小瓶检查
用于疫苗瓶质量控制的智能多摄像头系统
抗击新冠疫情是全球所有国家的首要议程。全球各国都在努力尽快地为民众提供疫苗。然而要提供80亿剂疫苗（每人至少一剂）并非易事。成功交付这数十亿剂疫苗的一个关键因素就是玻璃瓶。全世界每年要生产500亿支这样的玻璃瓶。目前玻璃瓶生产商正在大规模提高产量，以免疫苗瓶成为供应链中的瓶颈。然而，医疗级疫苗瓶并非普通标准的玻璃管。无论是卷边瓶、螺纹瓶还是安瓿瓶，它们都是由硼硅酸盐玻璃制成，需要定制生产线才能生产。由于任何化学干扰都会影响疫苗效果，所以必须防止容器与内部的液体产生化学反应。即使是最小的划痕、裂纹或裂缝，也可能导致整个批次无法使用，在灌装过程中污染生产线，甚至导致产线停止。
因此，疫苗对玻璃瓶生产商的要求极高：不仅要快速进行大批量生产，而且还要保持非常高的质量标准。同时，提高产能通常需要耗费大量时间和资金。德国Bad Königshofen公司为检测疫苗瓶提出了一个经济高效、快速集成、极其可靠的解决方案。Isotronic GmbH公司已经开发出了管状玻璃自动检测系统"VialChecker"。此系统使用uEye CP相机系列的IDS工业相机作为尺寸和表面检测的图像处理组件。
应用
疫苗瓶通常可容纳2至100毫升的液体。它们的尺寸为：平均高45毫米，宽11.5毫米。制造商使用硼硅酸盐玻璃来生产玻璃瓶，以便疫苗在储存和运输的过程中保持所需的稳定状态——即使在极端温度下。用于装运疫苗的玻璃瓶需要满足高质量要求。同时，目前必须在最短的时间内完成大量生产。因而需要在缺陷检测方面具有高可靠度并且非常迅速的质量控制，要怎样才能做到这一点呢？
用于疫苗的卷边瓶、螺纹瓶或安瓿瓶都是由硼硅酸盐玻璃制成，须满足最高质量要求
使用：配有高分辨率传感器，同时能实现高帧率的高性能相机。将IDS uEye CP系列的GigE工业相机与工业级触屏显示器、控制柜相结合，然后连接到各自的生产系统和智能软件。VialChecker是用于疫苗瓶尺寸和表面自动检测的一体化检测系统，现有两个版本。"VialChecker Geometry"用于检测尺寸是否符合要求，而"VialChecker Cosmetic"则检查每个瓶子的表面是否完美无瑕。我们可以选择后者用来完成部分几何检测，或者作为独立系统完成更多高要求的任务。
VialChecker Geometry包含50多种尺寸检查，可对标准和非标准管状玻璃产品进行测试，测量精度最高可达0.01毫米。另一方面，IDS相机凭借其强大功能，能以0.1平方毫米的精度检测出诸如裂纹、划痕、缺口、夹杂物或污渍等缺陷。智能软件可实现准确的故障描述分析和分类。
我们在制造过程中的各个环节进行测试，例如直接在瓶子成型后或包装前进行测试。一个系统通常支持3至8个相机，因此可以沿生产线集成多个不同的测量工位。Isotronic公司首席运营官Valentin Mayer-Eichberger解释道，“根据客户需求，系统会指定或补充数量合适的传感器或相机，例如对玻璃厚度进行测量。”“如果需要８个以上相机，我们就会使用几台电脑来作业。” 例如，这些相机观察横向旋转的玻璃管或玻璃底部，并提供高分辨率图像。
多摄像头系统"VialChecker"实现了疫苗瓶快速质控
IDS相机每次旋转可捕捉至少20张图像，因而VialChecker每分钟可检测多达120只小瓶，而且精准度非常高。尺寸测试时精准度可达0.01毫米，外观测试时精确度可达0.1平方毫米。除了实时、低延迟处理外，还有详细的系统运行记录。软件高可靠性确保了产品在达到质量要求的同时，其尺寸在几何产品规格范围内无误差。
根据具体要求和检测任务，测量工位需要不同型号的相机。目前，Isotronic公司主要使用IDS GigE uEye CP系列相机。凭借内置的用于缓冲图像序列120 MB图像内存，这些相机功能非常强大并自带像素预处理功能，因此非常适合例如VialChecker这样的多摄像头系统。这些IDS相机以满速率传输数据，凭借PoE（“以太网供电”），单根电缆即可实现长达100米的传输距离。
