藥瓶檢測
機器視覺系統層層把關 藥瓶檢測效率一日千里
許多製藥廠商採用自動化方式進行前期生產、後段包裝,以及包裝之後的檢測過程,以減少因人工檢驗而導致效率低落和巨額的人事與管理成本。為了達到品質要求,許多廠商結合機器視覺系統及自動化機台(生產線機器),透過圖形分析、顏色辨識、條碼辨識以及字元檢測,以實現最高品質及最高效益的生產線流程。
近年來,各地製藥廠商紛紛轉型,部署全自動化生產線。其中,液態藥瓶生產製造及檢測過程歷經層層關卡,借助機器視覺系統、總體檢測效率及檢測準確性都較以往的人力大幅提高。針對此需求,有廠商推出USB 3.1彩色工業相機,能夠在高速運轉的生產線上捕捉到每個經過藥瓶的圖像,然後經過後端圖像軟體分析,進行良品與不良品的篩選,同時也可以記錄圖像資料,以便後序可以快速查詢、追溯和檢索品項。
圖像記錄檢測瓶裝藥品 相對位置標準更準確
液態藥品裝瓶後,通常須要經過個檢測環節,來判斷藥液裝瓶是否夠量、瓶口是否有破損、瓶蓋是否壓裝到位,以確保藥量正確、藥瓶封裝完好,以及瓶內的真空度正常。因此在對瓶裝藥液進行檢測前,製藥商通常會先利用圖像感測器紀錄正常瓶口的特徵和藥液的標準位置。當每瓶藥液經過檢測鏡頭前時,相機會捕捉當前被檢測物體的特徵,然後將捕獲的圖像與先前拍攝的樣本圖像進行比對。檢測標準採用相對位置標準,因此不會因瓶子在傳送帶上受到微弱跳動的影響做出錯誤判斷。
USB 3.1工業相機監控/分析/優化製藥流程
USB工業相機現今已被廣泛安裝在機器輸送帶上,代替人眼進行判斷和測量,因為它能夠在高速移動過程中捕獲清晰的圖像,並能快速且準確地進行圖像資料的傳輸和處理。USB 3.1工業相機能在較為惡劣的環境下長時間連續運行,並能保證穩定、可靠的性能和準確的拍攝效率,較過去USB 2.0傳輸更為快速。將USB 3.1工業相機用在製藥過程中時,可以用來監控、分析和優化製藥流程,確保藥品品質,提高生產率。
空藥瓶在運送過程難免會碰撞缺損,為避免瓶內有碎玻璃混進以及之後瓶蓋無法密合,在填裝藥液之前可運用工業相機進行垂直瓶口檢測(圖1),第一步篩選過濾有缺損或破碎瓶口的空藥瓶。為清楚呈現所拍攝之瓶口,業者所推出的USB 3.1相機搭載感光元件,提供高畫素及低噪點圖像品質,可捕捉快速透過產線的每一個藥瓶,拍攝後的圖像則可即時傳送至小電腦,透過電腦自動比對正常樣本圖像,之後小電腦便可下指令至自動化機器,將不符合標準的藥瓶送入廢品區淘汰。
圖1 使用垂直相機進行瓶口瑕疵檢測。
當藥瓶經過自動化機器填充完液體藥品後,便直接封口。一般醫療用藥液會有內塞先封住瓶口,接著再使用機器將外蓋(鋁蓋)內壓密合,以確保瓶內藥液不受污染或變質。先透過彩色工業相機垂直拍攝瓶蓋顏色,獲得的圖像傳輸至電腦,透過事先儲存設定的色彩,進行顏色比對,來辨識所經過的藥瓶是否正確。
接著,在下一個關卡架設側拍相機,取得的圖像經過量測軟體或程式來辨別液位高度,同時上下比對瓶蓋位置,確認是否每個瓶蓋都已密封。在此兩關卡上,不合格的藥瓶則如瓶口檢測後的結果,由小電腦自動下指令至自動化機器,送至廢品區。
而除了藥瓶檢測,許多製藥商會在藥瓶瓶身或瓶蓋上貼上或嵌入標籤號碼、日期或相關的藥品名稱。使用具高效穩健條碼辨識演算法的相機,能迅速地偵測並辨識任何方位的一維與二維條碼;也可設定只掃描特定的條碼圖形及方位;或設定感興趣區域(ROI)加速偵測及解碼效率。製藥廠商只須利用工業相機讀取標籤上或噴塗在包裝上的一維或二維條碼,就可以即時獲得藥品的詳細成分、生產日期等資訊。
機器視覺結合自動化生產提高製藥品質
上述條列機器視覺在藥瓶檢測的部分應用,然而機器視覺用以提高製藥工作的效率和準確度仍需仰賴與自動化製藥生產系統緊密結合,才能達到提高品質,提高效率和降低成本的目標。也由於藥瓶檢測常與自動化機配合使用,端看不同藥廠的需求以及不同廠家自動化機所提供不同的功能,對於機器視覺相關的應用也有不一樣的變化。然而,對於要求高品質和高可靠性的製藥廠商而言,USB 3.1工業相機的設計,在製藥過程中滿足了高速、高解析度、高畫質影像、完整色彩重現及高穩定性等需求。
(本文作者任職於兆鎂新)