药盒拓印缺陷机器视觉检测系统改进

引言

药盒拓印缺陷机器视觉检测系统主要用计算机来模拟人的视觉功能,通过照相机等得到"三期"(产品批号、生产日期、有效期至)图像,然后将它转换成数字化图像信号,再送入计算机,利用软件从中获取所需信息,做出正确的计算和判断,通过数字图像处理算法和识别算法,对"三期"信息存在缺陷的药盒进行识别,根据识别结果来控制现场的设备对存在缺陷的药盒进行剔除。

药盒拓印缺陷机器视觉检测系统的运用,可以大幅度提高药盒的包装质量和生产效率,解决生产实际问题。但由于药盒拓印的复杂性和机器视觉检测配套技术上存在不完善的地方,要在实际中更好地应用还必须对其进行改进。

1药盒拓印缺陷机器视觉检测系统存在的问题

1.1字符喷印位置不合理

由于设计不合理,喷码机直接在分页机水平输送带上喷印字符,由于分页机输送带带速与喷码机的喷印速度不匹配,导致喷印的"三期"信息宽度过大,超出了药盒喷印"三期"信息预留空白区域,不符合药品包装质量要求。因而只有降低分页机输送带的速度才能正常使用,但降低传送带的速度导致了生产效率严重降低,每批次的药盒拓印时间增加了一倍。

1.2剔除系统存在严重缺陷

该系统的剔除系统采用不锈钢斜面加气缸的方式,在分页机输送带末端检测完毕之后,存在缺陷的药盒在下落到斜面前气缸动作抬起斜面将其剔除,合格的药盒通过斜面下落到收集装置上。在下落过程中剔除斜面容易集聚大量的静电,导致药盒不能平稳下落,使下一步的收集装置不能正常使用。在药盒粘连时容易造成剔除不准确,在连续剔除时气缸经常动作不平稳,造成了整个设备准确性明显降低。

1.3药盒收集困难

该系统的药盒收集装置设计太短,无有效运送药盒,合格的药盒过来之后散乱地堆积在一起,操作人员只有不停地收集药盒才能保证正常使用。在正常生产时(缺陷药盒很少),药盒比较整齐,还勉强能够使用。

1.4控制算法考虑不全

由于该设备是初次使用,没有考虑到设备的匹配性,控制算法设计考虑不全,剔除效果非常差。整个设备在使用过程中需要不停地进行字符的学习,到最后导致整个系统反应迟钝,死机现象频频发生。另外,更换产品品种时需要调整系统的分辨率等各项参数,对于系统的使用要求比较高。

2药盒拓印缺陷机器视觉检测系统的改进

2.1字符喷印方面

把喷码机喷头由分页机输送带起始位置向前移动到分页机两个药盒刚要分开的位置,这个时候药盒运动的速度还不是很快,能够喷出满意的效果。当然,如果给喷码机装上同步器,使喷码机的喷印速度和分页机输送带速度一致,这样效果会更好。考虑到现在已经达到我们的使用要求,暂时没有必要对其进行改造,等下一步有需求时,再予以考虑。

2.2剔除系统方面

在分页机输送带末端下方加一抽屉(三面封口,留一面用于剔除药盒的流出),用一双轴气缸带动,气缸动作时带动抽屉伸出,正常时抽屉在输送带下方,不影响药盒的下落。由于拓印缺陷药盒是在检测完成后下落的过程中被剔除的,不会产生静电,保证了剔除的准确性,同时对于粘连的药盒适当增加剔除停顿时间,保证在各种情况下都能准确地剔除。剔除后的药盒一部分自然流出,一部分可以用气枪吹出,流到药盒收集料斗内,便于操作人员二次收集处理。经过多次调试达到了满意的效果,同时也降低了药盒下一步收集的难度。

2.3药盒收集方面

对于药盒收集,把原来的平面自动堆积改为输送带低速缓慢收集,合格的药盒在水平下落后,直接落在一低速运行的水平输送带上,即使下落时不规则的也会在向后运动的过程中依靠输送带的轻微摩擦力实现自动校正,这样可以保证药盒方便有效地收集。具体就是在分页机末端下方增加水平输送带,长度1m,输送带由60w三相电机带动,通过单相变频器控制,在输送带的末端增加不锈钢斜面,斜面下方加装启动和停止按钮。斜面除了起到加装按钮的作用外,还可以防止药盒下落完成后的推挤叠加,起到了很好的收集效果。其结构如图1所示。

图1 药盒收集装置的改进

2.4控制算法方面

控制算法的增加主要是由喷码机字符在喷印过程中存在字体变形造成的,喷码机由于压力、振幅等多种因素字体会发生微小的变化,从而增加机器的分辨难度。其次,由于长时间的使用,字符差别较大,进而造成系统需要不停地学习。学习了大量字符之后的系统反应时间受到影响严重,同时造成计算机经常死机。经过充分的多次实验,增加了字符数检测的算法,在设备运行比较平稳时采用字符检测方式,设备能准确、平稳运行。其他时间则采用字符数检测的方式,这样可以保证设备的稳定性,实现设备的性能匹配,保证"三期"信息的有效检测。字符数检测可以保证较快的运算速度和反应速度,同时降低使用人员的学习难度,之后计算机再也没有发生过死机现象。改进后的软件界面如图2所示。

图2 改进后的软件界面

3结语

经过改造后的药盒拓印缺陷机器视觉检测系统,能够稳定运行,准确地对有缺陷的药盒进行剔除,工作效率和产品质量得到了有效的提升。