機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用案例

1、機(jī)器視覺系統(tǒng)1.引言隨著醫(yī)療水平和醫(yī)療器械的不斷提高和更新，一次性注射針以其方便、衛(wèi)生的特點(diǎn)深受用戶的喜愛，其需求量也迅速增大，而針頭外觀的好壞直接影響到一次性注射針的質(zhì)量。所以為了減少不合格品的數(shù)量，需要增加檢測工序。手工外觀檢驗(yàn)和產(chǎn)品標(biāo)記昂貴和不可靠。同時(shí)又意味著不近人情的單調(diào)工作。這里，自動(dòng)化機(jī)器視覺系統(tǒng)提供了解決這些問題的方案。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(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響可以不計(jì)。而針頭就存在著兩種缺陷情況：首先針頭在制作過程中針尖部位可能會(huì)產(chǎn)生毛刺；其次針頭在自動(dòng)裝配過程中可能會(huì)產(chǎn)生倒插現(xiàn)象（針尖部位被插入針座）。影響針頭的幾個(gè)缺陷為：針

2、尖毛刺、倒插。其中倒插不僅會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，而且嚴(yán)重的會(huì)危害到人的生命。如圖1：正插 倒插圖13. 利用機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)一次性注射針的外觀缺陷的自動(dòng)化檢測隨著市場一次性注射針需求的不斷增大，以及客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，越來越多的醫(yī)療器械生產(chǎn)廠商采用自動(dòng)化注射針檢測系統(tǒng)，對(duì)一次性注射針的外觀缺陷進(jìn)行綜合檢測。這種方法代替了傳統(tǒng)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性制約等不確定因素帶來的誤檢及漏檢，實(shí)現(xiàn)更好的100%產(chǎn)品在線檢測。3.1機(jī)器視覺系統(tǒng)概述機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過圖像攝取裝置（分CMOS相機(jī)和CCD相機(jī)兩種）把圖像抓取到，然后將該圖像傳

3、送至處理單元，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動(dòng)作。3.2 機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)1）. 機(jī)器視覺系統(tǒng)屬于光電系統(tǒng)；2）. 機(jī)器視覺系統(tǒng)中的傳感器屬于陣列傳感器；3）. 機(jī)器視覺系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量大；4）.運(yùn)行速度快，但與集成電路的制造與發(fā)展相關(guān)。3.3機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)一次性注射針的外觀缺陷的自動(dòng)化檢測方案本文采用了注射針檢測系統(tǒng)用于一次性注射針的外觀缺陷檢測。該系統(tǒng)以西門子圖像處理器為核心，并結(jié)合西門子自動(dòng)化設(shè)備，形成了既有簡單的數(shù)字信號(hào)接口又有復(fù)雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口的系統(tǒng)，讓用戶能選擇適合自己工況的系統(tǒng)，既方便又節(jié)省投資。其

4、基本檢測處理流程如圖2，簡易系統(tǒng)框架如圖3： 啟動(dòng)系統(tǒng)圖像攝取圖像傳輸和分析PLC處理剔除裝置圖2 基本檢測流程圖 圖3簡易系統(tǒng)框架3.4工作原理首先光纖傳感器感應(yīng)到被測信號(hào)也就是注射針頭，然后觸發(fā)圖像處理器拍攝圖片，并進(jìn)行圖像分析處理，最后驅(qū)動(dòng)剔除裝置?？紤]到現(xiàn)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。如圖三所示，其中，被測信號(hào)：針頭；傳感器：光纖傳感器；圖像采集：VS 72X相機(jī)；數(shù)字信號(hào)處理器：S7-PLC；顯示：HMI觸摸屏。通過這幾部分構(gòu)成了一個(gè)完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)，來完成一次性注射針的外觀的缺陷檢測。3.5注射針視覺檢測系統(tǒng)功

5、能簡介、能在線完成對(duì)象的存在性檢測、模型比較、形狀檢驗(yàn)、位置和方向識(shí)別、工件的測量。、該系統(tǒng)目前的實(shí)際檢測速度達(dá)到6001500根/分鐘，并裝由調(diào)節(jié)器可以根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)需要來調(diào)節(jié)檢測傳送帶的速度。、能通過剔除裝置準(zhǔn)確剔除檢測出的次品。、能實(shí)現(xiàn)以下統(tǒng)計(jì)功能并在現(xiàn)場觸摸屏上顯示（安裝打印機(jī)可打?。簡挝划a(chǎn)品通過時(shí)的不合格品數(shù)量和比例，單位時(shí)間內(nèi)通過產(chǎn)品的不合格品數(shù)量和比例，各班次生產(chǎn)的產(chǎn)品總量及檢測出的次品數(shù)量、每月累計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品的總量及檢測出的次品數(shù)量。、能存儲(chǔ)生產(chǎn)線上各種產(chǎn)品的檢測程序并能方便地通過現(xiàn)場觸摸屏加以選擇。、能通過以太網(wǎng)接口和計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控、在線修改檢測程序、在線記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)、在線保存用戶所需的實(shí)時(shí)圖像（合格產(chǎn)品的圖像和不合格產(chǎn)品的圖像）。、能根據(jù)生產(chǎn)線上所需檢測的不同產(chǎn)品方便地調(diào)節(jié)視覺檢測裝置的高度。、機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng)，可方便地接入或退出使用，所需各種硬件、軟件由廠家提供。、機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)安裝、維護(hù)、拆卸方便。4. 結(jié)論該系統(tǒng)現(xiàn)已成功運(yùn)用于國內(nèi)某知名醫(yī)療器械公司的生產(chǎn)線上，效果非常好。不僅滿足用戶的現(xiàn)有需求，而且還為用戶預(yù)留很多的功能和升級(jí)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，為用戶解決更多的問題，節(jié)省很多的升級(jí)費(fèi)用。如：打印接口、上位機(jī)通訊接口