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機器視覺缺陷檢測在醫藥、食品行業中的應用

發布時間:2018/08/17 點擊量:

 
在現代包裝工業自動化生產中,涉及各種各樣的檢查、測量,比如飲料瓶蓋的印刷質量檢查,產品包裝上的條碼和字符識別等。這類應用的共同特點是連續大批量生產、對外觀質量的要求非常高。通常這種帶有高度重複性的工作隻能靠人工檢測來完成,我們經常在一些工廠的現代化流水線後麵看到數以百計甚至逾千的檢測工人來執行這道工序,在給工廠增加巨大的人工成本和管理成本的同時,仍然不能保證100%的檢驗合格率(即“零缺陷”)。
而當今企業之間的競爭,已經不允許哪怕是0.1%的缺陷存在。有些時候,如微小尺寸的精確快速測量、形狀匹配、顏色辨識等,用人眼根本無法連續穩定地進行,其他物理量傳感器也難有用武之地。這時,人們開始考慮把計算機的快速性、可靠性、結果的可重複性,從而引入了機器視覺技術。
眾所周知,食品藥品關係到人類的生命健康,如果因為藥品的質量問題而對人的生命造成威脅,這將是一個大的災難。因而各藥品生產廠家,尤其是世界知名大廠對藥品的整個生產過程甚至後段的包裝都給予了非常大的重視。在食品藥品的生產、包裝過程中,無論是藥品的泡罩包裝、液體灌裝,還是後段的壓蓋、貼標、噴碼,以及最後的裝盒檢測,都可以發揮其強大的功能。
一、機器視覺缺藥或者缺瓶檢測
由於醫藥行業的嚴格規範,對製藥包裝的質量也越來越苛刻,當藥粒被包裝進泡罩後,生產商必須保證所有泡罩內的藥粒都是完好無損的;或者,在藥品出廠時,一般瓶裝藥都是若幹瓶藥裝在一個較大的包裝內,生產商必須保證每個包裝內不缺少藥瓶,以避免因此而造成的對藥品生產廠家信譽的影響。解決方案:利用機器視覺的方法,可以快速、準確地檢測到對象是否完好無缺,通過設定圖像傳感器,獲取包裝後的對象圖片信息,通過預先設定的麵積參數對每個藥粒或者藥瓶進行檢測對比,這樣,破損的藥粒或者缺瓶的包裝都將被檢測出來,正確的正常通過。如圖1-1和1-2所示。

藥粒泡罩檢測
圖1-1藥粒泡罩檢測
缺瓶檢測
圖 1-2缺瓶檢測
二、機器視覺瓶口破損檢測
液態藥瓶,經罐裝後,要判斷瓶口是否有破損,這關係到藥液中是否會混入玻璃碎屑。解決方案:裝將圖像傳感器安裝在藥液罐裝工序後,通過圖形匹配工具來判斷瓶口是否有破損。在檢測之前,圖像傳感器記錄下正常的瓶口特征,當罐裝好的藥瓶經過傳感器鏡頭前麵時,傳感器會捕捉當前的瓶口特征,與其所記憶的原瓶口特征進行比較,看是否一致,如果不同,傳感器會發出信號以剔除機構將此瓶剔除,如圖2-1和圖2-2所示。用戶可通過視覺軟件根據瓶口的特征來設定相似程度,假設設定為90%,也就是說當被檢測瓶口的特征與傳感器記憶的特征相似度達90%及以上時,傳感器才認定這個瓶子的瓶口是完好的。經過這道檢測,就可以把所有瓶口破損的藥瓶剔除出去。

圖2-1 瓶口圖像傳感器安裝圖

圖2-2 瓶口良好與瓶口破損示意圖
三、機器視覺灌封質量檢測
在藥品罐裝生產線上,另一個需要關心的問題是壓蓋後蓋子是否壓裝到位?藥液灌裝的是否夠量?以確保瓶子封閉完好,保證瓶內的真空度;另外確保藥量正確。解決方案:將圖像傳感器安裝在壓蓋工藝後,通過線性工具來測量瓶蓋及液位在Y軸方向上的變化來判斷瓶蓋是否安裝到位以及藥量是否正確,如圖3-1和圖3-2所示。通過測量瓶蓋與瓶口之間的縫隙來判斷瓶蓋是否安裝到位;通過測量液麵與瓶口的距離來判斷液位的高低。均是相對位置的測量,因而不會受瓶子在傳送帶上的微弱跳動的影響。經過此道檢測,能確保瓶蓋未安裝到位和藥液不夠的藥瓶全部被剔除出去。

圖3-1 灌封檢測圖像傳感器安裝圖

圖3-2 瓶蓋及藥液高度檢測
上麵僅僅列出了在食品藥品行業中的部分應用,推廣機器視覺檢測,首先要使食藥品企業更多的了解機器視覺。裝在哪裏、怎麽安裝、如何達到最好的效果、能帶來什麽具體效益,這一切都需要不斷地普及和宣傳。印刷包裝行業的從業者要提出 自己的具體需求,學習和掌握機器視覺檢測的概念和操作;機器視覺行業的從業者要了解印刷的工藝,生產流程,操作方式和質量標準,隻有兩者的緊密結合,才能有真正符合中國國情的自動化視覺檢測係統,才能達到提高質量、提高效率、降低成本的目的。


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