機(jī)器視覺(jué)缺陷檢測(cè)在醫(yī)藥和食品行業(yè)中的應(yīng)用說(shuō)明

在現(xiàn)代包裝工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，涉及各種各樣的檢查、測(cè)量，比如飲料瓶蓋的印刷質(zhì)量檢查，產(chǎn)品包裝上的條碼和字符識(shí)別等。這類(lèi)應(yīng)用的共同特點(diǎn)是連續(xù)大批量生產(chǎn)、對(duì)外觀(guān)質(zhì)量的要求非常高。

通常這種帶有高度重復(fù)性的工作只能靠人工檢測(cè)來(lái)完成，我們經(jīng)常在一些工廠(chǎng)的現(xiàn)代化流水線(xiàn)后面看到數(shù)以百計(jì)甚至逾千的檢測(cè)工人來(lái)執(zhí)行這道工序，在給工廠(chǎng)增加巨大的人工成本和管理成本的同時(shí)，仍然不能保證100%的檢驗(yàn)合格率（即“零缺陷”）。

而當(dāng)今企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)不允許哪怕是0.1%的缺陷存在。有些時(shí)候，如微小尺寸的精確快速測(cè)量、形狀匹配、顏色辨識(shí)等，用人眼根本無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行，其他物理量傳感器也難有用武之地。這時(shí)，人們開(kāi)始考慮把計(jì)算機(jī)的快速性、可靠性、結(jié)果的可重復(fù)性，從而引入了機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)。

眾所周知，食品藥品關(guān)系到人類(lèi)的生命健康，如果因?yàn)樗幤返馁|(zhì)量問(wèn)題而對(duì)人的生命造成威脅，這將是一個(gè)大的災(zāi)難。因而各藥品生產(chǎn)廠(chǎng)家，尤其是世界知名大廠(chǎng)對(duì)藥品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程甚至后段的包裝都給予了非常大的重視。

在食品藥品的生產(chǎn)、包裝過(guò)程中，無(wú)論是藥品的泡罩包裝、液體灌裝，還是后段的壓蓋、貼標(biāo)、噴碼，以及最后的裝盒檢測(cè)，都可以發(fā)揮其強(qiáng)大的功能。

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機(jī)器視覺(jué)缺藥或者缺瓶檢測(cè)

由于醫(yī)藥行業(yè)的嚴(yán)格規(guī)范，對(duì)制藥包裝的質(zhì)量也越來(lái)越苛刻，當(dāng)藥粒被包裝進(jìn)泡罩后，生產(chǎn)商必須保證所有泡罩內(nèi)的藥粒都是完好無(wú)損的；或者，在藥品出廠(chǎng)時(shí)，一般瓶裝藥都是若干瓶藥裝在一個(gè)較大的包裝內(nèi)，生產(chǎn)商必須保證每個(gè)包裝內(nèi)不缺少藥瓶，以避免因此而造成的對(duì)藥品生產(chǎn)廠(chǎng)家信譽(yù)的影響。

▲藥粒泡罩檢測(cè)

利用機(jī)器視覺(jué)的方法，可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)到對(duì)象是否完好無(wú)缺，通過(guò)設(shè)定圖像傳感器，獲取包裝后的對(duì)象圖片信息，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的面積參數(shù)對(duì)每個(gè)藥粒或者藥瓶進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，這樣，破損的藥粒或者缺瓶的包裝都將被檢測(cè)出來(lái)，正確的正常通過(guò)。

▲缺瓶檢測(cè)

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機(jī)器視覺(jué)瓶口破損檢測(cè)

液態(tài)藥瓶，經(jīng)罐裝后，要判斷瓶口是否有破損，這關(guān)系到藥液中是否會(huì)混入玻璃碎屑。

▲瓶口圖像傳感器安裝圖

裝將圖像傳感器安裝在藥液罐裝工序后，通過(guò)圖形匹配工具來(lái)判斷瓶口是否有破損。

在檢測(cè)之前，圖像傳感器記錄下正常的瓶口特征，當(dāng)罐裝好的藥瓶經(jīng)過(guò)傳感器鏡頭前面時(shí)，傳感器會(huì)捕捉當(dāng)前的瓶口特征，與其所記憶的原瓶口特征進(jìn)行比較，看是否一致，如果不同，傳感器會(huì)發(fā)出信號(hào)以剔除機(jī)構(gòu)將此瓶剔除。

▲瓶口良好與瓶口破損示意圖

用戶(hù)可通過(guò)視覺(jué)軟件根據(jù)瓶口的特征來(lái)設(shè)定相似程度，假設(shè)設(shè)定為90%，也就是說(shuō)當(dāng)被檢測(cè)瓶口的特征與傳感器記憶的特征相似度達(dá)90%及以上時(shí)，傳感器才認(rèn)定這個(gè)瓶子的瓶口是完好的。經(jīng)過(guò)這道檢測(cè)，就可以把所有瓶口破損的藥瓶剔除出去。

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機(jī)器視覺(jué)灌封質(zhì)量檢測(cè)

在藥品罐裝生產(chǎn)線(xiàn)上，另一個(gè)需要關(guān)心的問(wèn)題是壓蓋后蓋子是否壓裝到位？藥液灌裝的是否夠量？以確保瓶子封閉完好，保證瓶?jī)?nèi)的真空度；另外確保藥量正確。

▲灌封檢測(cè)圖像傳感器安裝圖

將圖像傳感器安裝在壓蓋工藝后，通過(guò)線(xiàn)性工具來(lái)測(cè)量瓶蓋及液位在Y軸方向上的變化來(lái)判斷瓶蓋是否安裝到位以及藥量是否正確。

▲瓶蓋及藥液高度檢測(cè)

通過(guò)測(cè)量瓶蓋與瓶口之間的縫隙來(lái)判斷瓶蓋是否安裝到位；通過(guò)測(cè)量液面與瓶口的距離來(lái)判斷液位的高低。均是相對(duì)位置的測(cè)量，因而不會(huì)受瓶子在傳送帶上的微弱跳動(dòng)的影響。經(jīng)過(guò)此道檢測(cè)，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。

上面僅僅列出了在食品藥品行業(yè)中的部分應(yīng)用，機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)能否廣泛應(yīng)用，首先要使食藥品企業(yè)更多的了解機(jī)器視覺(jué)。

裝在哪里、怎么安裝、如何達(dá)到最好的效果、能帶來(lái)什么具體效益，這一切都需要不斷地普及和宣傳。印刷包裝行業(yè)的從業(yè)者要提出自己的具體需求，學(xué)習(xí)和掌握機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)的概念和操作。

機(jī)器視覺(jué)行業(yè)的從業(yè)者要了解印刷的工藝，生產(chǎn)流程，操作方式和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，只有兩者的緊密結(jié)合，才能有真正符合中國(guó)國(guó)情的自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，才能達(dá)到提高質(zhì)量、提高效率、降低成本的目的。