設為首頁 | 添加收藏 |sitemap |百度地圖 |
貨真價實 坦誠無欺
新聞資訊

藥片包裝缺損檢測係統中機器視覺技術應用

2013-10-16  發布者:admin 

引言
   目前大多數製藥廠在藥片包裝生產線上,一般采用人工進行目測的方法分揀次品,檢測人員的工作狀況對於檢測效果有著很大的影響,而且這種工作方式檢測效率低、成本高、勞動強度大。手工勞動的插入嚴重影響了藥片包裝生產線的工作效率,不但浪費了大量的勞動力資源,而且包裝質量不能從根本得到保證。有些廠家采用長時間錄像機進行錄像方式來彌補由於人工檢測所帶來的失誤,但這失去了實時檢測的意義,同時也存在檢測成本高的問題。
  利用機器視覺係統代替人進行藥片包裝缺損檢測,可以提高生產效率,降低生產成本。基於機器視覺技術的藥片包裝缺損檢測係統是一個集機器視覺、光傳感器和機電等技術於一體的機電一體化產品,而且具有計算機精度高、速度快的特點,能迅速而準確地檢測出藥片包裝的缺損,並對其進行綜合分析,從而對成品和廢品進行可靠分離。


  機器視覺概念
  機器視覺又稱計算機視覺,是用計算機來模擬人或再現與人類視覺有關的某些智能行為的技術,從客觀事物的圖像中提取信息進行處理,並加以理解,最終用於實際檢測、測量和控製。機器視覺是一項綜合技術,其中包括:數字圖像處理技術、機械工程技術、控製技術、電光源照明技術、光學成像技術、傳感器技術、模擬與數字視頻技術、計算機軟硬件技術、人機接口技術等。這些技術在機器視覺中是並列關係,相互協調應用才能構成一個成功的工業機器視覺應用係統。一個典型的工業機器視覺應用係統包括圖像捕捉係統、光照係統、圖像數字化模塊、數字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控製執行模塊。
  圖像捕捉係統采用CCD攝像機將所要識別的作業對象和背景轉換成圖像信號,以圖像形式記錄下來,然後轉變成數字化信號傳送給專用的圖像處理係統,根據像素分布亮度和顏色等信息進行各種運算來抽取目標的特征,根據預設的容許度和其他條件輸出判斷結果。
  光照係統為圖像采集提供合適的照明,以利於後續圖像的處理與分析。
  圖像數字化模塊、數字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊是機器視覺係統的核心,供計算機進行特定的處理,處理完畢的數字信號需要轉換成視頻信號由顯示器顯示,並經圖像采集板輸出端輸出,以控製相應的執行機構。
  機械控製執行模塊根據計算機的指令進行動作,最終完成係統所需的任務。

 

 3.藥片包裝缺損檢測係統的總體設計方案
  基於機器視覺技術的藥片包裝缺損檢測係統總體上由硬件和軟件兩大部分組成,其工作原理是:包裝好的藥片在傳送裝置中傳輸,傳送裝置在機器中分為兩個區域:檢測區和分離區。在檢測區,通過高速CCD攝像機將傳送中的連續的藥片圖像傳輸到計算機中。計算機對記錄下的圖像進行分析,分辨出未填置藥片的廢板。當藥板進行切割後進入分離區時,橫向安置的噴槍射出高壓氣體把廢板快速吹出,落入廢品箱,而成品藥板正常落入成品區,從而實現成品和廢品的分離。
  基於機器視覺技術的藥片包裝缺損檢測係統總體結構如圖l所示。為了充分利用原生產線,並有效地進行藥片包裝缺損檢測,可在檢測區安裝兩台CCD攝像機進行可靠檢測,並加裝適當的照明設備增強檢測效果。

藥片包裝缺損檢測係統構架


  檢測係統硬件實現
  基於機器視覺技術的藥片包裝缺損檢測係統的硬件包括攝像係統和分離係統兩部分。
  4攝像係統
  攝像係統采用工業中廣泛采用的電荷耦合性固體攝像機(CCD),它由固體攝像器件作為感光元件,具有動態範圍大、光譜響應範圍寬、體積小、功耗低和可靠性高等特點。CCD圖像傳感器的輸出簡單,可以很方便地把圖像信號的空間分布按照一個確定的線性關係轉換為電信號的時序分布,並進行後續處理。CCD能與MOS電路集成在一個芯片上,既具有光電轉換功能,又具有信號存儲、轉移和讀出功能,因此CCD圖像傳感器可看成一個圖像變換器,把一幅空間分布的光圖像變換成按時間順序分布的視頻電壓信號,傳輸給計算機進行處理。
  CCD攝像機按照其使用的CCD器件可以分為線陣式和麵陣式兩大類,因為線陣CCD攝像機一次隻能獲得圖像的一行信息,被拍攝的物體必須以直線形式從攝像機前移過才能獲得完整的圖像,針對工作實際,這裏采用線陣式CCD攝像機。
  4圖像采集卡
  在基於PC機的機器視覺係統中,圖像采集卡是控製攝像機拍照完成圖像采集與數字化協調整個係統的重要設備,其結構設計和性能對整個係統的效率密切相關。一般的圖像采集卡具有以下功能模塊:圖像信號的接收與AD轉換模塊;攝像機控製輸入輸出接口;總線接口;通訊接口。
  本係統使用NI公司的PCI—1408圖像采集卡,它支持多路圖像采集,並且采用雙CCD輸入以提高係統的分辨率和可靠性,藥板的圖像經CCD攝像頭再經采集卡轉化為數字化圖像輸入計算機,經計算機處理後判斷是否有廢板出現。
  4分離係統
  分離係統主要是******的設計,包括******噴氣口的形狀、位置、噴氣壓力及噴氣時間的控製
等。******噴氣口與攝像頭的距離和傳輸帶的運行速度決定了噴氣的時間及延時時間,這裏通過計算機對整個運行過程的實時計算,給控製器發出指令,控製器控製******進行動作,使其在指定的時間後噴射氣流,將廢板吹入廢品箱。


  檢測係統的控製
  控製係統包括識別算法、用戶界麵和通信三個子係統,分別完成檢測識別、******控製和通訊功能。

控製係統軟件模塊結構


  係統軟件基於Windows平台,用Delphi語言編寫,並引入了NI公司的LabVIEW語言進行圖形處理。軟件結構如圖2所示,共分為參數設置、預處理、數字圖像處理、智能判斷決策、機械控製、通訊和用戶界麵七個模塊。參數設置提供數據庫數據文件的設置和存儲操作;預處理模塊按照設定的值完成初始化操作;數字圖像處理模塊完成實時采集的CCD圖像的數字化處理;智能判斷決策模塊進行圖像數據的比較和判斷處理;機械控製模塊完成******電路的控製;通訊模塊完成檢測係統與上位機和數據庫的雙向通訊及統計數據的上報;用戶界麵采用圖形方式,為用戶提供方便的操作和統計顯示,便於用戶在檢測品種改變時及時更換參數設置值並增刪或修改數據庫。
  結束語
  這種能代替人的檢測、分類工作的機器視覺係統,能夠大幅降低檢驗成本,提高產品質量,大大提高勞動生產率,並為勞動者創造一個舒適的工作環境。利用機器視覺識別係統代替人工進行藥片包裝檢測具有實用價值,特別在自動化生產線上代替人工從事快速、單調的產品檢驗工作,可以達到快速,準確的效果。



滬公網安備 31011202003519號