專利名稱：基于機器視覺的藥丸數(shù)量檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發(fā)明屬于自動檢測技術領域，特別是關于檢測藥丸包裝前后數(shù)量是否合格的裝置。
背景技術：
隨著全球經(jīng)濟一體化趨勢的加劇，藥品行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，迫使相關行業(yè)的公司和企業(yè)在產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗上投入更多的人力財力。在藥丸包裝過程中，藥丸數(shù)目是否足夠成為了首要問題。而出現(xiàn)數(shù)量不等、藥丸殘缺等現(xiàn)象會直接導致產(chǎn)品質(zhì)量的評估。目前進行藥丸數(shù)量的檢測主要是用人工檢測，在包裝產(chǎn)線自動運行過程中，由作業(yè)員目視檢測藥丸漏斗處是否填充滿以及藥丸是否完全漏下。人工檢測法方便、直觀，準確度高，但受主觀因素影響較大，工人工作強度大，長時間工作易造成視覺疲勞，出現(xiàn)判斷錯誤，影響產(chǎn)品的質(zhì)量檢測；并且當包裝線速度過快時，操作工基本無法完成檢測。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可以適應快速包裝線的基于機器視覺的藥丸數(shù)量自動檢測裝置。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)一種基于機器視覺的藥丸數(shù)量檢測裝置，用于檢測藥丸包裝機器上的藥丸數(shù)量， 所述的藥丸包裝機器包括在傳動軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)的藥丸托盤，在藥丸托盤上帶有用于收集裝載到藥丸托盤上的多組漏孔，在托盤下方設置有藥丸漏斗，當托盤上的一組漏孔轉(zhuǎn)動到漏斗處上方的區(qū)域時候，藥丸落入漏斗。其特征在于，所述的藥丸數(shù)量檢測裝置包括計算機、圖像采集卡、相機、控制器、兩個背光光源、碼盤和位置傳感器，在所述的托盤的上方正對藥丸漏斗處設置有相機，在藥丸托盤的下方藥丸漏斗兩側(cè)各設置一個背光光源，一個光源用于作為上游背光，另一個光源作為下游背光，每個光源對應一組漏孔，所述的碼盤固定在傳動軸上，位置傳感器通過感應碼盤位置來感知藥丸包裝機器的運動節(jié)拍，其輸出的信號被送入控制器，由控制器根據(jù)機器的運動節(jié)拍觸發(fā)相機拍攝圖像，拍攝后的圖像經(jīng)過采集卡被送入計算機，由計算機根據(jù)圖像提取藥丸托盤上位于漏斗上游位置處的藥丸數(shù)量和漏斗下游位置處的藥丸數(shù)量，從而判斷藥丸是否全部裝載及是否完全落下。作為優(yōu)選實施方式，在每組漏孔下面設置有透光擋板，當托盤上的一組漏孔轉(zhuǎn)動到漏斗處上方的區(qū)域時候，當托盤上的一組漏孔轉(zhuǎn)動到漏斗處上方的區(qū)域時候，透光擋板被移開，藥丸落入漏斗。本發(fā)明同時提供一種采用所述的裝置實現(xiàn)的藥丸數(shù)量檢測方法，包括下列步驟(1)位置傳感器通過感應碼盤位置來感知藥丸包裝機器的運動節(jié)拍，其輸出的信號被送入控制器；(2)控制器根據(jù)機器的運動節(jié)拍觸發(fā)相機拍攝圖像；(3)相機拍攝的圖像被送入計算機；
