专利名称：一次性注射针自动检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动检测装置，特别是涉及一种一次性注射器针头自动检测 系统。
背景技术：
随着医疗水平的不断提高和医疗器械的持续更新，一次性注射器以其方便、卫生 的特点深受用户的喜爱，其需求量也迅速增大，而针头外观的好坏直接影响到一次性注射 器的质量，因此对针头的检测工序是生产过程中必不可缺少的环节。目前有一种一次性注 射器针头自动检测的解决方案，该方案采取的措施是首先通过光纤传感器感应到一次性 注射器针头后触发图像处理器进行拍摄图片，然后图像处理器对采集的图像进行二值化、 目标定位、测量、特征匹配等一系列图像分析处理，并把处理的结果传至PLC主机进行逻辑 控制，最后PLC主机驱动剔除装置进行剔除不合格一次性注射器针头。这种方案虽然很大 程度上提高了工作效率，不过同时也存在一些缺点，主要缺点有1、需要光纤传感器，使得系统集成复杂，成本高；2、光源的照明强度会随着时间衰减，当衰减到一定程度时，针头检测器判断率会 降低；3、自动剔除装置只能实时剔除当前被检测的缺陷针头。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种一次性注射器针头自动检测系统，以克服现有自 动检测系统成本高、误剔除率高以及操作不具有灵活性的缺陷。本实用新型的技术方案是一次性注射针自动检测系统，包括照明装置、针头检测 器和镜头，所述的照明装置包含LED或者其它发光器件，用以提供针头检测器工作所需的 背光源；所述的针头检测器包括至少一图像处理电路、一图像传感器和一图像传感器控制 电路；还包括声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路；所述的图像传感器、图像 传感器控制电路、声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路均与所述的图像处理 电路相连；其中，所述的图像处理电路接收并处理图像传感器采集的图像信息，并通过图像 传感器控制电路对图像传感器进行控制；所述的照明控制电路对照明装置进行照明控制； 所述的声光报警电路发送信号给外部的声光报警装置；所述的PLC/主机接口电路发送针 头的顺序号给外部的PLC/主机；所述的镜头位于针头检测器正对照明装置的一侧，为图像传感器采集光信号。所述的针头检测器中图像传感器、图像传感器控制电路和图像处理电路设置多 路，各路之间为并列关系，并连接共同的声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电 路。 所述照明控制电路和照明装置之间通过电缆或者任何无线的方式进行通讯。[0012]在一次性注射器针头自动装配生产线中，机器自动把针头安装在针头座上。针头 座等间距呈线性安装在工装条上。该检测系统的照明装置安放在工装条的任意一侧，针头 检测器则安装在工装条的另外一侧。针头检测器采用成像的方式来采集针头的信息。照明装置发出的光经过针头直接 照射到镜头上，成为针头检测器的背光源。图像传感器把光信号转换成电信号获取针头的 图像信息。这些图像信息用于后续的图像处理，以检测针头是否倒插，针头是否有毛刺，以 及该缺陷针头的具体位置。图像处理电路通过图像匹配来实现对针头图像信息的检测。针头顶部的平的形状 图像信息和国家标准的针头图像信息预先储存在图像处理电路中。图像处理电路首先把所 检测的针头的图像信息与针头顶部的平的形状图像信息进行比对，如果匹配即判定该针头 为倒插针缺陷的针头；否则继续与国家标准的针头图像信息进行比对，如果与国家标准的 针头图像信息不匹配，即判定该针头为毛刺缺陷的针头。然后会发送信号给声光报警电路 进行报警。操作人员可以把有缺陷的针头取走。图像处理电路也可以计算当前被检测的针头在工装条上的顺序号。此顺序号可以 用于自动剔除装置自动把有缺陷的针头取走。工装条上的针头座是等间距呈线性放置，所 以针头是按顺序通过针头检测器的。图像处理电路处理图像信息时可以依次计算出该针头 的顺序号。如果某个针头座上没有针头，图像处理电路通过计算其前后相邻针头座上的两 个针头的距离或者其经过的时间间隔来检测出异常情况，或者通过检测到的针头的个数进 行计数。假如第η个针头位置为空，即没有检测到针头，则下一个针头的顺序号为n+1。这 样可以避免顺序号的计算错误。另外，两个相邻工装条的间距比两根相邻针头的间距要大 很多，可以通过设置计算针头顺序号电路的复位时间间隔来控制计算的可重复性。当下一 个工装条经过针头检测器时，顺序号的计算或者计数应该清零，重新从1开始计数。