enfrentada a la posición ocupada por el huevo defectuoso para su accionamiento, que determina el soplado y proyección del huevo defectuoso hacia el depósito de almacenamiento de huevos defectuosos.

Adicionalmente, y como pasos intermedios entre las etapas de captura de una imagen y establecimiento de un valor umbral de gris, pueden incluirse las siguientes acciones:

Determinación en la unidad de control de la posición relativa de cada huevo, a partir de las coordenadas de la imagen capturada,

Descomposición de la imagen capturada en unidades de imagen donde cada unidad de imagen corresponde a un huevo, asociándole una escala de grises, y

Procesamiento para la detección de contornos de las unidades de imagen correspondientes a los huevos.

Con el dispositivo así descrito se obtiene una solución para la clasificación de huevos de truchas, basado en visión artificial y electrónica digital avanzada, que permite la inspección del total de las huevas de manera automática y con tiempos de operación optimizados, discerniendo entre huevas vivas y muertas, y de aquellas con tamaños inferiores al establecido como umbral inferior de tolerancia, gracias a lo cual se obtiene, en definitiva, un producto de alta calidad y homogéneo mediante un proceso fiable y eficiente.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del dispositivo de clasificación de huevos de truchas, en el que se aprecian sus elementos principales.

Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del tambor rotatorio hueco, con las cavidades semiesféricas para alojamiento de las huevas y el soporte semicircular de su interior, en el que se aprecia la disposición relativa de la cámara y la unidad de control del sistema de visión artificial.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Seguidamente se proporciona, con ayuda de las figuras anteriormente referidas, una explicación detallada de un ejemplo de realización preferente del objeto de la presente invención. El dispositivo para clasificación de huevos de truchas que se describe comprende un chasis (1) exterior, con la apariencia mostrada en la figura 1 , preferentemente realizado en un material plástico ligero y resistente como el polipropileno, que da soporte y alojamiento a los demás componentes del dispositivo. Dichos componentes se describen a continuación, siguiendo el flujo lógico de trabajo del dispositivo.

Los huevos de trucha a clasificar se introducen en el dispositivo a través de una zona de carga o cubeta receptora (2) situada en la parte superior del chasis (1), donde se mezclan con un flujo continuo de agua que los conduce perpendicularmente hacia un tambor (3) cilindrico y rotatorio, en posición horizontal transversal al chasis (1), estando dicho tambor (3) dotado en su superficie lateral de una serie de cavidades o alojamientos (4) equiespaciados, tal y como se ve en la figura 2 , dispuestos en líneas transversales y paralelas. Los alojamientos (4) para huevos, tienen forma esencialmente semiesférica, con un orificio central en el fondo de la semiesfera. El tambor (3) es un rodillo de forma esencialmente cilindrica hueca, preferentemente fabricado en un material plástico como poliacetal, para evitar problemas de corrosión, sobre el cual incide el flujo de agua con huevos, quedando dichos huevos retenidos en los alojamientos (4), y pasando el agua hacia la cavidad interior (5) del tambor (3), de la cual será posteriormente expulsada. El tambor se dispone en el dispositivo de forma que su plano diametral horizontal coincida aproximadamente con el fondo de la cubeta receptora (2).

En la cavidad interior (5) del tambor (3) se introduce un soporte (6) semicilíndrico, coaxial al tambor (3) y fijo respecto a él, recubierto por una tapa (7) también semicilíndrica, tal y como se muestra en la figura 2. Dicho soporte (6) contiene una parte neumática, encargada de suministrar aire bien a depresión para retener las huevas en los alojamientos (4) del tambor (3) o bien a sobrepresión para expulsarlas mediante un chorro de aire, y una parte eléctrica, constituida por un sistema de iluminación, preferentemente mediante LEDs blancos de alta eficiencia. El soporte (6) alberga por tanto los siguientes elementos: una línea de medios de aspiración (8) para el centrado de cada hueva en el alojamiento (4) y la eliminación del agua sobrante, una línea de puntos de iluminación (9), preferentemente LEDs blancos de alto rendimiento, siendo estas líneas coincidentes con la línea de alojamientos (4) de la superficie del tambor (3), y una línea de medios de soplado (10) para expulsión de las huevas. Tanto la línea de medios de aspiración (8) como la línea de medios de soplado (10) están gobernadas por unas electroválvulas situadas en el interior del soporte (6).

El flujo de agua con huevos de trucha sin clasificar incide, pues, sobre la superficie del tambor (3), quedando los huevos fijados en los alojamientos (4), mientras que el fluido conductor pasa hacia la cavidad interior (5) del tambor (3), de la cual es eliminado a través de un canal de desagüe. La fijación de los huevos en los alojamientos (4) se asegura mediante una depresión o presión de succión, ejercida por la línea de medios de aspiración (8), que además eliminan el agua sobrante.

El giro del tambor (3), con las huevas alojadas en las cavidades (4) de su superficie continúa hasta llegar a una posición determinada, en la cual la línea de cavidades (4) se enfrenta a la línea de puntos de iluminación (9) dispuesta en el soporte (6) fijo, que retroilumina a los huevos a través de unos difusores situados en la tapa (7). Dos cámaras (11) industriales de línea de alta velocidad, dispuestas en paralelo y pertenecientes a un sistema de visión artificial encargado de discriminar las huevas viables de las inviables a eliminar, capturan una imagen en movimiento de la proyección de la retroiluminación, capturando cada una de las dos cámaras la imagen correspondiente a la mitad de la línea de cavidades (4), comprendiendo dicha imagen unas geometrías y colores correspondientes a los huevos, siendo dichas imágenes enviadas a una unidad de control (12) que realiza la siguiente secuencia de acciones:

Determinación de la posición relativa de cada huevo en las cavidades (4), a partir de las coordenadas de la imagen,

Descomposición de la imagen capturada en unidades de imagen, correspondiendo cada unidad de imagen a un huevo, asociándoles tanto una escala de grises como un valor para el diámetro del huevo,

Establecimiento de unos valores umbrales de gris y de tamaño a partir de los cuales se determina que el huevo debe descartarse,

Comparación en la unidad de control (12) del color de la unidad de imagen del huevo con el umbral de gris para determinar si se trata de un huevo con color más oscuro que el valor umbral de gris establecido, determinando así si el huevo es defectuoso, y comparación del tamaño de la unidad de imagen del huevo con el umbral de tamaño, para determinar si éste es inferior al establecido, determinando así si debe eliminarse para preservar la homogeneidad del lote, y

Envío de una orden de la unidad de control (12) a las electroválvulas para que activen la línea de medios de soplado (10) cuando se encuentra enfrentada a la posición ocupada por el huevo defectuoso, creando los medios de soplado (10) una corriente de aire a presión que proyecta el huevo hacia el depósito de almacenamiento de huevos defectuosos.

Una vez eliminados de esta manera los huevos muertos o con algún tipo de malformación, los restantes huevos sanos se desprenden de los alojamientos (4) de la superficie del tambor (3) en un punto posterior de su giro, dirigiéndose a un conducto que los transporta hacia un recipiente de salida.

El accionamiento general del dispositivo se realiza mediante un motor eléctrico, con un sistema intermedio de engranajes y piñones para transmisión del movimiento desde el eje del motor al eje del tambor (3). La sobrepresion forzada para que el chorro de aire expulse las huevas defectuosas o de tamaño inferior al requerido se consigue mediante la conexión de un compresor.