KR200362672Y1 - 비전을 이용한 다기능 불량 판별 및 카운팅 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정제나 캡슐형태의 의약품에 대하여 정확하고 신속하게 형상 불량품을 판별하여 제거하고 정상품을 계수할 수 있게 하는 장치에 관한 것으로 검사대상 개체를 분산, 정렬하는 수단과, 개체를 이송하는 상ㆍ하부 이송콘베이어와 개체의 윗면과 밑면의 형상 윤곽선 이미지를 각각 선처리하여 참고 패턴과의 매칭여부를 판별하는 카메라와, 개체의 윗면과 밑면을 검사하기 위하여 위치를 반전시키는 회전드럼과 형상검사가 끝난 개체를 계수하는 카운팅 센서로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

비전을 이용한 다기능 불량 판별 및 카운팅 시스템{Multi-function Bed Distinction and Counting System to Vision}

본 고안은 캡슐이나 정제형태를 갖는 의약품을 용기에 충진하거나 포장하는 과정에서 캡슐이나 정제의 형상 불량유무 판정과 이물질 검사를 거쳐 계수하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 무게를 이용하여 계량하고 용기에 충진할 수 있는 액체상태의 의약품과는 달리 정제나 캡슐형태의 의약품은 먼저 외형적인 형상의 불량유무를 판별하여 선별한 후 정제나 캡슐 낱개의 중량차의 누적으로 계수에 오차가 발생되지 않토록 선별된 각각의 개체를 계수하여 용기에 충진하거나 포장하며 이때 이물질 검사도 병행한다.

종래 캡슐이나 정제의 형상불량 유무판별은 진동형 피더를 이용하여 개체를 이송하면서 감지센서에 의하여 파악된 검사대상물을 CCD를 이용한 머신비전으로 이미지 좌표를 생성하고 좌표에서 검사대상물의 면적에 해당되는 픽셀수를 카운트하여 기준면적과 비교하는 방식에 의하거나 리니어 센서 어레이(Linear SensorArray)를 이용하여 검사 대상물의 길이에 해당하는 픽셀수를 계산하여 기준과 대비하여 불량유무를 판별하는 방법이 공지되어 있었다.

그러나 상기와 같은 검사 대상물의 면적이나 길이에 의한 불량유무 판별은 검사대상물에 흡집이나 결육이 있거나 이물질이 있을 경우 이를 판별할 수 없었으며 머신비전등에 의한 이미지 획득시 피더의 진동으로 인하여 정확한 형상의 이미지를 얻기가 어려워 이물질에 대하여는 용기에 약품을 충전하거나 포장한 후 별도의 X-Ray 장비에 의하여 이물질의 존재여부를 검사하여야 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 정제나 캡슐형태 의약품의 흡집, 결육 등 형상불량을 신속, 정확하게 판별하고 카운팅할 수 있도록 검사개체의 전,후 양면을 모두 검사할 수 있게 하고 이미지 획득시 진동등 외부의 영향을 받지 않게 하며 비전알고리즘에 의하여 개체의 윤곽선에 의하여 형상불량유무를 판별할 수 있게 하여 별도의 X-Ray 검사 장비에 의한 이물질 혼입여부검사를 불필요하게 하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 형상인식 계수기의 개략적인 사시도

도 2는 본 고안 비전을 이용한 다기능 불량판별 및 카운팅 시스템의 개략적인 투시도

도 3은 본 고안 회전정렬장치와 비전시스템의 사시도

도 4는 본 고안 개체의 윗면과 밑면을 반전시키는 회전드럼의 단면도

도 5는 본 고안 시스템의 동작 순서도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 진동피더 2. 감지센서

3. 카메라

11. 공급호퍼 12. 개체

13. 진동호퍼 14. 회전정렬장치

15. 게이트 16. 상부 이송콘베이어

17. 감지센서 18, 18'. 카메라

19. 불량품 배출구 20. 회전드럼

21.하부이송 콘베이어 22. 비전 시스템

23. 카운팅 센서 24. 장력 조절기

25. 제품용기

상기한 목적을 위한 본 고안 약품개체의 형상을 인식할 수 있는 비전을 이용한 다기능 불량판별 및 카운팅 시스템은 공급되는 약품의 개체들을 분산시키는 진동호퍼와, 개체들을 일렬로 정렬시켜 게이트로 이송하는 회전정렬장치와, 개체들을이송하는 상ㆍ하부 이송콘베이어와 개체의 전ㆍ후면을 반전시키는 회전드럼과, 상ㆍ하부 이송콘베이어 상에서 개체의 형상을 인식하고 계수하는 비전시스템으로 구성된다.

