CN114850071B - 一种用于注射器组装机的检测系统及方法 - Google Patents

一种用于注射器组装机的检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于注射器组装机的检测系统及方法，属于医疗设备生产检测技术领域。通过针筒检测单元对针筒进行通气检测，并将异常数据发送至主控单元；通过针头图像采集单元采集针头的图像数据，并对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺；通过推杆胶塞组装图像采集单元采集推杆胶塞组装后的图像数据，采用模版匹配算法识别推杆胶塞组装后的图像数据，以判断是否缺少胶塞；通过成品图像采集单元采集成品的图像数据，采用模版匹配算法识别成品的图像数据，以判断成品是否缺少针头。本发明能够自动通过采集各个关键组装过程的图像，并应用图像自动识别技术自动检测部件的不符合现象，有效提高了注射器成品的检测效率。

Description

一种用于注射器组装机的检测系统及方法
技术领域
本发明涉及医疗设备生产检测技术领域，更具体的说是涉及一种用于注射器组装机的检测系统及方法。
背景技术
注射器组装机是将注射器的零部件组装成一个完整的注射器的设备。当前常用的注射器组装机，包括机架，机架上设置有推杆胶塞组装装置、针头针筒组装装置、注射器总组装装置、出料装置和驱动上述装置运动的电机。通过上述装置配合使用，实现了注射器的自动组装，具有生产自动化、生产效率高的优点。
在使用现有的注射器组装机进行注射器生产时，由于缺乏针对组装环节的质量监控，在成品中难免会出现毛刺、堵塞的针管、缺少胶塞或缺少针头等问题。因此，为了保证产品质量，需要进行成品检测。
现有的注射器成品检测，通常采用人工或半人工的方式实现，其中，人工方式是直接由检测员对组装的全过程进行监测；半人工方式则是在注射器组装机的各装置上配置各类传感器，对各装置的动作进行监控，并由检查员对成品进行抽检。可见，现有的注射器成品检测方式，存在检测效率低，人工成本高的缺陷；配置的各类传感器需要根据不同的成品规格要求进行加装和调试，监测效果不稳定，无法满足大批量生产和企业现代化管理的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于注射器组装机的检测系统及方法，能够自动通过采集各个关键组装过程的图像，并应用图像自动识别技术自动检测部件的不符合现象，有效提高了注射器成品的检测效率，节省了人力成本。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种用于注射器组装机的检测系统，包括：针筒检测单元、针头图像采集单元、推杆胶塞组装图像采集单元、成品图像采集单元和主控单元，所述主控单元分别与针筒检测单元、针头图像采集单元、推杆胶塞组装图像采集单元、成品图像采集单元连接；
所述针筒检测单元，设置在针头针筒组装装置的针筒进料端，用于对针筒进行通气检测，并将检测数据发送至主控单元；
所述针头图像采集单元，设置在针头针筒组装装置的针筒进料端，用于采集针头的图像数据，并发送至主控单元；
所述推杆胶塞组装图像采集单元，设置在推杆胶塞组装装置的出料端，用于采集推杆胶塞组装后的图像数据，并发送至主控单元；
所述成品图像采集单元，设置在注射器总组装装置的出料端，用于采集成品的图像数据，并发送至主控单元；
所述主控单元，用于根据接收的数据识别出零部件缺陷和成品缺陷，并记录剔除相应的产品序号。
进一步，针筒检测单元包括：出气装置和气流传感器，出气装置和气流传感器分别与主控单元连接；
所述出气装置设在设置在针头针筒组装装置的针筒进料端的正上方，用于从针筒上方向针筒内输送气流；所述气流传感器设置在针头针筒组装装置的针筒进料端的正下方，用于检查针筒内的气流是否达到预设阈值，若否，则判定为此针筒堵塞，向主控单元发出警报信号，主控单元记录剔除相应的产品序号。
进一步，主控单元包括：
模版图片数据库，用于存储针头模版图片、推杆胶塞组装后的模版图片和成品模版图片；
针头毛刺识别模块，用于对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺，若存在，则记录剔除相应的产品序号；
胶塞识别模块，用于采用模版匹配算法识别推杆胶塞组装后的图像数据，以判断是否缺少胶塞，若是，则记录剔除相应的产品序号；