(4)對拍攝到的圖像進行二值化處理；(5)對經(jīng)過二值化處理的圖像進行腐蝕處理，分離出藥丸；(6)過濾干擾點；(1)根據(jù)圖像提取藥丸托盤上位于漏斗上游位置處的藥丸數(shù)量和漏斗下游位置處的藥丸數(shù)量，從而判斷藥丸是否全部裝載及是否完全落下。所述的藥丸數(shù)量檢測方法，所述相機可為彩色面陣相機。本發(fā)明的藥丸數(shù)量自動檢測裝置，通過采集圖像，檢測藥丸的存在性，對于數(shù)量不足的產(chǎn)品及時報警或剔除，從而保證產(chǎn)品包裝的質(zhì)量。該裝置和檢測方法應用于類似產(chǎn)品包裝線上，完全克服了人工目測法中主觀因素的干擾，能快速、客觀、準確地對藥丸的存在性和數(shù)量完整性進行檢測，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量的檢測精度和效率。


圖1 本發(fā)明硬件系統(tǒng)外觀組成示意圖；圖2 本發(fā)明軟件檢測分析產(chǎn)品流程圖。附圖標注說明1顯示器；2工控機；3工業(yè)相機；4藥丸托盤；5藥丸漏孔；6高亮LED背景光源；7 漏斗；8傳感器；9碼盤；10傳動軸
具體實施例方式
參見圖1，本發(fā)明的基于機器視覺的藥丸數(shù)量自動檢測裝置，其所檢測的藥丸包裝機器包括藥丸托盤；多組藥丸漏孔5 ；漏斗7 ；傳動軸10。藥丸被裝載在藥丸托盤上的一組藥丸漏孔里，在每組藥丸漏孔的下方安裝有一個透明擋板(圖中未畫出)，當該組藥丸漏孔轉(zhuǎn)動到漏斗上方時，擋板被推開，藥丸順著漏孔進入漏斗并下落。本發(fā)明的藥丸數(shù)量自動檢測裝置主要包括顯示器1 ；工控機2 ；工業(yè)相機3 ；兩個高亮LED背景光源4 ；位置傳感器8 ；碼盤9和PLC編程控制器和安裝在工控機中的圖像采集卡。工控機內(nèi)部裝有圖像采集控制軟件和圖像分析檢測軟件。由顯示器1和工控機2構成計算機。兩個背景光源4，一個安裝在漏斗7上游的一組藥丸漏孔下方，另一個安裝在漏斗 7下游的一組藥丸漏孔下方，相機3是采用面陣彩色CCD相機3，位置傳感器8安裝在傳動軸10末端，碼盤9的旋轉(zhuǎn)與藥丸托盤保持同步，傳感器8信號輸出端與PLC相連，通過PLC 編程控制器可以控制CCD相機3觸發(fā)拍照的時刻；相機3，光源4、傳感器8、PLC編程控制器和電機及其驅(qū)動器等的供電均通過線纜由機柜內(nèi)電源完成。實現(xiàn)的方法照相機3通過圖像采集卡與計算機相連，碼盤9固定在傳動軸10上， 與傳動軸10同步，本發(fā)明的位置傳感器8為光電型，用來通過碼盤9感知包裝線的工作節(jié)拍，其輸出被送入PLC編程控制器，藥丸托盤逆時針旋轉(zhuǎn)，照相機3固定在藥丸漏斗7正上方，藥丸下落前后的正下方各固定一個光源4，傳感器8輸出端與PLC編碼控制器相連；相機3采集圖像后，通過數(shù)據(jù)采集卡獲得圖片。軟件算法1.獲取當前圖片；2.圖像二值化，使得圖像更簡潔；3.圖像腐蝕，將間距較小的藥丸分離；4.過濾掉面積較小的干擾點；5.計算目標區(qū)域(分別位于漏斗7上游由背景光源4照亮的一組藥丸漏孔處和下游由另一個背景光源4照亮的一組藥丸漏孔處) 的藥丸數(shù)；6.輸出判斷結(jié)果。藥丸托盤為逆時針旋轉(zhuǎn)，通過漏斗7時藥丸下落，所以本軟件采用一次拍照兩次判斷的方式在漏斗7上游的工位判斷藥丸是否全部裝載，下游位置判斷藥丸是否完全漏下。將判斷結(jié)果發(fā)送到PLC，并進行報警、剔除等動作。
權利要求
