随着工业自动化的发展逐渐完善,机器视觉系统的功能以及应用范围逐渐推广,特别是CMOS和CCD相机、数字图像传感器、FPGA、DSP、ARM等嵌入式技术、模式识别和图像处理等技术的快速发展,极大的推动了机器视觉的发展。在医药行业,机器视觉检测技术因其检测精度高、检测速度快、节约劳动力、适用性和移植性强、装备全自动化操作等优势,备受药品生产企业青睐。
在口服液灌装生产线上,由于生产工艺、工作人员以及环境等方面的因素,导致口服液中出现可见异物,其来源有瓶体生产过程中碰撞产生的玻璃屑、药液生成过程中产生的药渣、药液灌装过程中进入纤维、色点等。由于可见异物通常比较微小,灯检工将产品在灯箱背景下倒置并仔细观察才可以辨别。
传统的人工灯检存在几方面缺陷,生产效率比较低,每人每小时检测约1000-2000支;受灯检工视力、主观因素影响,没有统一的判断标准;灯检工长时间注视灯箱,对将抗造成危害,容易视觉疲劳,因此,难以保障产品流入市场的质量。除了人工灯检以外,医药行业运用激光射线法、光-电阻法,这些检测方法在一定程度上提高了产品质量检测的效率,但是激光射线法检测只能够分析药品是否合格,不能给出药品中异物的大小多少的定量分析,光-电阻法检测不能检测在旋转过程中会产生气泡的药品,且对机械设备精度要求高、设备价格昂贵、售后服务价格过高。
机器视觉检测系统通过将机器视觉设备与运动控制设备无缝集成,克服更多环境变化,提供低成本、高效率、稳定性强的一站式解决方案。
检测对象:口服液(瓶体颜色为棕色,液体颜色为浅棕色,瓶体高度70mm,直径18mm)中可见异物,可见异物主要分两类:1、黑色异物,包括药渣、纤维、大块玻璃屑等;2、白色异物,包括白点、小块玻璃屑等。
某药厂口服液10ml瓶装口服液
基于机器视觉的口服液视觉检测系统,主要包括进瓶机构、分瓶机构、检测机构和次品分拣机构,对应进瓶网带、进瓶星轮、检测主轮盘和出瓶星轮,正品盘和次品盘用于手机经过检测识别后的口服液体。
视觉检测系统结构图
基于机器视觉的口服液视觉检测系统工作流程:待检测的瓶体通过进瓶网带进入进瓶星轮,进瓶星轮将瓶体等间距分隔开,送入检测主轮盘。瓶体在主旋转轮盘上夹持机构夹持住,搓瓶电机在旋瓶工位将瓶体带动作高速旋转,然后急速停止旋转,当到达检测工位时,光电传感器感应到信号,触发机跟踪拍摄瓶体序列图像,计算机对拍摄的图像进行处理,判断是否合格,通过电磁阀将产品进行分类输出。
视觉检测系统工作流程图
针对可见异物的特点,视觉检测系统设计了黑色异物和白色异物两个检测工位,在可见异物识别中,考虑异物运动过程中形状和面积变化,克服了单一特征的误追踪,有效区分干扰和可见异物,保证检测的准确性。
基于加权特征粒子滤波的跟踪结果图片
目标1位置与预测位置对比
目标2位置与预测位置对比
基于机器视觉的口服液视觉检测系统检测速度400瓶/s,满足在线检测速度和精度。
基于机器视觉的口服液视觉检测系统采用逐瓶检测,代替了传统间隔时段抽检的老办法,精确、客观、可靠、及时底放映产品质量,支持与其他自动化设备配合运行,解决了高速流水生产线上检测阶段速度慢的瓶颈,极大的释放了劳动力,提高了生产效率,保证了产品质量。