機(jī)器視覺(jué)在醫(yī)療器械行業(yè)的應(yīng)用

1、機(jī)器視覺(jué)在醫(yī)療器械行業(yè)的應(yīng)用摘要 一次性注射針的外觀缺陷是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)注射針的外觀缺陷檢測(cè)自動(dòng)化，本文研究了用西門子機(jī)器視覺(jué)1技術(shù)結(jié)合西門子自動(dòng)化2設(shè)備在線檢測(cè)注射針的外觀缺陷并自動(dòng)剔除不合格產(chǎn)品的方法。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)用中，注射針檢測(cè)系統(tǒng)得到了多家醫(yī)療器械廠商的好評(píng)。關(guān)鍵詞 一次性注射針 缺陷檢測(cè) 西門子機(jī)器視覺(jué) 自動(dòng)化Abstract The defect on the appearance of the one-off injector pin is the main influencing factor to its quality. To realize de

2、fect inspection automatically for the defect on the appearance of the one-off injector pin, some defect inspecting methods for the one-off injector pin by SIMATIC machine vision combine with SIMATIC automatic equipment are studied in this article. In actual project, the equipment of Hang zhou Huafen

3、g automatic company that inspects the appearance of the one-off injector pin obtained good effect from many medical instrument manufacturers. Key Words one-off injector pin, defect inspection, SIMATIC machine vision, automation1 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

4、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(cè)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(jué)系統(tǒng)提供了解決這些問(wèn)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(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(xiàn)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(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(jué)實(shí)現(xiàn)PET飲料瓶的外觀缺陷的自動(dòng)化檢測(cè)

5、隨著市場(chǎng)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(lái)越多的醫(yī)療器械生產(chǎn)廠商采用自動(dòng)化注射針檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)一次性注射針的外觀缺陷進(jìn)行綜合檢測(cè)。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(cè)人員主觀性制約等不確定因素帶來(lái)的誤檢及漏檢，實(shí)現(xiàn)更好的100%產(chǎn)品在線檢測(cè)。3.1機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)概述機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指通過(guò)圖像攝取裝置（分CMOS相機(jī)和CCD相機(jī)兩種）把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單元，通過(guò)數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來(lái)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(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。3.2機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)一次性注射

6、針的外觀缺陷的自動(dòng)化檢測(cè)方案本文采用了注射針檢測(cè)系統(tǒng)用于一次性注射針的外觀缺陷檢測(cè)。該系統(tǒng)以西門子圖像處理器3為核心，并結(jié)合西門子自動(dòng)化設(shè)備，形成了既有簡(jiǎn)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。其基本檢測(cè)處理流程如圖2，簡(jiǎn)易系統(tǒng)框架如圖3： 啟動(dòng)系統(tǒng)圖像攝取圖像分析PLC處理驅(qū)動(dòng)剔除裝置圖2 基本檢測(cè)流程圖 圖3為系統(tǒng)簡(jiǎn)易圖工作原理：首先光纖傳感器感應(yīng)到注射針，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。考慮到現(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。3.3

7、注射針視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介、能在線完成對(duì)象的存在性檢測(cè)、模型比較、形狀檢驗(yàn)、位置和方向識(shí)別、工件的測(cè)量。、該系統(tǒng)目前的實(shí)際檢測(cè)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(chǎng)生產(chǎn)需要來(lái)調(diào)節(jié)檢測(cè)傳送帶的速度。、能通過(guò)剔除裝置準(zhǔn)確剔除檢測(cè)出的次品。、能實(shí)現(xiàn)以下統(tǒng)計(jì)功能并在現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏上顯示（安裝打印機(jī)可打?。?jiǎn)挝划a(chǎn)品通過(guò)時(shí)的不合格品數(shù)量和比例，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(cè)出的次品數(shù)量、每月累計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品的總量及檢測(cè)出的次品數(shù)量。、能存儲(chǔ)生產(chǎn)線上各種產(chǎn)品的檢測(cè)程序并能方便地通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏加以選擇。、能通過(guò)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(cè)程

8、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(cè)的不同產(chǎn)品方便地調(diào)節(jié)視覺(jué)檢測(cè)裝置的高度。、機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)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(jué)檢測(cè)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(guó)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(cè)任務(wù)中將會(huì)發(fā)揮更多的作用，為用戶解決更多的問(wèn)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、報(bào)警接口、針尖毛刺檢測(cè)功能、提速功能等。更重要的是該系統(tǒng)能嚴(yán)格的控制用戶產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了很多的人工成本。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，人工費(fèi)用的增長(zhǎng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用