1.一種基于機器視覺的藥丸數(shù)量檢測裝置，用于檢測藥丸包裝機器上的藥丸數(shù)量，所述的藥丸包裝機器包括在傳動軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)的藥丸托盤，在藥丸托盤上帶有用于收集裝載到藥丸托盤上的多組漏孔，在托盤下方設置有藥丸漏斗，當托盤上的一組漏孔轉(zhuǎn)動到漏斗處上方的區(qū)域時候，藥丸落入漏斗。其特征在于，所述的藥丸數(shù)量檢測裝置包括計算機、 圖像采集卡、相機、控制器、兩個背光光源、碼盤和位置傳感器，在所述的托盤的上方正對藥丸漏斗處設置有相機，在藥丸托盤的下方藥丸漏斗兩側(cè)各設置一個背光光源，一個光源用于作為上游背光，另一個光源作為下游背光，每個光源對應一組漏孔，所述的碼盤固定在傳動軸上，位置傳感器通過感應碼盤位置來感知藥丸包裝機器的運動節(jié)拍，其輸出的信號被送入控制器，由控制器根據(jù)機器的運動節(jié)拍觸發(fā)相機拍攝圖像，拍攝后的圖像經(jīng)過采集卡被送入計算機，由計算機根據(jù)圖像提取藥丸托盤上位于漏斗上游位置處的藥丸數(shù)量和漏斗下游位置處的藥丸數(shù)量，從而判斷藥丸是否全部裝載及是否完全落下。
2.根據(jù)權利要求1所述的藥丸數(shù)量檢測裝置，其特征在于，在每組漏孔下面設置有透光擋板，當托盤上的一組漏孔轉(zhuǎn)動到漏斗處上方的區(qū)域時候，當托盤上的一組漏孔轉(zhuǎn)動到漏斗處上方的區(qū)域時候，透光擋板被移開，藥丸落入漏斗。
3.一種采用權利要求1所述的裝置實現(xiàn)的藥丸數(shù)量檢測方法，包括下列步驟(1)位置傳感器通過感應碼盤位置來感知藥丸包裝機器的運動節(jié)拍，其輸出的信號被送入控制器；(2)控制器根據(jù)機器的運動節(jié)拍觸發(fā)相機拍攝圖像；(3)相機拍攝的圖像被送入計算機；(4)對拍攝到的圖像進行二值化處理；(5)對經(jīng)過二值化處理的圖像進行腐蝕處理，分離出藥丸；(6)過濾干擾點；(7)根據(jù)圖像提取藥丸托盤上位于漏斗上游位置處的藥丸數(shù)量和漏斗下游位置處的藥丸數(shù)量，從而判斷藥丸是否全部裝載及是否完全落下。
4.根據(jù)權利要求3所述的藥丸數(shù)量檢測方法，其特征在于，所述相機為彩色面陣相機。
全文摘要
本發(fā)明屬于自動檢測技術領域，涉及一種基于機器視覺的藥丸數(shù)量檢測裝置，包括計算機、圖像采集卡、相機、控制器、兩個背光光源、碼盤和位置傳感器，在托盤上方正對藥丸漏斗處設置有相機，在藥丸托盤的下方藥丸漏斗兩側(cè)各設置一個背光光源，碼盤固定在傳動軸上，位置傳感器通過感應碼盤位置來感知藥丸包裝機器的運動節(jié)拍，控制器根據(jù)機器的運動節(jié)拍觸發(fā)相機拍攝圖像，拍攝后的圖像經(jīng)過采集卡被送入計算機，由計算機根據(jù)圖像，判斷藥丸是否全部裝載及是否完全落下。本發(fā)明同時提供一種利用上述裝置實現(xiàn)的檢測方法。本發(fā)明克服了人工目測法中主觀因素的干擾，能快速、準確對藥丸存在性和數(shù)量完整性進行檢測，提高產(chǎn)品質(zhì)量的檢測精度和效率。
文檔編號B65B57/10GK102490940SQ20111045122
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者亢君, 任海燕, 南兆龍, 周昌波, 孟振, 馬永發(fā) 申請人:天津普達軟件技術有限公司