智能多摄像头系统提供疫苗瓶的质量控制

抗击2019冠状病毒病大流行是全球议程的重中之重。在世界各地,人们正在努力尽快为人口提供疫苗。但是,提供大约80亿剂疫苗——至少为世界上每个人提供一剂——并非易事。玻璃瓶是提供数十亿剂疫苗的关键因素。全世界每年大约生产500亿颗。

目前,小瓶的生产商正在大幅上升,以免成为供应链中的众所周知的瓶颈。然而,医疗级疫苗小瓶不是标准玻璃管。无论是滚动边缘瓶,螺纹瓶还是安瓿,都是由特殊的玻璃硼硅酸盐制成的,需要定制生产线。必须防止容器和液体之间的任何相互作用,因为任何化学干扰都可能影响疫苗。即使是最小的划痕,裂缝或裂缝也可以使整个批次无法使用,污染填充过程中的线路,甚至导致机器静止。

制造商的要求是巨大的:这不仅是生产大量的速度,还可以保持特别高质量的标准。与此同时,增加生产能力通常是时间和资本密集型。用于检查疫苗小瓶的成本效益,快速集成,极其可靠的解决方案来自德国的Badkönigshofen:Isotronic GmbH,已开发出自动管状玻璃检查系统的“VialChecker”。UEYE CP摄像头系列的IDS工业相机用作尺寸和表面检查的图像处理组件。

应用

疫苗瓶通常容纳2毫升至100毫升液体。它们平均高45毫米,宽11.5毫米。生产商为此使用硼硅酸盐玻璃,使疫苗在储存和运输期间保持在所需的稳定状态——即使是在极端温度下。装贵重物品的小容器质量要求较高。与此同时,目前必须在尽可能短的时间内生产大量产品。我们需要的是在缺陷检测中具有高可靠性的快速质量控制——这是如何工作的?

采用高性能相机,具有高分辨率传感器,同时实现高帧速率,并将GigE工业相机与工业级触摸屏监视器,控制柜,与相应生产系统的连接,连接到相应的生产系统和智能软件。VialChecker是疫苗小瓶的自动尺寸和表面检测的一体化检查系统的名称,有两个版本。“VialChecker Geometry”检查遵守尺寸',而“VialChecker化妆品”检查每个单独瓶子的表面无瑕疵。后者可以可选地用作几何检查的一部分,或者采用更苛刻的任务作为单独的系统。

VialChecker几何形状包含超过50个尺寸检查,并对标准和非标准管状玻璃产品进行测试,测量精度高达0.01毫米。另一方面,诸如裂缝,划痕,芯片,夹杂物或污渍等缺陷被检测到精度为0.1平方毫米的精确度。智能软件可实现准确的故障描述分析和分类。

测试在生产过程的不同阶段进行,如直接在瓶子成型后或包装前不久。一个系统通常支持3到8个摄像头,这样不同的测量站可以集成在生产线上。“根据客户要求,系统被指定或补充了适当的传感器或相机,例如测量玻璃厚度,”Isotronic首席运营官Valentin Mayer-Eichberger解释道。“如果需要超过八个摄像头,则将几台计算机发送到行动中。”例如,它们观察横向旋转的管玻璃或玻璃底并提供高分辨率图像。

摄像机每轮捕获至少20个图像,允许VialChecker每分钟检查多达120个小瓶,具有非常高的精度。其尺寸测试高达0.01毫米,化妆品测试的0.1平方米。除了实时,低延迟处理外,系统操作还有详细的日志记录。该软件的高可靠性可确保产品在几何产品规范内,并且在满足质量要求的同时是无差错的。

根据要求和测试任务,测量站需要不同的相机型号。目前,等级主要使用IDS相机系列GigE UEYE CP。它们提供了具有广泛的像素预处理的最大功能,并且由于用于缓冲图像序列的内部120 MB图像存储器,因此具有广泛的像素预处理,并且适用于诸如VialChecker的多摄像头系统。相机以完全的GigE速度提供数据,并且由于PoE(“以太网电源”),还允许单电缆操作可达100米。

其中一个首选的型号是UI-5250CP-M-GL,它带有200万像素的CMOS传感器,是IDS产品组合中最敏感的传感器之一。它有两种版本,单色和彩色,并具有突出的光敏性。此外,它提供了各种可切换的快门模式,使移动对象的图像真实捕捉或特别无噪声的高对比度记录。“这对于快速,可靠地检测玻璃表面上的缺陷特别重要,”Valentin Mayer-Eichberger说,从IDS中解释了UEYE +相机的选择。这允许在具有不同参数的曝光序列中同时检查要检查的几个特性或者捕获的AOI。

这种具有帧速率为52 fps的小型功率房间预计为沿着生产线的各种检查任务 - 高速:“系统启用高速处理,它每分钟管理最多120周期,”Valentin Mayer-Eichberger强调。然而,除了相机的令人信服的性能外,其他因素发挥作用:“我们赞赏IDS相机的均匀性和耐用性。和服务,“等化董事总经理Gregor Fabritius说,解释了与IDS的历史上长期的关系。

软件

IDS摄像机使用c++直接连接到系统。由Isotronic GmbH开发的软件算法检测错误,并通过监视器输出错误信息。“我们不仅有一个报告好/坏的测量系统,而且还记录了每个产品的质量,并随着时间的推移显示统计数据。机器调节器使用它来检查一切仍然是正确的,瓶子已被调整得很好。“

等级软件具有直观,用户友好的界面,已开发出满足客户的需求。此外,VialChecker针对远程支持进行了优化,具有连续更新和软件改进。Valentin Mayer Eichberger是说服力的:“这是动态,可持续系统的基础。我们使用机器学习来苛刻的任务,如错误分类。“用于处理大量数据的现场或基于云的解决方案,以及详细的分析和过程优化是服务范围的一部分。例如,可以分析故障频率随时间的时间以及监控工具磨损并提高警报。生产监测的云服务广泛:“在生产结束时,我们计算每个质量措施的图表。可以发出测量准确性的证书,以接受测量系统。“

前景

专家估计,未来两年,全球对疫苗瓶的需求将进一步增加10亿至20亿瓶。作为主要疫苗生产商之一的阿斯利康公司的负责人也在流感流行初期发出警告:“世界上没有足够的小瓶。”全世界的疫苗瓶制造商都在增加这种玻璃的生产,这种玻璃被认为可以保护这种珍贵的液体。为了确保这种有价值的液体得到相应的保护,自动、高性能的测试系统的需求比以往任何时候都要大,以保证对质量的巨大需求。“此外,该行业的一般增长和亚洲地区的需求 - 即使在大流行之前也是如此笔记Valentin Mayer Eichberger。

想要查询更多的信息:www.ids-imaging.de.

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