视觉检测系统助力生产过程可靠性及产品安全性

得益于能够无缝集成到包装线中的多种检测解决方案，即使高产量应用，也能稳定、可靠地进行自动化质量控制。莫迪维克作为标识和检查系统专家，我们的标记和检测系统解决方案覆盖全面：从简单的检测系统到包装、产品和贴标检测的解决方案等一应俱全，为医疗和制药产品制造商提供了广泛而可靠的产品范围。

如今，质量检测系统通常须满足两大不同要求。其一是需对包装进行质量检测；其二是可为包装流程提供无缝衔接的安全检测。质量检测包括产品正确的呈现、位置、完整性和标签检测。

▲视觉检测设备质量检测系统检测内容一览

此外，还有对可变打印数据内容的检测，其中包括其正确性和代码可读性等。鉴于已广泛应用于工业、物流和贸易中的一维码和二维码，代码可读性已成为必要条件。从另一个角度来说，质量检测的目的包括读取代码以及检测设备上的物料是否正确。但更重要的是确保将合格的产品正确装入包装，防止错包、空包等失误，尤其是交叉污染。

为了确保只有合格的包装才能进入零售端，需要在出厂前对每个包装都进行质量检测。工业生产和包装过程中的随机检查不足以确保百分之百的安全性，应选用合适的系统进行自动检测。保证即使高产出，也能按要求可靠地逐个检查包装。

01 检测系统的常见应用场景

通常可采用视觉检测系统对产品和包装进行各种形式的检查。例如使用发光、色彩或对比度传感器来确认标签存在。条形码扫描仪和读码器不仅可以检查标签是否存在，还可检查条形码的可读性（分级）。也可对代码的内容进行分析，并与相应的基准数据进行对标。

此外还可通过基于计算机的矩阵或线阵摄像系统，如莫迪维克视觉系统（MVS）执行复杂而多功能的检测任务。其应用范围除基本的检测外，视觉检测设备还涵盖条形码、文字和图案识别，乃至全面图像分析。

▲ 视觉检测设备视觉检测系统（MVS）

值得一提的是，多功能检测解决方案 I420 可借助 OCR 文字识别功能（光学字符辨识）或OCV 文字验证（光学字符验证）功能检测包装机上的标识、识别标签位置、对齐情况、标签形状及图案特征。

就摄像检测系统而言，可根据包装检测系统的版本，通过图像分析确认产品是否被正确放置在包装中，或包装是否被完全填充。先进的图像识别技术可保证即使在高速运转的状态下，也能精确地传输图像并进行验证。

此外，渐进式图像捕捉技术还可检测到密封缝中是否存在异物。与视觉传感器相比，计算机摄像系统能借助丰富的图像分析工具对结果进行统计评估，并可直接在视觉检测设备操作界面中优化原有方案。

02 精准检测

一般来说，在包装流程中应尽早地进行质量检测，可根据产品所需的检测类型，将检测系统直接集成至包装机或产线的相应模块中。

例如，可将光学检测系统集成至莫迪维克传送带式贴标机中，并通过标识系统的HMI 操作界面进行控制，或让其独立于包装或标识系统运作，并集成至下游的托盒封口包装机中。

对此，传送带也配备了相应的检测解决方案。包装既可由上游运输模块传输，也可手动送入。自动剔除装置则会将不合格包装从生产线上弹出。

产品和包装完整性检测通常在包装机的填料区进行，包装检测则在封口之前或之后进行。通常来说，保证流程顺利进行的重要因素有：视觉检测系统可否无缝集成至生产线中、特定模块之间是否能进行可靠的数据交互、能否尽可能通过统一的操作界面进行系统控制。

较为理想的状态是，所有组件均可通过包装机的HMI操作系统使用标准化 IPC 控制系统进行操作，在设置或配置方案后即可立即调用。与此同时，检测结果将被直接传输至莫迪维克控制系统，以便追踪检测不合格包装，并将其安全弹出。

03 项目综合管理是成功一大要素

根据企业期望和要求来确定需要的检测类型是明智且必要的。除必要的检查外，包装、标签材质和形状、工艺速度、循环数、系统环境、产品输送时的公差、环境条件（如亮度或照明条件）以及所用的包装机在内的众多因素均会影响检测流程。

此外，关于如何在系统内传输数据以及如何将数据连接至公司系统，还需达成广泛的共识。包装检测要求通常被记录在“用户需求说明书” (URS) 中。每个检测任务都会在“要求范围”（SOR）中详细列出。在进行充足的样本评估后，会进行相应的可行性研究。最后，客户将收到书面报告，作为后续讨论的基础。

如需使用视觉检测系统进行可靠的印刷检测，视觉检测设备还可根据需要为客户提供“光学字符识别 (OCR) 说明书”。其中定义了对字体、字符结构、行距、文本周围留白区、对比度以及背景和字体颜色的具体要求。

04 印刷质量检测至关重要

OCR-A，OCR-C字体，尤其是OCR-B字体的开发旨在提供更佳的设备可读性。此外，标准的无衬线字体，例如 Arial、Verdana、Courier、Helvetica等，其最小尺寸为 2.5 mm，笔画尺寸为 0.3 mm， OCR 功能可轻松读取。

字符间的间距应至少保持 0.45 mm，文本周围的留白区必须至少为 1 mm，以免印刷图案或其它因素影响 OCR 的读取。

为成功识别打印字符，背景应保持均匀且不透明。默认设置是白色背景搭配黑色、蓝色或灰色字体。具体则需根据实际情况有所不同，通常会在进行可行性研究后，再进行评估。

对于视觉检测系统，检查区域的最大尺寸取决于所需检测内容的最小检测目标之大小。通常而言，检测目标越小，设置的分辨率必须越高，因此可识别的面积就越小。计算机矩阵摄像机的可检测区域大小区间为64 x 48至128 x96 mm；计算机线阵摄像机的每个摄像头的最大可检测区域面积为400 x 700 mm。

包装上膜的印刷图像检测通常从上方开始进行。产品检测则根据要求从上方或下方进行。印刷图案检测时，会使用反射光来照明。进行包装物检测时，则可根据要求从摄像机侧（反射光）或对面（透射光）进行。

内置摄像扫描仪连接至旋转编码器，该编码器将热成型拉伸膜包装机的运动转换成信号并传送至摄像机。摄像机在每个循环过程中拍摄图像，视觉检测设备再直接通过数据线将其发送给设备的 IPC（工业计算机），由软件进行分析评估。如果检测出的图像结果偏离目标值，则会将该包装标记为“不合格”，并将其弹出。