如果检测到针头有缺陷，图像处理电路通过PLC/主机接口电路把该针头的顺序 号发送给系统外部的PLC或者主机。PLC或者主机按照此顺序号来驱动剔除装置，从而把该 有缺陷的针头剔除掉，避免成品中混入次品。照明装置包含LED或者其它发光器件，不过这些发光器件有一定的寿命，随着总 的工作时间的增加，这些器件的发光强度会衰减，当强度衰减到一定程度时，图像传感器的 曝光量会不足，这样会导致针头检测器误判断。自动曝光控制和自动照明控制都可以解决 这个问题。针头检测器可以对当前图像进行曝光量进行计算，如果曝光量不足，可以通过增 加曝光时间和/或传感器增益来增加曝光量。如果曝光量过大，可以通过减小曝光时间和/ 或传感器增益来减少曝光量。如果曝光量满足要求，则不需要调整曝光时间或者传感器增 益。这就是所谓的自动曝光控制。针头检测器还可以通过自动照明控制来实现总曝光量的控制。如果曝光量不足， 可以通过增大照明的平均强度来增加曝光量。如果曝光量过大，可以通过减小照明的平均 强度来减少曝光量。如果曝光量满足要求，则不需要调整照明的平均强度。照明的平均强 度的改变可以通过以下两种方式实现。一种是调节LED等发光器件的电流。电流越大，照 明强度也越大。反之，则照明强度变小。第二种是调节LED等发光器件的开启与关闭的时 间间隔，即占空比。在第二种方式中，LED等发光器件的开启与关闭由一个周期性的开关信号来控制。这个开关信号的占空比可以决定发光器件的平均照明强度。在一次性注射针自动检测系统开机过程中，启动照明装置之后，针头检测器可以 首先进行曝光量检测，然后通过自动曝光控制和/或自动照明控制来调节曝光量。也可以 在系统正常工作中，通过按钮等命令来进行曝光量的检测和自动调节。针头检测器还可以通过自动照明控制来实现照明与图像传感器芯片曝光的同步。 即当图像传感器芯片处在曝光而且需要照明时，打开照明装置；当图像传感器芯片不在曝 光状态或者不需要照明时，则关闭照明照明装置。这种同步不仅可以延长照明装置的寿命， 节约能源，而且可以降低照明对操作人员眼睛的影响。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1、操作简单；2、成本低；3、由于有曝光量检测和自动曝光控制、自动照明控制功能，所以系统稳定性高；4、使用图像处理电路进行实时处理，检测速度快；5、使用高分辨率图像传感器，检测精度高；6、倒插针检测、毛刺检测和针头位置均由针头检测器中的图像处理电路实时完 成，使得该检测系统结构非常简单；7、提供有缺陷的针头的顺序号，剔除装置在接收到该顺序号后，可以在任何时刻 把缺陷针头剔除掉，从而操作具有灵活性。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是图1的左视图；图4是本实用新型的针头检测器框图；图中1是照明装置，2是镜头，3是针头检测器，4是工装条，5是针头座，6是针头。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例，结合附图对本实用新型作进一步的描述。如图1、2、3和4所示，一次性注射针自动检测系统，包括照明装置1、针头检测器3 和镜头2，所述的照明装置1包含LED或者其它发光器件，用以提供针头检测器3工作所需 的背光源；所述的针头检测器3包括图像处理电路、图像传感器和图像传感器控制电路、声 光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路；所述的图像传感器、图像传感器控制电 路、声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路均与所述的图像处理电路相连；其 中，所述的图像处理电路接收并处理图像传感器采集的图像信息，并通过图像传感器控制 电路对图像传感器进行控制；所述的照明控制电路对照明装置进行照明控制；所述的声光 报警电路发送信号给外部的声光报警装置；所述的PLC/主机接口电路发送针头的顺序号 给外部的PLC/主机；所述的镜头2位于针头检测器3正对照明装置1的一侧，为图像传感 器采集光信号。针头检测器3和照明装置1可以通过电缆或者任何无线的方式(如红外，蓝牙，Zigbee等)进行通讯。在一次性注射器针头自动装配生产线中，机器自动地把针头6安装在针头座5上。 针头座等间距呈线性安装在工装条4上。该检测系统的照明装置1安放在工装条4的任意 一侧，针头检测器3则安装在工装条4的另外一侧。该针头检测器3通过镜头2采用成像的方式来采集针头6的信息。针头检测器3 通过照明控制电路可以控制照明装置1的照明亮度。照明装置1发出的光经过针头6直接 照射到镜头2上，成为针头检测器3的背光源。图像传感器把光信号转换成电信号获取针 头6的图像信息。