高速,高精度,高复杂性--机器视觉产品在制药行业中的应用

作者:本网编辑 发布时间:2014-06-24

众所周知,食品、药品的生产与管理关系到了人类的生命健康。如果食品、药品的质量问题对人类的生命健康构成威胁,这将是一个巨大的灾难。因而,全球各药品生产厂商,尤其是全球知名制药企业,对药品的整个生产过程、甚至药品的后段包装,均给与了非常多的关注和重视。

伴随着2011年3月1日《药品生产质量管理规范(2010年修订)》(新GMP)规范实施以来,所有的药品生产制造企业都被强制对其已有的药品生产线进行自动化改造,并被要求加强对药品质量的检测、控制及管理。在这一过程中,工业机器视觉技术扮演了非常重要、不可或缺的角色。

工业机器视觉技术的原理简介

简单而言,应用工业机器视觉技术实现检测首先需要根据合格产品的图像制定一个检测程序。该程序会以合格产品的某些重要特征或参数作为进行判断的主要标准,并对后续所有产品都进行拍照分析。如果机器视觉产品发现某个产品所对应的特征或参数与预设的标准不符,则判断该产品为不合格产品。通过工业机器视觉技术,药品生产制造企业可以非常方便地检测产品的坐标、角度、面积,以及数量等参数。

工业机器视觉系统与药品生产环节的有效结合

常见的机器视觉检测技术以二维图像的比对分析为基础,因此只要是依靠表面特征来判断产品是否为合格产品的检测要求,均能够通过工业机器视觉检测系统实现。美国邦纳公司的机器视觉检测系统在典型的胶囊生产流程中的重要工艺环节上拥有着非常成熟的应用解决方案,同时也积累了丰富的技术及实践经验,在多年的市场推广过程中得到众多用户的高度认可。在以下内容中,美国邦纳公司的资深视觉产品专家以医药领域中的典型剂型、包装形式及生产过程——铝塑/铝铝包装、塑瓶包装、塑料瓶、装量及封口、热合/批号/装量、外包装为例,介绍了机器视觉技术在药品生产制造领域中的典型应用方案,并且与读者分享了关于机器视觉技术的选型经验。

铝塑/铝铝包装

在以铝塑/铝铝包装为包装形式的药品的包装过程中,机器视觉技术首先需要对泡罩包装内的药粒或胶囊进行检测,以判断是否有漏放药粒或胶囊的情况存在。在某些生产场合下,机器视觉技术甚至需要检测药粒或胶囊自身的残损情况。通过上述应用实践,工业机器视觉技术的应用已取代了在过去被应用多年的、传统而落后的光电传感器检测方案。

塑瓶包装

药品塑瓶包装同样需要被检测药盒内的药瓶数量和破损状况。由于药瓶外形的多样性,其无法通过光电传感器或接近传感器来实现可靠的检测,因而工业机器视觉传感器无疑是针对塑瓶药品检测的、最为有效的解决方案。

塑料瓶

作为药品的包装容器,药瓶本身的外观质量也逐渐受到了各个药品生产制造商的广泛关注。目前,针对药品包装容器的检测要求主要有检测容器的表面瑕疵、瓶体斑点、瓶口缺损等。

装量、封口

针对药品或药剂的灌装,工业机器视觉传感器首先需要对容器内药品的数量或药剂液位进行检测,其次再对封口的质量进行检测。

热合、批号、装量

一般而言,大部分药品的包装材料上均会印刷条码、批号、特殊字符等信息,工业机器视觉技术可以在热合的过程中对上述信息的印刷质量进行同步检测,进而大大提高了药品生产线的生产效率。

外包装

药品的外包装决定了消费者对药品品牌的第一印象,其重要性是毋庸置疑的。为应对针对药品外包装的、各种复杂多变的包装检测项目,工业机器视觉技术是目前为止最为高效的解决方案。

工业机器视觉系统的选型建议

配置一个工业机器视觉系统,需要药品生产制造企业充分了解方案的所有细节,所有硬件型号的确定均必须基于企业生产现场的检测环境和检测要求。只有能够让机器视觉系统充分地发挥它的作用,企业才可获得一个合理的配置方案。

摄像头/控制器

摄像头、控制器是机器视觉系统的核心,其性能直接关系到最终检测结果的稳定性和可靠性。针对摄像头,我们建议药品生产企业依据其分辨率和成像速度进行选择,针对控制器的选择则应依据其所支持的软件功能。

镜头

针对一般意义上的检测,企业只需要考虑镜头的焦距,而镜头焦距的选择与检测的物距和视野有着非常密切的关系。例如,广角镜头(短焦距镜头)能够让照相机“看得更为宽阔”,因为它具备一个较大的图像角度;然而,长焦镜头(长焦距镜头)能让照相机“看得更远”,但其所看到的范围则相对而言较为狭窄。如果牵涉到高精度或高速检测时,药品生产企业则必须考虑镜头的光圈、镜片材质、孔径数值等多种因素。

光源

一个稳定、可靠的图像处理系统不可仅仅局限于在实验室的严格条件下才可被应用,而应该在真正的工业制造环境中、在不断变化的环境和其它工况条件下,对于不同的材料、不同的机器均可实时摄取到高质量、高对比度的图像。基于上述要求,选择适合的、能够克服上述影响因素的光源非常重要,而选择不同光源的目的则是为了获得最佳的图像对比度。

总结

综上所述,随着药品生产线自动化程度的不断提高,工业机器视觉系统的应用将会越来越普及。在今后的发展趋势中,机器视觉检测技术将会向着高速、高精度、高复杂性的方向发展。作为机器视觉技术领域中的知名供应商,美国邦纳工程有限公司将一如既往地致力于新方案的投入和开发,为广大用户提供更加完善的机器视觉解决方案。

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