機器視覺(jué)在醫療器械行業(yè)的實(shí)現

1 引言

目前全球整個(gè)視覺(jué)市場(chǎng)總量大概在60~70億美元，是按照每年8.8%的增長(cháng)速度增長(cháng)的。而在中國，這個(gè)數字目前看來(lái)似乎有些龐大，但是隨著(zhù)加工制造業(yè)的發(fā)展，中國對于機器視覺(jué)的需求將承上升趨勢。機器視覺(jué)就是用機器代替人眼來(lái)做測量和判斷。機器視覺(jué)系統是指通過(guò)機器視覺(jué)產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進(jìn)行各種運算來(lái)抽取目標的特征，進(jìn)而根據判別的結果來(lái)控制現場(chǎng)的設備動(dòng)作。這里，自動(dòng)化機器視覺(jué)系統提供了解決醫療器械行業(yè)的問(wèn)題。

2 一次性注射針的缺陷

一次性注射針可以分為針座和針頭兩個(gè)部分。針座的缺陷對產(chǎn)品的質(zhì)量影響可以不計。而針頭就存在著(zhù)兩種缺陷情況：首先針頭在制作過(guò)程中針尖部位可能會(huì )產(chǎn)生毛刺；其次針頭在自動(dòng)裝配過(guò)程中可能會(huì )產(chǎn)生倒插現象（針尖部位被插入針座）。影響針頭的幾個(gè)缺陷為：針尖毛刺、倒插。其中倒插不僅會(huì )對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，而且嚴重的會(huì )危害到人的生命。如圖1:

3 利用機器視覺(jué)實(shí)現PET飲料瓶的外觀(guān)缺陷的自動(dòng)化檢測

隨著(zhù)市場(chǎng)一次性注射針需求的不斷增大，以及客戶(hù)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，越來(lái)越多的醫療器械生產(chǎn)廠(chǎng)商采用自動(dòng)化注射針檢測系統，對一次性注射針的外觀(guān)缺陷進(jìn)行綜合檢測。這種方法代替了傳統的人工方法以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，解決了人工方法效率低、速度慢，以及受檢測人員主觀(guān)性制約等不確定因素帶來(lái)的誤檢及漏檢，實(shí)現更好的100%產(chǎn)品在線(xiàn)檢測。

3.1機器視覺(jué)實(shí)現一次性注射針的外觀(guān)缺陷的自動(dòng)化檢測方案

本文采用了杭州華峰自動(dòng)化系統有限公司開(kāi)發(fā)的注射針檢測系統用于一次性注射針的外觀(guān)缺陷檢測。該系統以西門(mén)子圖像處理器[3]為核心，并結合西門(mén)子自動(dòng)化設備，形成了既有簡(jiǎn)單的數字信號接口又有復雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )接口的系統，讓用戶(hù)能選擇適合自己工況的系統，既方便又節省投資。

其基本檢測處理流程如圖2,簡(jiǎn)易系統框架如圖3:

工作原理：首先通過(guò)光纖傳感器感應到注射針，然后觸發(fā)圖像處理器拍攝圖片，圖像采集來(lái)后，對圖像進(jìn)行二值化、目標定位、測量、特征匹配等圖像分析處理，處理的結果傳至PLC進(jìn)行邏輯控制，并根據傳送帶當前的速度來(lái)驅動(dòng)剔除裝置，準確地剔除不合格產(chǎn)品?？紤]到現在的自動(dòng)化生產(chǎn)需要，目前的剔除方法則采用整排剔除，如果需要更高的自動(dòng)化水平，可以為每個(gè)針座加裝吸盤(pán)。

系統設計特點(diǎn)：本系統采用了西門(mén)子嵌入式圖像處理器，其集成化的模塊，很容易根據客戶(hù)現場(chǎng)的環(huán)境和客戶(hù)的要求來(lái)設計系統配置和外觀(guān)。該系統外觀(guān)使用全不銹鋼材料，符合了醫療器械行業(yè)的規范；獨立式的機械結構，容易安裝于流水線(xiàn)的任何位置；通過(guò)西門(mén)子觸摸屏和PLC的連接，使得操作工容易在線(xiàn)切換不同產(chǎn)品的程序，并可以從觸摸屏查看實(shí)時(shí)檢測數據；根據單條流水線(xiàn)產(chǎn)品的多樣化，系統采用了X-Y-Z都可以調節的機械機構，讓用戶(hù)操作更靈活。

4 結論

該系統現已成功運用于國內某知名醫療器械公司的生產(chǎn)線(xiàn)上，效果非常好，漏剔率為0,誤剔率為99.99%.不僅滿(mǎn)足用戶(hù)的現有需求，而且還為用戶(hù)預留很多的功能和升級空間，這些功能在今后的檢測任務(wù)中將會(huì )發(fā)揮更多的作用，為用戶(hù)解決更多的問(wèn)題，節省很多的升級費用。在機器視覺(jué)賴(lài)以普及發(fā)展的諸多因素中，有技術(shù)層面的，也有商業(yè)層面的，但制造業(yè)的需求是決定性的。制造業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了對機器視覺(jué)需求的提升；也決定了機器視覺(jué)將由過(guò)去單純的采集、分析、傳遞數據，判斷動(dòng)作，逐漸朝著(zhù)開(kāi)放性的方向發(fā)展，這一趨勢也預示著(zhù)機器視覺(jué)將與自動(dòng)化更進(jìn)一步的融合。需求決定產(chǎn)品，只有滿(mǎn)足需求的產(chǎn)品才有生存的空間，這是不變的規律。機器視覺(jué)也是如此。