成品识别模块，用于采用模版匹配算法识别成品的图像数据，以判断是否缺少针头，若是，则记录剔除相应的产品序号。
进一步，所述对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺，包括：
运行预设的OPENCV软件，调用回调函数获取针头的图像数据；
使用中值过滤器对针头的图像进行平滑处理；
利用腐蚀、膨胀算法消除噪声，并将针头的图像分割为独立的图像元素；
使用Canny边缘检测算法获取图像元素的边缘；
将图像元素的边缘与针头模版图片的边缘信息进行比对，若相似的低于预设阈值，则认为针头的边缘存在毛刺。
进一步，所述使用中值过滤器对针头的图像进行平滑处理，具体为：
使用中值过滤器将针头的图像的中心像素的正方形邻域内的每个像素值用中间像素值替换。
进一步，所述模版匹配算法包括：
运行预设的OPENCV软件的imread函数加载原始图片，并通过cvCvtColor函数转化为灰度图像；
调用cvThreshold函数，对灰度图像进行二值化处理生成黑白图；
通过SURF算法对黑白图进行特征提取，并计算黑白图与模版图片数据库中相应模版图片的匹配点的数量；
若匹配点的数量大于预设匹配值，则认定相应的图片数据异常，记录剔除相应的产品序号。
进一步，所述预设匹配值为60。
相应的，本发明还公开了一种用于注射器组装机的检测方法，包括如下步骤：
S1：通过针筒检测单元对针筒进行通气检测，并将异常数据发送至主控单元，主控单元记录剔除相应的产品序号；
S2：通过针头图像采集单元采集针头的图像数据，并对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺，若存在，则记录剔除相应的产品序号；
S3：通过推杆胶塞组装图像采集单元采集推杆胶塞组装后的图像数据，采用模版匹配算法识别推杆胶塞组装后的图像数据，以判断是否缺少胶塞，若是，则记录剔除相应的产品序号；
S4：通过成品图像采集单元采集成品的图像数据，采用模版匹配算法识别成品的图像数据，以判断是否缺少针头，若是，则记录剔除相应的产品序号。
对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种用于注射器组装机的检测系统及方法，通过针筒检测单元对针筒进行通气检测，并将异常数据发送至主控单元；通过针头图像采集单元采集针头的图像数据，并对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺；通过推杆胶塞组装图像采集单元采集推杆胶塞组装后的图像数据，采用模版匹配算法识别推杆胶塞组装后的图像数据，以判断是否缺少胶塞；通过成品图像采集单元采集成品的图像数据，采用模版匹配算法识别成品的图像数据，以判断成品是否缺少针头。本发明能够自动通过采集各个关键组装过程的图像，并应用图像自动识别技术自动检测部件的不符合现象，有效提高了注射器成品的检测效率，节省了人力成本。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
附图1是本发明具体实施方式的系统结构图。
附图2是本发明具体实施方式的方法流程图。
图中，1为针筒检测单元；2为针头图像采集单元；3为推杆胶塞组装图像采集单元；4为成品图像采集单元；5为主控单元；11为出气装置；12为气流传感器；51为模版图片数据库；52为针头毛刺识别模块；53为胶塞识别模块；54为成品识别模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
如图1所示的一种用于注射器组装机的检测系统，包括：针筒检测单元1、针头图像采集单元2、推杆胶塞组装图像采集单元3、成品图像采集单元4和主控单元5，所述主控单元5分别与筒检测单元1、针头图像采集单元2、推杆胶塞组装图像采集单元3、成品图像采集单元4连接。
针筒检测单元1，设置在针头针筒组装装置的针筒进料端，用于对针筒进行通气检测，并将检测数据发送至主控单元5。
具体来说，针筒检测单元包括1：出气装置11和气流传感器12，出气装置11和气流传感器12分别与主控单元5连接。出气装置11设在设置在针头针筒组装装置的针筒进料端的正上方，用于从针筒上方向针筒内输送气流；气流传感器12设置在针头针筒组装装置的针筒进料端的正下方，用于检查针筒内的气流是否达到预设阈值，若否，则判定为此针筒堵塞，向主控单元5发出警报信号，主控单元5记录剔除相应的产品序号。
