机器视觉摄像机可能很聪明，但除非工程师足够聪明，能将它们与应用程序适当匹配，否则它们不会有效。这句话适用于任何类型的制造业，尤其是涉及医疗设备的制造业。

例如，礼来公司(Eli Lilly and Co.)最近安装了一个高分辨率(500万像素)智能摄像头，用于检查其一种医疗设备的组件，此前该标准分辨率摄像头被证明不可靠。每个组件由两个圆柱体组成，它们相互堆叠并粘在一起，因此它们共享一条共同的中心线。

大量的子组件被放置在输送到检查站的托盘中。在那里，六轴三菱机器人抬起六个子组件，然后在康涅狄格公司前面放置一个时间，用于检查5605智能摄像头检查。

相机拍下组件的照片，并立即计算两个气缸中心线之间的角度，以确定它是否在公差范围内。据礼来公司的工程师介绍，这款相机的高分辨率和远心镜头(由埃德蒙光学公司制造)产生了无失真的图像，确保了精确的重复性，从而产生很少的虚假读数。

康耐视智能相机还帮助助听器电池制造商确保每个万用包中含有正确数量的电池。对消费者来说，不完整的包装是不可接受的，当使用铝箔衬垫时，多余的电池可能会堵塞包装机。

正如这两个例子所说明的，医疗设备是机器视觉的完美应用。这些设备必须在无缺陷的高产量(和高速度)下生产。同样重要的是，它们非常小的特征需要一定程度的一致和精确的检查，这是人类无法维持的。

卷需求愿景

在20世纪80年代，许多医疗器械制造商开始自动化其装配流程以跟上越来越多的客户需求。自动化设备包括机器视觉系统，这是对零件进行可靠，高批量检查所必需的，并确保他们满足不断增加的联邦药物管理标准。

“当时，增加生产所需的制造商开始使用愿景进行设备检查，而制药公司倾向于拥有更大的员工，可以处理毒品包装检查，”Rick Roszkowski营销高级康涅狄克州营销商业部门营销高级总监Rick Roszkowski解释说Corp. “The initial medical device application for vision, which is still done today, was inspecting needles to make sure they are straight and their ends don’t have any nicks or burrs.”

Teledyne Dalsa东北区销售经理Fernando Serra指出，当时的典型安装包括一个帧捕捉器或低分辨率相机(640 × 480像素)，成本至少为六位数，图像收集和图像数据传输能力非常有限。尽管如此，与人眼相比，视觉仪器在大批量生产中提供了更多的一致性和可靠性。

对于医疗设备制造商来说，机器视觉系统的成本从来都不是一个大问题，因为让很多人来检查部件，即使不是更贵，也是同样昂贵的。塞拉说，对于一些大公司来说，花25万美元购买一对摄像机来检查大容量应用中四分之一大小的部件并不罕见。即使在今天，制造商检查一包手术用订书钉可能也要花费45美元。但是，这是一个值得的投资，因为包卖800美元或更多。

另一个没有随时间改变的因素是医疗设备制造商如何使用机器视觉。巴鲁夫公司的项目工程师经理Mark Sippel说，85%到90%的视觉系统用于检查，其余的用于帮助机器人或自动化设备进行组装。

这些组件通常涉及进入诸如助听器，起搏器和泵等设备的电气元件。这项工作可能或可能不会转包给低级供应商。愿景还可以帮助机器人或机器构建微小电子器件，粘贴外部布线或压接或焊接管。

这么多设备

视觉系统做的远不止检查针头和测量钉书针。一些制造商依靠视觉来确保试剂垫的存在。其他人需要它来验证缝合线针在固定器中的位置或确认注射器桶上的打印等级。

在一家工厂，礼来公司使用了一种颜色视觉系统来检测掉落的药瓶，识别丢失的夹盖，并验证每个药瓶的瓶盖颜色。该系统消除了与计数相关的偏差，从而节省了资金、时间和资源，可以分配到其他地方。

礼来公司还在其他工厂的另外两个检测应用中使用了视觉系统。一种是通过颜色检验进行产品识别。另一种侧重于验证印刷包装上的标签材料、批号和有效期。

其他需要检查的常见医疗产品包括植入式装置(支架、导管、导丝)和注射装置，如糖尿病患者用的胰岛素笔。Banner Engineering的医疗业务开发经理Steve Wong表示，一些制造商使用视觉传感器来验证关键部件，如注射器帽、柱塞杆和柱塞位置，这表明了特定的剂量。他说，集成了紫外线光源的传感器也可以有效地检测组件中的紫外线可见粘合剂。

“一家制造商用含有紫外线荧光剂的粘合剂组装组件，”Wong指出。“在检查过程中，该公司使用带有紫外线照明的传感器来照射粘合剂，以验证粘合剂的存在和适当数量。”

一次性使用的器械，如外科手术钳和夹持器械，需要检查。Serra说，一位顾客用视力检查了一个多部件的手持式手术设备，在挤压时插入一个夹子来闭合血管并防止出血。在安装上外壳关闭设备之前，智能摄像头提供了快速和准确的验证，以确保所有组件都存在。

最后，视觉系统用于零件在装配过程中使用前的检查。Keyence Corp.技术营销部门项目经理丹尼斯•沙莫(Dennis Shamo)说，零件供应商经常用视觉检查从模具中出来的塑料零件，以确保它们符合OEM的公差。而原始设备制造商则在零件交付到工厂后使用vision来验证零件的公差。

