藥品灌裝生產(chǎn)線視覺檢測技術(shù)及應(yīng)用研究

汪淮勝

關(guān)鍵詞：藥品灌裝生產(chǎn)線;視覺檢測技術(shù);應(yīng)用

【中圖分類號】 F763 【文獻標(biāo)識碼】 A ? ? ? 【文章編號】2107-2306（2022）06--01

引言

藥品質(zhì)量是日常生活中不可或缺的特殊成分，對人們的健康直接至關(guān)重要，而且在生產(chǎn)和流通過程中特別容易受到濕度、微生物和污染等外部因素的影響。為此，各國出臺了一系列規(guī)定嚴(yán)格管制藥品生產(chǎn)的法規(guī)。隨著制藥業(yè)的爆炸式增長和藥品生產(chǎn)的增加，對藥品制造商自動化生產(chǎn)手段的需求也在增加。因此，開發(fā)自動化藥物裝置對于提高制藥業(yè)的生產(chǎn)力和滿足市場需求至關(guān)重要。

1視覺檢測視原理簡述

視覺識別系統(tǒng)的成像部分位于視覺識別系統(tǒng)的前端，直接影響所采集圖像的質(zhì)量、圖像信號后處理的復(fù)雜性以及算法的選擇。為此，光是決定表面檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一。選擇光源時，不僅要考慮光源輸出參數(shù)，而且要考慮高速對象的光源穩(wěn)定性。成像系統(tǒng)不僅旨在實時捕獲大量數(shù)據(jù)，而且還旨在預(yù)處理大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須傳遞給后處理系統(tǒng)以進行準(zhǔn)確的實時處理，以便準(zhǔn)確地實時處理問題區(qū)域。攝像機捕獲的圖像傳輸?shù)街醒胩幚砥鳎龍D像噪聲、圖像增強、圖像恢復(fù)、目標(biāo)分割。在某些應(yīng)用程序中，特定圖像專門強調(diào)圖像的一般或部分特征，最初不清楚這些特征是為了說明或強調(diào)某些有趣的特征，增加圖像中不同對象特征之間的差異，抑制不感興趣的元素，從而提高圖像質(zhì)量和信息量。重建質(zhì)量下降的圖像或恢復(fù)圖像的方式與重建圖像的方式相同。此外，目標(biāo)區(qū)域會在影像中分割，以進行下一個步驟。識別算法包括特征提取、特征選擇和圖像識別。從圖像像素中提取算法計算機來描述表示的范圍，例如b .紋理、幾何特征、顏色屬性、因子特征等。以區(qū)分可靠區(qū)域中不同類型的錯誤。選擇最適合在冗馀信息中進行分類的圖元，并選擇最佳的圖元集來培訓(xùn)分類，以便正確地分類表面錯誤類型。

2視覺檢測系統(tǒng)的優(yōu)勢

光學(xué)檢測系統(tǒng)的優(yōu)點包括節(jié)省時間、降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化物流、縮短機器停機時間、提高生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量、減少測試人員和測試人員的工作量、減少次品數(shù)量和提高機器利用率。

3現(xiàn)有自動灌裝設(shè)備存在的主要問題

醫(yī)藥行業(yè)使用的灌溉設(shè)施目前主要分為直線和回轉(zhuǎn)。在線性灌溉裝置中，容器主要執(zhí)行周期性的直線運動，即一組跟隨輸送帶的規(guī)定的瓶裝水，用光學(xué)傳感器監(jiān)測瓶裝水的位置，并在移動時填充多頭填料。完成填充后，組將繼續(xù)向前移動到下一部分。雖然基于線的自動澆口套結(jié)構(gòu)簡單，但可以節(jié)省空間，并且在灌溉過程中需要靜態(tài)冷卻，這大大降低了處理大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的工作效率。旋轉(zhuǎn)裝置具有較小的調(diào)節(jié)空間，并且需要連續(xù)加厚，即連續(xù)生產(chǎn)液體材料的裝置，而滑輪跟隨圓周運動。節(jié)省空間、提高生產(chǎn)力和強大性能，以滿足大型灌溉系統(tǒng)的需求。但是，連續(xù)旋轉(zhuǎn)灌溉體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要很高的設(shè)計成本，僅適用于單類材料的灌嘴，即液體材料的灌嘴。

4視覺檢測控制功能的關(guān)鍵技術(shù)

