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作者：美國邦納資深視覺產(chǎn)品專家 鄭敏
一． 引言
眾所周知，食品藥品的生產(chǎn)和管理關(guān)系到人類的生命健康，如果因?yàn)槭称?藥品的質(zhì)量問題而對人的生命造成威脅，這將是一個(gè)大的災(zāi)難。因而各藥品生產(chǎn)廠家，尤其是世界知名大廠對藥品的整個(gè)生產(chǎn)過程甚至后段的包裝都給與了非常大的重視。
伴隨著2011年3月1日，《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）》（新GMP）實(shí)施以來，所有的藥品企業(yè)都被強(qiáng)制在已有的生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)化改造，增加了對藥品質(zhì)量的檢測，在這其中，工業(yè)視覺扮演了非常重要的角色。
二． 工業(yè)視覺的原理簡介
圖1：工業(yè)視覺系統(tǒng)的工作流程
說明：簡單來說，工業(yè)視覺的檢測首先需要根據(jù)合格產(chǎn)品的圖像做一個(gè)檢測程序，程序會(huì)以合格產(chǎn)品的某些特征參數(shù)作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)，其后對所有產(chǎn)品都進(jìn)行拍照分析，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)產(chǎn)品對應(yīng)的特征參數(shù)與預(yù)設(shè)的不符合，則判斷為不合格產(chǎn)品。通過工業(yè)視覺可以非常方便的檢測面積，坐標(biāo)，角度，數(shù)量等。
三． 工業(yè)視覺系統(tǒng)與藥品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效結(jié)合
圖2：膠囊生產(chǎn)流程
常見的視覺檢測是基于二維圖像的比對分析，因此只要是依靠表面特征來判斷是否合格的檢測要求都能夠通過工業(yè)視覺來實(shí)現(xiàn)。邦納的視覺系統(tǒng)在圖2標(biāo)注的幾個(gè)工藝環(huán)節(jié)上擁有者非常成熟的解決方案，同時(shí)也積累的豐富的經(jīng)驗(yàn)，在多年的推廣中得到眾多用戶的高度認(rèn)可。
1. 鋁塑/鋁鋁包裝
在鋁塑/鋁鋁包裝過程中，需要對泡罩內(nèi)的藥粒或膠囊進(jìn)行檢測，判斷是否有漏放的藥粒或膠囊，某些場合甚至需要檢測藥粒或膠囊自身的殘損。工業(yè)視覺的應(yīng)用已替代了過去多光電傳感器檢測的落后方案。
圖3：邦納Pro系列工業(yè)視覺在鋁塑包裝檢測上的應(yīng)用
圖4：邦納P4系列工業(yè)視覺在鋁鋁包裝檢測上的應(yīng)用
2. 塑瓶包裝
塑瓶包裝同樣需要檢測藥盒內(nèi)的藥瓶數(shù)量和破損，由于藥瓶外形的多樣性，無法通過光電傳感器或接近傳感器來實(shí)現(xiàn)可靠檢測，工業(yè)視覺無疑是最有效的解決方案。
圖5：邦納P4系列工業(yè)視覺在塑瓶包裝檢測上的應(yīng)用
3. 塑料瓶
作為藥品的包裝容器，藥瓶本身的外觀質(zhì)量也逐漸受到了藥品廠商的重視，目前設(shè)計(jì)的檢測要求有表面瑕疵，斑點(diǎn)，瓶口缺損等。
圖6：邦納P4系列工業(yè)視覺塑料瓶檢測整體方案
4. 裝量，封口
對于藥品或藥劑的罐裝，首先需要對容器內(nèi)藥品數(shù)量或藥劑液位進(jìn)行檢測，其次再對封口的質(zhì)量進(jìn)行檢測。