图像处理电路对针头6的图像信息进行处理。针头顶部的平的形状图像信息和国 家标准的针头图像信息预先储存在图像处理电路中。图像处理电路首先把所检测的针头的 图像信息与针头顶部的平的形状图像信息进行比对，如果匹配即判定该针头为倒插针缺陷 的针头；否则继续与国家标准的针头图像信息进行比对，如果与国家标准的针头图像信息 不匹配，即判定该针头为毛刺缺陷的针头。图像处理电路计算当前被检测的针头6在所在 工装条4上的顺序号。此顺序号可以用于自动剔除装置自动地把有缺陷的针头6取走。工 装条4上的针头座5是等间距呈线性放置，所以针头6是按顺序通过针头检测器3的，这样， 每一根针头经过，图像处理电路可以依次计算出该针头的顺序号。如果某个针头座上没有 针头，图像处理电路通过计算其前后相邻针头座上的两个针头的距离或者其经过的时间间 隔来检测出异常情况，或者通过检测到的针头的个数进行计数。假如第η个针头位置为空， 即没有检测到针头，则下一个针头的顺序号为η+1。这样可以避免顺序号的计算错误。另 夕卜，两个相邻工装条4的间距比两根相邻针头6的距离要大很多，可以通过设置计算针头顺 序号电路的复位时间间隔来控制计算的可重复性。当下一个工装条4经过针头检测器时， 顺序号的计算或者计数应该清零，重新从1开始计数。如果检测到针头6有缺陷，图像处理电路通过PLC/主机接口电路把该针头6的顺 序号发送给系统外部的PLC或者主机。PLC或者主机按照此顺序号来驱动剔除装置，从而把 缺陷针头剔除掉，避免成品中混入次品。在一次性注射针自动检测系统开机过程中，启动照明装置之后，针头检测器可以 首先进行曝光量检测，然后通过自动曝光控制和/或自动照明控制来调节曝光量。也可以 在系统正常工作中，通过按钮等命令来进行曝光量的检测和自动调节。以上是本实用新型的一个具体实施例，但本实用新型的实施方式并不局限于该实 施例。一次性注射针自动检测系统的针头检测器中的图像传感器、图像传感器控制电路和 图像处理电路也可以设置多路，各路之间为并列关系，并连接共同的声光报警电路、照明控 制电路和PLC/主机接口电路。由于工作原理相同，在此就不再详细叙述。
权利要求1.一次性注射针自动检测系统，其特征是，它包括照明装置、针头检测器和镜头，所述 的照明装置包含LED或者其它发光器件，用以提供针头检测器工作所需的背光源；所述的针头检测器包括至少一图像处理电路、一图像传感器和一图像传感器控制电 路；还包括声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路；所述的图像传感器、图像传 感器控制电路、声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路均与所述的图像处理电 路相连；其中，所述的图像处理电路接收并处理图像传感器采集的图像信息，并通过图像传 感器控制电路对图像传感器进行控制；所述的照明控制电路对照明装置进行照明控制；所 述的声光报警电路发送信号给外部的声光报警装置；所述的PLC/主机接口电路发送针头 的顺序号给外部的PLC/主机；所述的镜头位于针头检测器正对照明装置的一侧，为图像传感器采集光信号。
2.根据权利要求1所述的一次性注射针自动检测系统，其特征是，所述的针头检测器 中图像传感器、图像传感器控制电路和图像处理电路设置多路，各路之间为并列关系，并连 接共同的声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路。
3.根据权利要求1或2所述的一次性注射针自动检测系统，其特征是，所述照明控制电 路和照明装置之间通过电缆或者任何无线的方式进行通讯。
专利摘要本实用新型涉及一次性注射针自动检测系统，它包括照明装置、针头检测器和镜头。所述的针头检测器包括图像处理电路、图像传感器、图像传感器控制电路、声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路；其中，图像传感器、图像传感器控制电路、声光报警电路、照明控制电路和PLC/主机接口电路均与所述的图像处理电路相连；图像处理电路接收并处理图像传感器采集的图像信息，并通过图像传感器控制电路对图像传感器进行控制；照明控制电路对照明装置进行照明控制；声光报警电路发送信号给外部的声光报警装置；PLC/主机接口电路发送针头的顺序号给外部的PLC/主机。本实用新型不仅操作简单、成本低、系统稳定性高；而且检测速度快、精度高。
文档编号G01N21/88GK201828525SQ20102055542
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者庄鸿 申请人:庄鸿