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机器视觉技术在药片包装缺损检测系统中的应用

发表时间:2014-10-17


                                       机器视觉技术在药片包装缺损检测系统中的应用

应用领域:机器视觉 药品

 

1 引言
目前大多数制药厂在药片包装生产线上,一般采用人工进行目测的方法分拣次品,检测人员的工作状况对于检测效果有着很大的影响,而且这种工作方式检测效率低、成本高、劳动强度大。手工劳动的插入严重影响了药片包装生产线的工作效率,不但浪费了大量的劳动力资源,而且包装质量不能从根本得到保证。有些厂家采用长时间录像机进行录像方式来弥补由于人工检测所带来的失误,但这失去了实时检测的意义,同时也存在检测成本高的问题。
利用机器视觉系统代替人进行药片包装缺损检测,可以提高生产效率,降低生产成本。基于机器视觉技术的药片包装缺损检测系统是一个集机器视觉、光传感器和机电等技术于一体的机电一体化产品,而且具有计算机精度高、速度快的特点,能迅速而准确地检测出药片包装的缺损,并对其进行综合分析,从而对成品和废品进行可靠分离。
2 机器视觉概念
机器视觉又称计算机视觉,是用计算机来模拟人或再现与人类视觉有关的某些智能行为的技术,从客观事物的图像中提取信息进行处理,并加以理解,最终用于实际检测、测量和控制。机器视觉是一项综合技术,其中包括:数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、电光源照明技术、光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。这些技术在机器视觉中是并列关系,相互协调应用才能构成一个成功的工业机器视觉应用系统。一个典型的工业机器视觉应用系统包括图像捕捉系统、光照系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。
图像捕捉系统采用CCD摄像机将所要识别的作业对象和背景转换成图像信号,以图像形式记录下来,然后转变成数字化信号传送给专用的图像处理系统,根据像素分布亮度和颜色等信息进行各种运算来抽取目标的特征,根据预设的容许度和其他条件输出判断结果。
光照系统为图像采集提供合适的照明,以利于后续图像的处理与分析。
图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块是机器视觉系统的核心,供计算机进行特定的处理,处理完毕的数字信号需要转换成视频信号由显示器显示,并经图像采集板输出端输出,以控制相应的执行机构。
机械控制执行模块根据计算机的指令进行动作,最终完成系统所需的任务。

3.药片包装缺损检测系统的总体设计方案
基于机器视觉技术的药片包装缺损检测系统总体上由硬件和软件两大部分组成,其工作原理是:包装好的药片在传送装置中传输,传送装置在机器中分为两个区域:检测区和分离区。在检测区,通过高速CCD摄像机将传送中的连续的药片图像传输到计算机中。计算机对记录下的图像进行分析,分辨出未填置药片的废板。当药板进行切割后进入分离区时,横向安置的喷枪射出高压气体把废板快速吹出,落入废品箱,而成品药板正常落入成品区,从而实现成品和废品的分离。
基于机器视觉技术的药片包装缺损检测系统总体结构如图l所示。为了充分利用原生产线,并有效地进行药片包装缺损检测,可在检测区安装两台CCD摄像机进行可靠检测,并加装适当的照明设备增强检测效果。

 

系统软件基于Windows平台,用Delphi语言编写,并引入了NI公司的LabVIEW语言进行图形处理。软件结构如图2所示,共分为参数设置、预处理、数字图像处理、智能判断决策、机械控制、通讯和用户界面七个模块。参数设置提供数据库数据文件的设置和存储操作;预处理模块按照设定的值完成初始化操作;数字图像处理模块完成实时采集的CCD图像的数字化处理;智能判断决策模块进行图像数据的比较和判断处理;机械控制模块完成气枪电路的控制;通讯模块完成检测系统与上位机和数据库的双向通讯及统计数据的上报;用户界面采用图形方式,为用户提供方便的操作和统计显示,便于用户在检测品种改变时及时更换参数设置值并增删或修改数据库。
6 结束语
这种能代替人的检测、分类工作的机器视觉系统,能够大幅降低检验成本,提高产品质量,大大提高劳动生产率,并为劳动者创造一个舒适的工作环境。利用机器视觉识别系统代替人工进行药片包装检测具有实用价值,特别在自动化生产线上代替人工从事快速、单调的产品检验工作,可以达到快速,准确的效果。