機器視覺助包裝行業(yè)開發(fā)一種藥品包裝在線檢測系統(tǒng)

時間:2010-01-20

來源:中國傳動網

導語:用機器視覺原理,結合包裝生產的實際環(huán)境,成功開發(fā)了一種藥品包裝在線檢測系統(tǒng),它能準確的對藥品包裝中出現(xiàn)的裝錯,漏裝,缺損等質量問題實時在線檢測。

      簡單來說,機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺是一種高新技術,廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)中。采用機器視覺原理,結合包裝行業(yè)生產的實際環(huán)境,開發(fā)成功了一種藥品包裝在線檢測系統(tǒng),它能準確的對藥品包裝中出現(xiàn)的裝錯,漏裝,缺損等質量問題實時在線檢測。
      包裝技術目前廣泛應用于食品,制藥等行業(yè),但由于包裝多是無人操作,經常會出現(xiàn)產品缺損,漏裝,裝錯的現(xiàn)象。如果用人工的方法來檢查,要消耗大量的人力,而且也會影響產品的超凈環(huán)境。我們通過采用先進的機器視覺技術,開發(fā)成功一套計算機智能檢測軟件系統(tǒng)來替代人工工作。它能通過計算機自動識別所包裝藥品的缺損狀況,漏裝現(xiàn)象,裝錯現(xiàn)象,并控制機械手剔除殘損及不合格產品。它大大減輕了人的工作量,可以實現(xiàn)24h晝夜工作,提高了產品的產量及工作效率。

基于機器視覺的檢測系統(tǒng)
      在決定一個機器視覺系統(tǒng)的需求及應用時,有很多因素需要考慮。機器視覺檢測系統(tǒng)一般包含了大量部件,這些部件直接影響系統(tǒng)的性能。為了獲得這些子系統(tǒng)的優(yōu)越性能,并將它們合理的結合在生產線上,需要了解視覺系統(tǒng)的組成,應用場合并正確規(guī)劃。

基于機器視覺的檢測系統(tǒng)的基本組成
      由于機器視覺應用非常廣泛,在不同的系統(tǒng)里使用不同的部件,但是,通常包括CCD攝像機,鏡頭,光源,圖像采集卡,智能檢測軟件,信號處理和數(shù)據記錄系統(tǒng),執(zhí)行裝置【1】。其組成見圖1。

機器視覺系統(tǒng)的主要組成

基于計算機的機器視覺系統(tǒng)
      設計一個基于PC的機器視覺系統(tǒng),需從以下6個方面考慮:檢測目標,檢測任務,檢測速度,檢測精度,檢測軟件,信號處理和數(shù)據記錄。
      系統(tǒng)的檢測速度不僅是由計算機的速度決定,還要受生產流水線速度的影響。很多機器視覺包含了時鐘或計時器,這樣檢測操作的每一步所需要的時間都可以準確的測量,由這些數(shù)據,就可以修改程序以滿足時間速度上的要求。檢測的速度還和識別判讀程序的算法有密切關系。機器視覺系統(tǒng)的性能與它的各部件的性能密切相關,光學成像系統(tǒng)的性能尤其關鍵,下面是在選擇幾個關鍵部件時應該遵循的基本原則。
      攝像機的選擇與應用的場合直接相關,通??紤]兩點:(1)黑白還是彩色。在檢測應用中大部分使用黑白攝像機,黑白攝像機性價比高。彩色攝像機主要用于一些需要分析色彩圖像的場合;(2)圖像分辨率。圖像的分辨率必須滿足檢測精度的要求。在某些場合選擇攝像機還需要考慮工業(yè)現(xiàn)場中的振動,灰塵和熱的影響因素。
      光學成像系統(tǒng)包括鏡頭和光源,一般不太引起人們的重視。實際上當光學成像系統(tǒng)性能很差時,即使機器視覺系統(tǒng)其他部分性能很好,它表現(xiàn)出的性能也比不上一個配上良好光學鏡頭和照明系統(tǒng)而其余部分性能低的機器視覺系統(tǒng)。光學系統(tǒng)的功能是對檢測目標成像。光學系統(tǒng)的成像質量越高,它提供的圖像也越好。照明系統(tǒng)是用來照亮需要測量或檢測的目標,通常照明系統(tǒng)的設計應考慮檢測目標的特性如:顏色,紋理,尺寸,外形,反射率等。
      雖然圖像采集卡是整個機器視覺系統(tǒng)的一個部件,但它卻有重要的作用。圖像采集卡應和攝像頭相匹配:如黑白,彩色,模擬,數(shù)字,位數(shù)等,使用模擬輸入的圖像采集卡,目標是盡量不變地將攝像機采集的圖像轉換為數(shù)字信號,不正確的圖像采集卡將得到錯誤的數(shù)據。工業(yè)用的圖像采集卡通常用于檢測任務,多媒體采集卡由于它通過自動增益控制,邊沿增強和顏色增強電路來更改圖像數(shù)據,所以不能應用工業(yè)領域。數(shù)字輸入的圖像采集卡是直接將攝像機輸出的數(shù)字圖像數(shù)據轉換并輸送到計算機中去處理。
      機器視覺軟件是檢測系統(tǒng)中的智能部分,也是最為核心的部分。在編制機器視覺系統(tǒng)的智能檢測軟件時,需要考慮各種變化因素并采用合適高效的判讀識別算法。機器視覺系統(tǒng)只能按程序編寫的任務來工作,不像人類的眼睛和大腦可以在不同的條件下識別目標,因此準確理解系統(tǒng)的各個檢測任務能幫助避免失?。ɡ鐚⒑细癞a品認為是不合格的)或出現(xiàn)其他檢測判讀的錯誤。一般還要考慮檢測目標顏色,周圍光線,焦點,目標的位置和方向及背景顏色的變化等。
      機器視覺系統(tǒng)的任務是通過判讀識別合格和不合格的目標來實現(xiàn)質量檢測。要實現(xiàn)這一功能,系統(tǒng)需要與生產流水線通信,這樣才能在對目標判讀后做相應的動作。通常信號傳送到數(shù)字I/O接口板,通過它再傳送到制造流水線中的PLC以實現(xiàn)相應的動作。將機器視覺系統(tǒng)與生產流水線結合時,需要考慮的以下幾個問題:PLC的類型及街口,信號類型和傳送文件的格式。通常使用RS-232接口或RS422接口與數(shù)據庫通信,來實現(xiàn)對數(shù)據的記錄。

      隨著機器視覺技術自身的成熟和發(fā)展,可以預計它將在現(xiàn)代和未來制造企業(yè)中得到越來越廣泛的應用。

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