圖7：邦納P4系列工業(yè)視覺在藥瓶液位檢測的應(yīng)用
圖8：邦納iVU系列工業(yè)視覺在瓶塞檢測上的應(yīng)用
5. 熱合，批號，裝量
一般來說，很多藥品的包裝材料上會(huì)印有條碼，批號，特殊字符，工業(yè)視覺可以在熱合的過程中對其進(jìn)行同步檢測，大大提高了生產(chǎn)效率。
圖9：邦納iVU系列工業(yè)視覺在鋁塑/鋁鋁包裝過程中對條碼檢測的應(yīng)用
圖10：邦納iVU系列工業(yè)視覺在貼標(biāo)機(jī)上對貼紙字符檢測的應(yīng)用
6. 外包裝
藥品的外包裝決定了消費(fèi)者對藥品品牌的第一印象，其重要性是毋庸置疑的，針對各種復(fù)雜多變的包裝檢測，工業(yè)視覺是目前最高效的解決方案。
圖11：邦納iVU系列工業(yè)視覺藥盒說明書檢測的應(yīng)用
圖12：邦納P4系列工業(yè)視覺在電子監(jiān)管碼等級檢測的應(yīng)用
四． 視覺系統(tǒng)的選型
配置一個(gè)視覺系統(tǒng)，需要充分的了解方案細(xì)節(jié)，所有硬件型號的確定都必須基于現(xiàn)場的檢測環(huán)境和檢測要求，只有充分發(fā)揮視覺系統(tǒng)的作用才是一個(gè)合理的配置方案。
1. 攝像頭/控制器
攝像頭/控制器是視覺系統(tǒng)的核心，其性能直接關(guān)系到最終檢測的穩(wěn)定性和可靠性。對于攝像頭我們可以分辨率和成像速度來進(jìn)行選擇，控制器則根據(jù)其支持的軟件功能來選擇。
硬件型號 AREA AREA1.3 GEO GEO1.3 EDGE EDGE1.3 BCR BCR1.3
分辨率 128x100 1280x1024 128x100 1280x1024 128x100 1280x1024 640x480 1280x1024
成像速度 500fps 27fps 500fps 27fps 500fps 27fps 48fps 27fps
表1：邦納P4系列參數(shù)攝像頭舉例
圖13：邦納PresencePLUS軟件功能一覽
2. 鏡頭
一般意義上的檢測只需要考慮鏡頭的焦距，焦距的選擇與檢測的物距和視野有著非常密切的關(guān)系。例如廣角鏡頭（短焦距）能夠讓照相機(jī)“看得更寬闊”，因?yàn)樗幸粋�(gè)較大的圖像角度；然而，長焦鏡頭（長焦距）能讓照相機(jī)“看得更遠(yuǎn)”，但看到的范圍比較窄。 如果牽涉到高精度或高速檢測時(shí)，就必須考慮鏡頭的光圈，鏡片材質(zhì)，數(shù)值孔徑等。
圖14：鏡頭焦距與物距，視野的關(guān)系
3. 光源
一個(gè)穩(wěn)定的、可靠的圖像處理系統(tǒng)不能僅僅局限于在試驗(yàn)室的嚴(yán)格條件下才能應(yīng)用，而應(yīng)該在真正的工業(yè)制造環(huán)境中，在不斷變化的環(huán)境光和其他工況條件下，對于不同的材料、不同的機(jī)器都可以實(shí)時(shí)攝取到高質(zhì)量、高對比度的圖像。基于這種情況，選擇合適的，能夠克服這些因素的光源非常重要，選擇不同光源的目的是為了獲取最佳對比度。
圖15：常用光源的種類劃分
五． 總結(jié)
綜上所述，隨著藥品生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，工業(yè)視覺系統(tǒng)的應(yīng)用將會(huì)越來越普及，在未來的日子里，視覺檢測將會(huì)朝著高精度，高速，高復(fù)雜性的方向發(fā)展，作為業(yè)內(nèi)知名品牌，邦納公司也將一如既往的致力于新方案的開發(fā)，為廣大用戶提供更加完善的解決方案。
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