针头图像采集单元2，设置在针头针筒组装装置的针筒进料端，用于采集针头的图像数据，并发送至主控单元5。
推杆胶塞组装图像采集单元3，设置在推杆胶塞组装装置的出料端，用于采集推杆胶塞组装后的图像数据，并发送至主控单元5。
成品图像采集单元4，设置在注射器总组装装置的出料端，用于采集成品的图像数据，并发送至主控单元5。
主控单元5，用于根据接收的数据识别出零部件缺陷和成品缺陷，并记录剔除相应的产品序号。
主控单元5为本系统的核心组件，能够对图像数据进行处理和判断，以达到对注射器零部件和成品进行缺陷识别的目的。具体来说，主控单元5包括：模版图片数据库51、针头毛刺识别模块52、胶塞识别模块53和成品识别模块54。
模版图片数据库51，用于存储针头模版图片、推杆胶塞组装后的模版图片和成品模版图片。模版图片数据库51存储的模版图片作为进行图像对比判断的参照图片，可通过多次筛选后存入模版图片数据库51中，也可根据不同产品的需求存入相应部件的模版图片。
针头毛刺识别模块52，用于对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺，若存在，则记录剔除相应的产品序号。
作为示例的，针头毛刺识别模块52的具体运行过程如下：
首先，运行预设的OPENCV软件，调用回调函数获取针头的图像数据。然后，使用中值过滤器将针头的图像的中心像素的正方形邻域内的每个像素值用中间像素值替换，并利用腐蚀、膨胀算法消除噪声，并将针头的图像分割为独立的图像元素。此时，使用Canny边缘检测算法获取图像元素的边缘。最后，将图像元素的边缘与针头模版图片的边缘信息进行比对，若相似的低于预设阈值，则认为针头的边缘存在毛刺。
胶塞识别模块53，用于采用模版匹配算法识别推杆胶塞组装后的图像数据，以判断是否缺少胶塞，若是，则记录剔除相应的产品序号。
成品识别模块54，用于采用模版匹配算法识别成品的图像数据，以判断是否缺少针头，若是，则记录剔除相应的产品序号。
胶塞识别模块53和成品识别模块54均通过模版匹配算法完成图像的识别和对比判断。
模版匹配算法包括：
1、运行预设的OPENCV软件的imread函数加载原始图片，并通过cvCvtColor函数转化为灰度图像。
2、调用cvThreshold函数，对灰度图像进行二值化处理生成黑白图。
3、通过SURF算法对黑白图进行特征提取，并计算黑白图与模版图片数据库中相应模版图片的匹配点的数量。
4、若匹配点的数量大于预设匹配值，则认定相应的图片数据异常，记录剔除相应的产品序号。其中，根据经验预设匹配值设定为60。
相应的，如图2所示，本发明还公开了一种用于注射器组装机的检测方法，包括如下步骤：
S1：通过针筒检测单元对针筒进行通气检测，并将异常数据发送至主控单元，主控单元记录剔除相应的产品序号。
S2：通过针头图像采集单元采集针头的图像数据，并对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺，若存在，则记录剔除相应的产品序号。
S3：通过推杆胶塞组装图像采集单元采集推杆胶塞组装后的图像数据，采用模版匹配算法识别推杆胶塞组装后的图像数据，以判断是否缺少胶塞，若是，则记录剔除相应的产品序号。
S4：通过成品图像采集单元采集成品的图像数据，采用模版匹配算法识别成品的图像数据，以判断是否缺少针头，若是，则记录剔除相应的产品序号。
由此可见，本发明能够自动通过采集各个关键组装过程的图像，并应用图像自动识别技术自动检测部件的不符合现象，有效提高了注射器成品的检测效率，节省了人力成本。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端（可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。
同理，在本发明各个实施例中的各处理单元可以集成在一个功能模块中，也可以是各个处理单元物理存在，也可以两个或两个以上处理单元集成在一个功能模块中。
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims (8)