图像和分析

20世纪90年代，医疗设备制造商严重依赖帧捕捉器和模拟摄像机进行视觉检查。然而，在过去15年里，随着智能相机价格的下降和视觉传感器的使用变得更容易，它们的受欢迎程度有所下降。

帧捕捉器将模拟图像转换成数字格式，并将它们传输到PC上。它还能从数字视频流中捕捉单个的静止帧。通过多路复用器，帧抓取器可以支持多达四个摄像头。

相比之下，智能摄像机是独立的。它们具有内部图像处理器，并且比标准相机更昂贵。由于这些原因，智能摄像机更适合单相机系统;多个摄像机必须独立或异步操作的应用程序;或者在沿着生产线或装配机器内的多个检查点需要视力。

视觉传感器还具有紧凑型外壳的多个组件（摄像机，照明，成像传感器，软件）。传感器能够确定对象的尺寸，位置，形状或方向。然而，它们倾向于用于存在的存在应用，而智能摄像机能够更多的图像分析或使用不同类型的过滤器。

图像处理软件是任何基于相机或帧捕捉器的视觉系统的另一个重要部分。这个软件专注于关键特征(测量，位置，几何形状等)，决定一个零件是否在公差范围内或超出公差。

工业视觉控制器使制造商能够快速设置和易于操作单个或多摄像机系统。根据型号，控制器最多可以处理八个摄像机。

更仔细的观察

供应商在过去几年中推出了多种创新的智能摄像头。一个是IRIS GT，它具有不需要传统编程的集成平台。

据Matrox Imaging的销售和市场总监Sam Lopez说，这种摄像头的应用包括检查助听器的标签、支架和电子组件。

一些制造商将摄像头与Design Assistant一起使用，Design Assistant是一种基于流程图的软件，能够创建特定于应用程序的基于web的操作界面。设计和测试流程图，并在软件未连接到摄像机(仿真模式)时创建界面。

Shamo声称，使用Keyence公司的LumiTrax视觉系统，可以消除圆柱形部件(如注射器)上的反射，以确保准确的检测。他说，该系统有能力验证两个或多个平行部件，并在塑料包装上执行光学字符识别(OCR)。

Lumitrax由超高速智能相机，高容量控制器和方向照明（四个或八个段）组成。灯光使相机能够捕获部分形状和纹理的精确图像，无论部分变化或环境条件如何。

康耐视的VisionPro 3D图像处理软件适用于所有智能摄像头，以及Camera Link和模拟摄像头
框架抓斗。VisionPro和Codgex VieSion库电源工具包括颜色分类和匹配，不需要广泛的图像预处理。

该软件的PatMax算法通过几何图案匹配定位零件和特征。实时三维位置信息使制造商能够自动化具有挑战性的装配验证、机器人和物流应用。

ROSZKOWSKI表示，康吉克斯还将收购联盟计划与主要相机供应商维护。通过该计划，康沃克支持数百种工业摄像机和视频格式，涵盖了通常用于机器视觉的完整采集要求的采集要求。

尽管上市不到一年，Banner的iVu Plus集成TG Gen2传感器被几个制造商用来检查注射器，针头和包装上的标记或雕刻。Wong说，传感器背面有一个2.7英寸的触摸屏，可以准确显示传感器在检查过程中看到的内容。

触摸屏还可以让操作人员通过简单地选择用户菜单上的图标来轻松配置检查。其他传感器功能包括模式匹配、斑点、缺陷和分类检测工具;离散输出;以太网通信;和可调节的焦点镜片。

根据Sippel的说法，来自Balluff的BVS-E传感器适用于广泛的检测任务。万能系列同时检查亮度和位置，比较对比度，计数边缘，检测模式和读取代码。它还可以执行精确的360度轮廓检查，无论零件位置或方向。

识别传感器检测和识别栏，1D和2D数据矩阵代码，并通过RS232串行接口输出它们。每次扫描后，传感器都指示OK或错误信号。它们配有8-，12或16毫米的镜头。

当与GEVA-312T控制器连接时，Teledyne公司的Genie区域扫描摄像机将检查导管、手术针头、注射器和其他设备。这款控制器采用超薄设计，12英寸触摸屏，1.6 ghz双核处理器和两个GigE摄像头接口。

需要三个或更多相机的应用需要标准GigE开关。输入 - 输出连接，包括相机触发和光刻，与PL-USB模块接口。该单元的前部具有按钮，用于显示键盘，鼠标或数据传输的显示调整和USB端口。

松下的PV-200和PV-230控制器足够灵活，可以处理各种分辨率的彩色和灰度相机。美国松下工业设备公司(Panasonic industrial Devices Co.)工业自动化部门主管吴宇森(Erwin Wu)表示，彩色相机的分辨率为30万像素(标准或小型)或200万像素。也有分辨率为400万像素的灰度相机可供选择。

这两种模型中的集成图像处理软件可以检测一条直线最多3000个边缘点，一个圆最多3600个边缘点。PV-230还具有用于代码检查的OCR和OCV功能。

“良好的视觉系统保证了质量控制，”洛佩兹总结道。“因为，它不像人，它总是保持专注，从不无聊。”