利用新颖的视觉系统检测药物污染物收藏

   药品中混入任何异物，都可能会危害其产品质量，这些异物包括液体悬浮液、油性产品或粉末由于不能以相同的方式检测每种产品，因此必须开发用于特定产品检测的机器，以便将机械传输系统与新颖的视觉系统组合在一起，完成药品检测任务。

   意大利Antares Vision公司针对一些装有不同药品的、大小不同的玻璃和塑料药品容器的检测，开发出了一系列检测机器（见图1）。

图1：Antares Vision开发了一系列检测机器，使用这种新颖的设计，能够检测各种不同尺寸的玻璃和塑料药品容器以及其中装有的不同药品    “之所以需要针对特定产品的检测机器，是因为不能以相同的方式检测每个产品的特征。

”Antares Vision公司技术经理Alberto Reghenzi介绍说    “为了确保对零件进行准确和一致的检测，必须仔细评估相机和光源的放置位置这取决于零件是否需要旋转”    他继续说：“这种检测系统的设计，还必须要适应需要检测的小瓶或容器的尺寸，以及它们是由玻璃制成的，还是由塑料制成的。

在开发这样的系统时，所有这些因素都必须要考虑在内”    在创建检测系统时，Antares Vision的视觉工程师将公司在机器视觉和机械方面的专业知识结合整合到一个系统中，来执行检测任务（见图2）

图2：该系统由多个相机和LED单元组成（图中仅显示了三个做示例），它们与基于PC的视觉检测引擎相连视觉检测引擎通过TCP网络连接到一个自动化和运动控制器，该控制器用于控制机器的运动和I/O剔除机制    从本质上讲，该机器视觉系统由多个相机和LED单元组成（图中仅显示了三个做示例），它们与基于PC的视觉检测引擎相连。

视觉检测引擎通过TCP网络连接到一个自动化和运动控制器，该控制器用于控制机器的运动和I/O剔除机制检测参数    专门为检测注射用药物制剂而开发的自动化检测机器，用于检测并剔除任何带有外来污染物颗粒以及功能缺陷（如裂缝、划痕或表面污垢）的产品。

由于需要对许多不同的小瓶检测其本身的完整性、检测其中是否存在任何外来颗粒物以及小瓶是否正确密封，Antares Vision公司开发的Argo系统，可以通过多种不同的方式进行配置

图3：用于盛装药品的小瓶，可以通过自动或手动方式，分批加载到进料机中，随后这些小瓶在进料机中被一个一个地分开    在每一个检测系统中，用于盛装药品的小瓶，可以通过自动或手动方式，分批加载到进料机中，随后这些小瓶在进料机中被一个一个地分开（见图3）。

接下来，将这些小瓶传送到一系列星形轮上，并以此进入检测传送带在这里，使用一种新型抓取装置从星形轮上拾取小瓶（见图4）这种机制有多种用途    Reghenzi说：“由于检测机器没有一个中心柱，也就是说，零件沿着单一传送带传送。

相机可以放在离目标物体更远的地方，从而获得完美的焦点和更好的景深，而无需在产品发生变化时重新调整”

图4：使用一种新颖的抓取机构从星轮上抓取小瓶，在星轮上相机从不同角度拍摄小瓶的图像    “此外，”Reghenzi补充说，“LED光源可以放置在被检测产品周围的不同侧面（而不仅仅是一侧），相机可以呈一定角度放置，而不是直接指向产品。

”    如果需要检测的小瓶中含有液体，它们可以很容易地旋转，形成涡流，以便更好地显示里面可能存在的任何异物旋转液体    为了完成这项检测任务，只需要旋转液体物质粉末状物质中可能存在的杂质，只能在每个小瓶的外围看到，因为不能用X射线检测此类医药产品。

为了同时检测液体和粉末物质，需要从不同的角度拍摄多张不同的图像，因为相机和照明系统都安装在一个新颖的“回旋镖”臂上，当每个小瓶通过检测站时，该回旋镖臂围绕着每个小瓶移动相机拍摄到的图像通过GigE接口传输到基于PC的视觉检测站，用于进一步的分析。

该检测系统并未使用现成的机器视觉软件包来执行检测任务，其使用的所有成像算法都是由Antares Vision公司开发的，这样Antares Vision就能完全定制检测系统，同时也避免了软件的授权费用    对于液体药剂，小瓶被旋转，目的是在溶液中形成漩涡，从而使任何自由移动的颗粒漂浮起来。

随后，使用CCS America公司的白色背光光源为小瓶提供照明，并用彩色GigE相机拍摄小瓶的图像这里，客户指定要用Teledyne Dalsa或Baumer这两家公司的工业相机    一旦小瓶被LED光源照亮，小瓶中的任何外来颗粒将被呈现出来，并且可以在一个图像序列中检测到。

一旦捕捉到一系列图像，将在基于视觉检测的PC上执行图像相减，并使用Blob分析功能检测是否存在任何外来粒子对于非液体制剂的检测，则无需旋转，因为容器只要在相机前方旋转360°，并使用适当的照明，就可以呈现出任何可能存在的不合格因素。

   捕获到图像再次传输到基于视觉检查的PC上，并与一个“黄金标准”进行比较；后者被视为基准，任何偏离该基准的情况，都被视为不合格的产品颜色检查    当小瓶绕着传送带旋转，并检测其中是否存在异物颗粒和缺陷时，小瓶被运送到第三个检测站，在此处拍摄小瓶底部的图像。

   在这个检测站，使用GigE相机拍摄小瓶底部的彩色图像然后，将相机捕获到的RGB图像传输到基于PC的视觉检测站为了正确比较小瓶中的颜色是否符合用于参考的“金标准”，RGB图像被转换为LUV或CIELAB颜色空间。

由于CIELAB被设计成与人类的色觉是一致的，因此这些值的相同数量的变化，对应于相同数量的视觉感知变化通过比较这些值，检测系统就可以确定小瓶中的粉末是否符合正确的标准此外，该系统还能确定粉末是否均匀分布在小瓶底部。

   完成这项检测任务后，小瓶被运送到输出星形轮上由于这些产品是围绕着星形轮传送的，因此会部署另一个相机系统，用于检测小瓶的盖子是否放置正确，以及盖子的颜色是否正确    当产品通过该检测站时，机器视觉检测的结果通过TCP/IP网络传输到西门子的基于PLC的运动控制系统SIMOTION。

随后，小瓶被转移到另一个星形轮上，在这里，对检测合格的小瓶与不合格的小瓶进行分类    为了完成这项分类任务，SIMOTION运动控制系统收集来自所有视觉检测站的结果，并确定哪些小瓶合格，哪些不合格    当小瓶围绕着最终的输出星形轮移动时，SIMOTION控制器会启动一个气动剔除机制，将合格和不合格的小瓶分离开来。

合格的小瓶被装箱并分批，不合格的小瓶被退回生产线返工    为了指导操作员设置系统和监控生产过程，Antares Vision公司还开发了一套基于通用模板的机器视觉检测图形用户界面（GUI），使得检测软件更加直观，同时允许操作员能够看到整个生产过程。

   这些GUI是使用微软的Visual Studio在C#环境中开发的为了开发该界面，软件创建了向导页面，以便根据需要，使得不同的参数能够可视化还可以在需要的时候，对系统参数进行微调，以及允许在操作期间监控系统的生产页面。

   使用这些图形用户界面，用户可以在图形反馈的指导下，直观地找到正确的设置、参数和图像显示    到目前为止，Antares Vision已经为全球20强制药公司中的9家，提供了超过25000套这样的机器视觉检测系统，用于在生产过程中对产品进行跟踪检测。

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