其中一个首选型号是UI-5250CP-M-GL，此相机采用的200万像素CMOS传感器是IDS产品中最灵敏的传感器之一。它有单色和彩色两个版本，具有出色的感光灵敏度。此外，它提供了多种可切换的快门模式，可以对运动中的物体进行真实的图像捕捉，而且对于高对比度物体，可以实现无噪点的图像捕捉。Valentin Mayer-Eichberger解释选择IDS uEye相机的原因：“IDS相机让我们能够快速、可靠地检测出玻璃表面的缺陷，这一点十分重要。”因此，UI-5241LE相机可支持同时检查多个图像特征，或在同一个曝光系列中采用不同的参数捕捉多个AOI图像。小巧紧凑、功能强大的IDS相机凭借其52 fps的帧率，特别适合高速完成生产线上的各种检测任务：Valentin Mayer-Eichberger 强调说：“该系统能够进行高速处理，每分钟可完成120次检测周期。”然而，除了IDS相机令人信服的表现之外，还有其他原因让我们选择IDS：
我们很欣赏IDS相机的一致性和耐用性。还有完善的服务。
好用的软件
IDS相机能使用C++直接与系统连接。IDS公司专门开发的软件算法能够检测错误，并通过显示器输出错误消息。“我们不仅有一套可以报告好/坏的测量系统，还可以记录每个产品的质量，并显示一段时间内的统计数据。机器调节器用此来检查一切是否正确、瓶子是否已经调整好。
为满足客户需求，Istronic软件开发了直观、友好的界面。此外，VialChecker通过持续更新和软件改进，为远程支持进行了优化。Valentin Mayer Eichberger对此深信不疑：“这是一个动态的、可持续系统的基础。我们用机器学习来完成高要求的任务，例如：错误分类。用于处理大量数据的现场或者基于云端的解决方案，以及详细的分析和流程优化也属于服务范围内。
例如，我们可以分析一段时间内的故障频率，以及监测工具磨损情况并发出警报。用于生产过程监控的云服务范围广泛：“在生产过程结束时，我们根据质量指标计算图表。测量系统验收时可出具测量精度证书。”
展望
专家预计未来两年中，疫苗瓶的全球需求量将再增加10至20亿支。主要疫苗生产商之一的AstraZeneca公司负责人也在疫情初期发出警告：“全世界的疫苗瓶瓶并不够用。”全世界的疫苗瓶制造商都在加紧生产用于保护疫苗这种珍贵液体的玻璃瓶。为确保对珍贵疫苗液体的保护以及对质量的高要求，人们对自动、高性能测试系统的需求比以往任何时候都高。Valentin Mayer Eichberger指出：“此外，在新冠疫情大流行之前，该行业就得到了普遍增长，尤其是亚洲地区的需求量明显增加。”这对VialChecker等系统来说意味着良好的应用前景：该系统可以帮助生产商避免使疫苗瓶成为疫苗供应链的瓶颈。
GigE uEye CP相机具有极其快速、可靠和出色的传感器
- 接口：以太网
- 型号：UI-5250CP-M-GL
- 接口：以太网
- 传感器类型：CMOS
- 生产商：e2v
- 帧率：52,0 fps
- 分辨率：1600 x 1200像素/192万像素
- 快门：全局快门
- 芯片尺寸：7.200 mm x 5.400 mm
- 尺寸：29.0 mm x 29.0 mm x 29.0 mm
- 重量：51 g
- 连接器：GigE RJ45螺丝旋紧式
- 应用：工业BV、品质保证、检测应用、医疗技术（和实验室自动化）、可视化
客户
Isotronic公司的核心业务是为医药玻璃瓶提供质量保证系统。自1989年以来，该公司一直为管状玻璃行业开发光学检测系统。自2017年该公司产品更新换代以来，Gregor Fabritius和Valentin Mayer-Eichberger继续以强劲的创新和扩张动力来领导公司。从Bad Königshofen到柏林，Isotronic公司为50个客户的400多个计量系统提供服务、维护并持续更新。
在全球范围内正在使用的测量站中，该公司成功地应用了行业尖端技术，通过渐进式的可持续发展，以满足制药玻璃包装行业的高质控要求。
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