【摘要】 臺達DMV視覺系統以其操作簡單，運行穩定等特點頗受客戶青睞。本文介紹在藥瓶軋蓋機上應用臺達DMV視覺系統來判斷瓶蓋安裝質量的原理及效果。

【Abstract】  Delta DMV vision system is popular for its simple operation, stable operation characteristics. This paper 

introduces the principle and effect of Delta DMV vision system which is used to determine cap installation

quality in the medicine bottle capping machine. 

【關鍵字】視覺檢測；位置定位；二值化；白像素

【Keywords】visual inspection; position location; binaryzation; white pixels

1  前言

隨著我國國民經濟的快速發展、人民生活水平的提高及人口老齡化趨勢的加快，我國藥品需求年均遞增速達到12%以上。2007年中國藥品需求量為5991億元人民幣，預計到2010年將達到600億美元，2020年達1200億美元，從而超過美國成為世界第一大藥品市場。

目前，藥品生產企業不再單純追求速度，而是越來越將藥品質量的管控放在第一位。隨著自動化程度的不斷提高，產品管控單靠人力越來越不適應。在這種背景下，機器視覺可以很好的適應醫藥企業高速、穩定的檢測需求。

在瓶裝藥品的生產環節，有一道軋蓋工序。然而在實際生產過程中，可能由于多方面原因導致前道加蓋時，沒有將瓶蓋安裝到位，甚至于整個蓋子丟失，這樣對藥品的生產質量會造成重大隱患。所以在此類生產設備上，引入機器視覺系統，用以檢測瓶蓋有無加裝或者加裝是否到位，可以很好的杜絕此類情況發生，從而保證藥品的生產質量。

臺達DMV 機器視覺系統，具有高速精準、多任務運算處理能力和智能型、人性化的操作接口，可廣泛應用于食品、飲料、醫藥及包裝等行業的識別確認、坐標定位、測量計數、瑕疵檢測等領域。

2  瓶蓋檢測原理

根據客戶的機械特點，我們考慮采用如圖1的打光方式以及架設相機的方式。

圖1 打光方式示意圖

采用上部照射光源照亮瓶蓋，可以更好的取得檢測重點瓶蓋的情況，另一方面采用此種打光方式，也比較容易安裝，成本也相對較低。

通過分析藥瓶的尺寸特征，發現瓶身也有會有一定尺寸偏差，這樣勢必對瓶蓋是否蓋緊有一定影響。通過評估得知，可通過DMV的內置工具“邊緣位置”來定位瓶口位置，從而可以避免由于瓶身高度誤差對檢測的影響。

圖2 瓶身高度誤差示意圖

在實際檢測過程中，由于送料機構的特點，在每次拍攝時，瓶子左右方向也存在一定的偏差。同樣可借助“邊緣位置”工具來定位瓶身。

圖3 瓶子水平位置誤差示意圖

經過上述分析得知，通過兩個維度的定位后，可以很好地確定被測藥瓶的位置，確保檢測的穩定性。通過“二值化”所拍攝的圖像，可以清晰的看到由于上部光源的作用，瓶蓋上部會被照亮，在圖片中表現為大片的白色像素。這時就可以利用圖4紅框內白色像素來檢測瓶蓋有無，以及瓶蓋有無安裝到位。

圖4 通過白色像素檢驗瓶蓋安裝情況

表1 本系統配置表

圖5 電氣控制圖

3  藥瓶檢測流程

判定產品的NG的條件有兩項：瓶蓋丟失（如紅框內無白色像素，就可以認為該瓶蓋丟失）；瓶蓋安裝不到位，其表現形式就是瓶蓋傾斜，或者高度變化，我們可以在正常瓶蓋上方建立一個白色像素檢測區域，正常情況下應該檢測不到白色像素，如在此區域出現過多的白色像素，就可以認為瓶蓋沒有安裝到位。

圖6 瓶蓋正常安裝圖示

隨后可對DMV的檢測工具做如下規劃。

如圖7所示，第一個“邊緣位置”定位瓶子的X軸位置（以水平方向為X軸）；第二個“邊緣位置”定位蓋子的Y軸位置。

圖7 檢測工具規劃

如圖8所示，左邊檢測“面積”，檢測瓶蓋有無；右邊檢測“面積”，檢測瓶蓋是否安裝到位。

圖8 檢測區域顯示

由于存在瓶蓋丟失的情況，所以還必須加入檢測瓶蓋有無的檢測。經過觀察，如果瓶蓋存在的話，會被光源照亮并出現許多白色像素。這樣的話，可以通過檢測白色像素的數量來達到檢測有無的目的。如果瓶蓋一旦丟失，則規定檢測區域內的白色像素必定達不到額定數量，基與此就可判斷瓶蓋有無。

最終輸出結果需要綜合兩個“面積”工具檢測的結果判斷，只要出現一個NG，即瓶蓋丟失或者瓶蓋未安裝到位的情況，則此藥瓶便不通過。所以還需通過“判斷器”將此兩個檢測工具的檢測結果做進行綜合。

圖10 瓶蓋丟失檢測效果圖

圖11 瓶蓋安裝不到位檢測效果圖

圖12 正常安裝檢測效果圖

4  檢測結果

通過檢測判斷，可以清晰地看出藥瓶的情況，圖10到圖12是不同情況下效果圖。

目前，系統只需 60ms以下即可完成一個產品的判斷，理論上每分鐘1000個產品的檢測，但是由于系統機械結構的限制，目前可達到400瓶/分鐘的檢測速度，已經完全滿足客戶需求。

5  結束語

俗話說“人命關天”，藥品質量絕非小事。自動化生產的大背景下，對產品質量的控制也是目前最為迫切需要解決的問題。臺達DMV視覺系統的引入，可保證藥品安裝環節的品質，同時也解決了其他傳感技術無法準確檢測瓶蓋是否安裝到位的問題。

作者簡介：

宗偉，男，出生于1981年，畢業于上海電機學院機械系機械設備及自動化專業，現就職于臺達集團--中達電通股份有限公司儀表產品開發處，主要專注于臺達儀表的技術支持以及市場開發。