应用案例：完美药丸选秀记，Basler scout相机担任铁面筛查员！

药片生产流水线上每天产出成千上万种不同种类的小药片，人工检测药片的合格性十分繁琐且容易出错。不过，在机器视觉的帮助下，这个难题将迎刃而解。

■客户：Pharma Packaging Systems Ltd (PPS)

■地点：英国伍斯特郡珀肖尔镇

■行业：医药业

应用

Pharma Packaging Systems Ltd (PPS) 是一家专注于药品行业包装系统的专业公司。其主要业务是设计和制造用于片剂与胶囊的计数系统。

PPS发现了一个机遇，那就是通过为现有的各种计数和装瓶机创造新的检验解决方案，让客户享受到机器视觉带来的好处。PPS接洽了机器视觉技术(MVT)公司，以帮助他们开发相应的检验系统。

检验的目的是检查出破损或不符合所需形状的产品。更重要的是，系统还可以检测不属于所需批次的产品（属于其他批次的散落药片），以防止交叉污染。

在制药行业，如果未能在受到影响的批次流出制造商之前检验出交叉污染，不仅会遭受巨额罚款，还可能导致整个工厂在一段时间内进行关闭整顿。

药丸包装系统

一般情况下，散装产品（药片或胶囊）会从料斗中被送入一连串的槽型振动托盘，以便分离不同产品并引导它们通过不锈钢托盘中的通道。

当药片离开进料托盘的末端时，它们会通过高速红外光学传感器。这些传感器用于计算自由下落的产品数量。系统以高精度、高速度完成产品计数，并将产品装入瓶子中，由丝杠驱动系统在传送机上进行编排。

这里的创新之处在于将相机放置在最终的托盘上方，途经此处的药片紧接着将会被进行计数和装瓶步骤。在此过程中，药片不停地震动，会时常接触托盘并被其反弹，这意味着药片在通过相机时可能处于各种运动方向。

除了药片运动方向的不同，要克服的另一个挑战是，不锈钢托盘表面有光泽，且药片在托盘每个通道的内壁上会产生反光。因为视觉系统需要区分真实产品和它们的反光影像，因此反光现象就导致一些问题的出现。

解决方案和优势

Multipix是Basler在英国的代理商和MVT的长期合作供应商，它为PPS的系统提供配备Basler scout GigE相机的MVT。

Basler scout GigE相机安装在托盘上方，每台相机均可拍摄6条药片通道的图像。在从上到下通过相机视场(FOV)的过程中，每个药片通常会被检测十次或以上。

此处需要克服的主要问题是，产品在不同瞬间会呈现出良好和劣质的不同状态，这取决于药片在沿托盘移动时会以哪一面朝向相机。MVT耗时一年多，成功开发了非常复杂的药片追踪软件，以对每个药片进行追踪。

一旦某个药片的检查中返回了“良好”的结果，系统就会将其“锁定”为良好状态，即使药片因弹跳到边缘而在随后的检查中显示为“劣质”，最终检测结果也不会发生改变。振动式给料机一分钟内会多次启动和停止，并以不同的速率给料，从而在药瓶编列通过时让每个瓶子的通过量实现最大化。

这项技术堪称一项真正的成就，它实现了对众多药片进行连续追踪，并能提供关联的检查结果。

药片追踪软件的图形用户界面

视觉系统必须在每张图像中找到每个药片，预测它将在下一张图像中出现的位置，并在新图像中匹配其新的位置和方向，从而可以将其识别为相同药片，以便单独进行追踪，方便对其建立良好/劣质的检验记录。

在药片离开托盘和通过计数步骤进行装瓶时，视觉系统会输出药片检验结果。这一药片必须在至少一幅图像中被认定为“良好”，否则系统会将装有此药片的药瓶自动隔离到次品区域。

上文所述的机器基本上是对标准PPS机器进行了最小幅度的修改， 以增加机器视觉功能。然而，MVT/PPS最新生产的新机器已经是一台经过专门设计的机器视觉检验系统。

它在最后的振动托盘和机器输出装置之间安装了平型传送带。这使药片处于平放且分开的状态，同时由于采用了特别的设计，系统可以在单个药片离开传送带时对次品进行排除。

除了厚度外，该系统还能检查药片的宽度、长度、面积和颜色，确保只送出质量良好的产品，以供进一步处理。此系统每分钟可以检查的产品数量高达10,000粒，但用户也可以对其进行性能调整，以适应任何应用的要求。从这个方面来说，现有系统通常给料速度是每分钟2,500粒。

相关技术

■Basler scout scA1300-32gc

■MVTec的HALCON图像处理软件

■多个LED阵列