4.1控制功能實現(xiàn)的難點

照明和并行計算機系統(tǒng)的設(shè)計以及攝像機的錄制速度與瓶裝水的速度相匹配，是一個困難的儀器。系統(tǒng)采集頻率由基于最大速度設(shè)置的觸發(fā)格提前設(shè)置，工業(yè)攝像機采集由基于速度控制、工業(yè)攝像機控制和閃光燈照明的算法啟動。表面檢測通過圖像準(zhǔn)備、目標(biāo)檢測、故障特征、故障分類等步驟，將攝像機采集的圖像信號傳輸?shù)綀D像存儲服務(wù)器，并行計算機系統(tǒng)使用圖像服務(wù)器，處理和分析圖像，以便在并行計算機系統(tǒng)中進行故障檢測和分類。圖像數(shù)據(jù)的并行處理是在多服務(wù)器系統(tǒng)上進行的。這種并行計算大大提高了系統(tǒng)的計算能力，從而滿足了系統(tǒng)的在線要求。所有算法均通過軟件在并行計算系統(tǒng)中實現(xiàn)，以便在處理后獲得大小、節(jié)、類型、類等錯誤信息。并行計算系統(tǒng)通過千兆以太網(wǎng)將有關(guān)這些錯誤的信息傳遞給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并將其合并和存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。通過終端，操作員可以在線查看故障檢測結(jié)果，并檢索故障的歷史數(shù)據(jù)進行分析。

4.2多幀序列圖像目標(biāo)鏈的建立

對多幀圖像進行分類的方法不同于對單幀圖像進行分類的常規(guī)方法，因為藥物的可變性可能不以單幀圖像為特征，以區(qū)別于其他非物質(zhì)圖像（如氣泡或噪聲）。因此，為了對藥物進行視覺檢查，必須在同一藥物的多幀圖像中識別運動變化的目標(biāo)，并對其進行分類。如果同一藥物的順序圖像處理接收到可變范圍，則目標(biāo)字符串可能是由噪波或氣泡運動引起的連續(xù)幀中同一對象的變化范圍形成的。在多幀圖像中，選擇開始幀中的更改區(qū)域作為對象。流體中可能存在多個擾動，但只有一個運動對象被識別為故障，以說明產(chǎn)品的故障狀態(tài)。因此，運動對象按更改區(qū)域的面積排序，首先處理較大的目標(biāo)。儀器設(shè)計為通過旋轉(zhuǎn)和急停在同一體積的封閉容器中移動，從而限制目標(biāo)位置在連續(xù)的兩個短時間幀中的位置。根據(jù)上圖中的目標(biāo)位置創(chuàng)建方形搜索范圍。搜索范圍位于上一幀目標(biāo)位置的中心，在2幀間隔內(nèi)處于噪聲的最大水平和垂直運動范圍內(nèi)。下圖將搜索范圍內(nèi)的所有或部分修改區(qū)域列為可疑對象，并通過計算確定最接近可疑區(qū)域的對象。它描述了對象的屬性，這些屬性基于移動對象的面和灰度的變化，并導(dǎo)出了相應(yīng)對象的相似性。相似性反映了區(qū)域之間特性的差異。可疑對象的相似度越低，它就越接近指定的運動對象，并且更有可能在對象上表現(xiàn)為最佳匹配范圍。

5視覺檢測系統(tǒng)的管理

首先，是技術(shù)人才的培養(yǎng)。只有技術(shù)能力高的操作人員和技術(shù)人員才能掌握系統(tǒng)的原理和維護技術(shù)，從而保證系統(tǒng)的正確使用和維護。其次，是良好的運營環(huán)境。目視檢查設(shè)備對環(huán)境濕度和灰塵很敏感。濕度差或多塵的環(huán)境會影響設(shè)備的運行，甚至?xí)︾R頭等部件造成損壞。第三，是制定維修程序和計劃。按照嚴(yán)格的規(guī)定和計劃，目視設(shè)備是比較精致的，很多外界因素包括人為因素都會造成設(shè)備故障，需要經(jīng)常維護和保養(yǎng)。

結(jié)束語

隨著制藥業(yè)的發(fā)展，制藥產(chǎn)品對藥品包裝系列提出了更高的要求，以提高現(xiàn)有生產(chǎn)線的自動化、效率低下和準(zhǔn)確性，簡化藥品包裝的操作、可靠性和準(zhǔn)確性，并向有關(guān)企業(yè)提供技術(shù)援助，服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟。

參考文獻：

[1]王海棟，趙巨峰，高秀敏.藥品生產(chǎn)線瓶蓋縫隙的視覺檢測技術(shù)研究[J].光學(xué)儀器，2018，38（04）：283-287.