1.一种用于注射器组装机的检测系统，其特征在于，包括：针筒检测单元、针头图像采集单元、推杆胶塞组装图像采集单元、成品图像采集单元和主控单元，所述主控单元分别与针筒检测单元、针头图像采集单元、推杆胶塞组装图像采集单元、成品图像采集单元连接；
所述针筒检测单元，设置在针头针筒组装装置的针筒进料端，用于对针筒进行通气检测，并将检测数据发送至主控单元；
所述针头图像采集单元，设置在针头针筒组装装置的针筒进料端，用于采集针头的图像数据，并发送至主控单元；
所述推杆胶塞组装图像采集单元，设置在推杆胶塞组装装置的出料端，用于采集推杆胶塞组装后的图像数据，并发送至主控单元；
所述成品图像采集单元，设置在注射器总组装装置的出料端，用于采集成品的图像数据，并发送至主控单元；
所述主控单元，用于根据接收的数据识别出零部件缺陷和成品缺陷，并记录剔除相应的产品序号。
2.根据权利要求1所述的用于注射器组装机的检测系统，其特征在于，所述针筒检测单元包括：出气装置和气流传感器，出气装置和气流传感器分别与主控单元连接；
所述出气装置设在设置在针头针筒组装装置的针筒进料端的正上方，用于从针筒上方向针筒内输送气流；所述气流传感器设置在针头针筒组装装置的针筒进料端的正下方，用于检查针筒内的气流是否达到预设阈值，若否，则判定为此针筒堵塞，向主控单元发出警报信号，主控单元记录剔除相应的产品序号。
3.根据权利要求1所述的用于注射器组装机的检测系统，其特征在于，所述主控单元包括：
模版图片数据库，用于存储针头模版图片、推杆胶塞组装后的模版图片和成品模版图片；
针头毛刺识别模块，用于对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺，若存在，则记录剔除相应的产品序号；
胶塞识别模块，用于采用模版匹配算法识别推杆胶塞组装后的图像数据，以判断是否缺少胶塞，若是，则记录剔除相应的产品序号；
成品识别模块，用于采用模版匹配算法识别成品的图像数据，以判断是否缺少针头，若是，则记录剔除相应的产品序号。
4.根据权利要求3所述的用于注射器组装机的检测系统，其特征在于，所述对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺，包括：
运行预设的OPENCV软件，调用回调函数获取针头的图像数据；
使用中值过滤器对针头的图像进行平滑处理；
利用腐蚀、膨胀算法消除噪声，并将针头的图像分割为独立的图像元素；
使用Canny边缘检测算法获取图像元素的边缘；
将图像元素的边缘与针头模版图片的边缘信息进行比对，若相似的低于预设阈值，则认为针头的边缘存在毛刺。
5.根据权利要求4所述的用于注射器组装机的检测系统，其特征在于，所述使用中值过滤器对针头的图像进行平滑处理，具体为：
使用中值过滤器将针头的图像的中心像素的正方形邻域内的每个像素值用中间像素值替换。
6.根据权利要求3所述的用于注射器组装机的检测系统，其特征在于，所述模版匹配算法包括：
运行预设的OPENCV软件的imread函数加载原始图片，并通过cvCvtColor函数转化为灰度图像；
调用cvThreshold函数，对灰度图像进行二值化处理生成黑白图；
通过SURF算法对黑白图进行特征提取，并计算黑白图与模版图片数据库中相应模版图片的匹配点的数量；
若匹配点的数量大于预设匹配值，则认定相应的图片数据异常，记录剔除相应的产品序号。
7.根据权利要求6所述的用于注射器组装机的检测系统，其特征在于，所述预设匹配值为60。
8.一种用于注射器组装机的检测方法，应用于权利要求1-7任一项所述的用于注射器组装机的检测系统，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1，通过针筒检测单元对针筒进行通气检测，并将异常数据发送至主控单元，主控单元记录剔除相应的产品序号；
S2，通过针头图像采集单元采集针头的图像数据，并对针头的图像数据进行特征提取，识别针头的边缘是否存在毛刺，若存在，则记录剔除相应的产品序号；
S3，通过推杆胶塞组装图像采集单元采集推杆胶塞组装后的图像数据，采用模版匹配算法识别推杆胶塞组装后的图像数据，以判断是否缺少胶塞，若是，则记录剔除相应的产品序号；
S4，通过成品图像采集单元采集成品的图像数据，采用模版匹配算法识别成品的图像数据，以判断是否缺少针头，若是，则记录剔除相应的产品序号。
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