医药安瓿视觉自动检测机器技术研究

论文摘要

安瓿注射剂是我国医药行业五大重要制剂之一,是临床应用上十分广泛的产品,在现代临床医学中占据着十分重要的地位。但受生产工艺的影响,造成安瓿注射剂中出现不溶性可见异物、外观缺陷等不合格品。传统的人工检测已不能满足高速高精度的自动化生产要求,且国外检测机器价格昂贵、维护成本高,国内检测机器不成熟。因此,本文研究的医药安瓿视觉自动检测机器具有应用价值和经济效益。依托国家863计划项目和国家自然基金重点项目,开展了医药安瓿视觉自动检测机器的研究,本文所作的主要工作如下：1.阐述了安瓿注射剂的行业背景和国家相关法规,得出研究医药安瓿视觉自动检测机器的重要意义。概述了国内外药液视觉检测机器研究现状和发展趋势。2.设计了不同的检测工位分别对可见异物、外观缺陷和装量进行检测。研究了一种相叉--隔瓶分布式跟踪方案,检测速度达到600瓶/分钟,同时保证了检测精度。然后,设计了光机电一体化的控制系统、吸盘分拣系统以及光学成像系统等。3.设计了一种双线性插值-反向累加法快速旋转图像的方法,解决了安瓿外观图像存在偏转的问题；然后,设计了一种基于头顶部边缘点趋势走向特征的外观缺陷判断方法。研究了一种快速爬山搜索改进的NNPROD图像配准算法,解决了序列图像存在不匹配的问题；然后,针对不同类型异物的成像情况,设计了分类提取异物轨迹的方法,实现不同灰度、形状的可见异物轨迹提取。4.组建了以上位机PC负责图像处理和下位机PLC负责底层控制的分布式系统,设计了检测软件和控制软件,实现良好的人机交互。研制了医药安瓿视觉自动检测机器,通过了Knapp-Kushner测试,结果表明可代替人工灯检,该产品已成功应用于国内制药生产企业。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.2 医药安瓿视觉自动检测机器研究现状及发展趋势
• 1.2.1 德国Seidenader Ⅳ自动检测机器
• 1.2.2 日本Eisai AIM2022自动检测机器
• 1.2.3 意大利Brevetti公司自动检测机器
• 1.2.4 国内医药安瓿视觉自动检测机器研究现状
• 1.3 项目来源及本文研究的主要内容
• 第2章 医药安瓿视觉自动检测机器方案设计
• 2.1 自动检测机器原理及系统结构
• 2.1.1 安瓿药品的质量检测对象分析
• 2.1.2 自动检测原理
• 2.1.3 自动检测机器的体系结构
• 2.2 自动检测机器的光机电一体化控制系统设计
• 2.2.1 自动控制系统时序关系
• 2.2.2 旋转式分拣控制原理
• 2.3 视觉检测的光学成像系统
• 2.4 本章小结
• 第3章 医药安瓿视觉自动检测机器的图像算法研究
• 3.1 检测对象的图像分析
• 3.2 外观缺陷视觉检测算法
• 3.3 可见异物视觉检测算法
• 3.3.1 快速爬山搜索改进的NNPROD图像配准算法
• 3.3.2 标定检测区域
• 3.3.3 分类提取异物轨迹算法
• 3.4 装量视觉检测算法
• 3.5 实验结果与分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 医药安瓿视觉自动检测机器的软件设计
• 4.0 软件需求分析
• 4.1 软件开发方式
• 4.2 软件功能结构
• 4.3 软件执行流程
• 4.4 软件子模块的实现
• 4.4.1 动态链接库（DLL）文件实现
• 4.4.2 TwinCAT ADS通讯
• 4.5 软件界面
• 4.6 本章小结
• 第5章 医药安瓿视觉自动检测机器的研制
• 5.1 检测机器研制与应用
• 5.2 检测性能评估
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间的学术研究成果
• 附录B Knapp-Kushner测试程序