이하에서 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안 비전을 이용한 다기능 불량판별 및 카운팅 시스템의 개략적인 투시도이고, 도 3은 본 고안 회전정렬장치와 비전시스템의 사시도이며, 도 4는 본 고안 개체의 윗면과 밑면을 반전시키는 회전드럼의 단면도이고, 도 5는 본 고안 시스템의 동작 순서도이다.

도면에 도시된 바와 같이 공급호퍼(11)에서 공급되는 약품의 개체(12)는 진동호퍼(13)에서 분산되어 일정수량이 회전정렬장치(14)로 공급되며 회전정렬장치의 회전에 의하여 일렬로 정열되면서 게이트(15)를 통과하게 된다.

게이트(15)에 공급되는 개체의 공급속도와 상부 이송콘베이어(16)의 속도차이에 의하여 개체들 사이의 간격이 자동으로 조절된다.

상부 이송콘베이어(16)상에서 이송중인 개체(12)가 감지센서(17)에 의하여 감지되면 트리거 신호가 발생하고 카메라(18)가 이미지를 획득한다.

획득된 이미지는 이미지처리(Image Processing)하여 이미지처리 알고리즘에 의하여 불량유무를 판별하고 불량품은 불량품 배출구(19)를 통하여 배출된다.

정상품은 상부 이송콘베이어(16)를 따라 이송되는 중에 회전드럼(20) 통과시 하부 이송콘베이어(21)와의 사이에 위치하게되고, 회전드럼(20) 통과후에는 개체의윗면과 밑면이 위치 반전된 상태로 하부 이송콘베이어(21)상에 위치하게 된다.

따라서 약품의 개체(12)는 상부 이송콘베이어(16)에서 윗면에 대한 형상 검사를 하고 회전드럼(20)에 의하여 위치반전 후 하부 이송콘베이어(21) 상에서는 밑면에 대하여 형상검사를 수행한다.

형상검사가 종료된 정상품은 하부 이송콘베이어(21)의 일측단부에 구비된 카운팅 센서(23)에 의하여 계수되고 제품용기(25)에 일정수량씩 충진되며 카운팅 센서(23)는 통상의 광학센서를 이용하여 신호의 온/오프상태를 체크하여 계수한다.

상기 시스템에서는 다양한 사이즈의 약품개체에 대응할 수 있도록 게이트의 폭과 비전 카메라의 좌ㆍ우, 상ㆍ하 이동이 가능하게 구성하며 이송되는 약품개체들의 간격을 적당하게 유지하고 검사속도를 조절할 수 있도록 이송콘베이어와 회전 정렬장치의 속도를 서로 다르게 조절할 수 있게 구성되며 이송콘베이어는 장력조절기(24)에 의하여 장력을 조절한다.

비전 시스템(22)에서는 다양한 종류의 기준 약품 개체의 형상을 선처리 (Prepro Cessing)하여 참고패턴을 생성하고 데이터 베이스 파일로 저장하고 게이트 (15)로부터 이송되는 약품개체(12)의 이미지를 획득 처리한 후 참고 패턴의 이미지와 비교 분석하여 이송되는 약품의 형상이 정상인지 아닌지의 여부와 이물질을 검사하고 정상품에 대하여 계수한다.

이미지 비교분석방법은 비전 카메라에 의하여 약품개체의 외곽선을 추출하여 선처리에 의하여 생성된 참고 패턴과 패턴 매칭 검사를 한다.

입력된 약품개체는 회전유무에 관계없이 불량여부를 확인하고 계수하는 고속ㆍ고분석 알고리즘을 내장한다.

이미지처리 알고리즘은

1) 정제(Tablet)의 경우

Ⅰ) 윤곽선 추출(Canny Edge Detection)

약품의 윤곽선을 강력한 에지 디텍션을 행하는 캐니 방법을 이용하여 검출한다. 만약 약품에 이물질이나 손상이 있을 경우 이들도 윤곽선으로 나타난다.

Ⅱ) 계수(카운팅)할 약품의 위치 검출

때때로 게이트에서 이송된 약품들이 비전 시스템에 여럿 캡쳐 될 수 있다.

이 경우 이미지 캡쳐의 트리거 신호를 발생하는 센서에서 가장 가까운 약품을 계수에 이용한다. 이 경우 이미지 좌표에서는 가장 좌측에 위치하는 약품이 계수에 이용될 약품이다. 이를 위해서 Ⅰ)이 끝난 후 획득된 윤곽선의 수직 프로젝션 (Vertical projection)을 이용하여 계수에 필요한 약품의 위치를 구해낸다.

Ⅲ) 참고 패턴과 비교

Ⅱ)에서 획득된 이미지 좌표를 이용하여 참고 패턴과 패턴 매칭을 할 약품의 윤곽선을 결정한다. 결정된 약품의 윤곽선 및 이물질이나 손상에 의한 윤곽선은 선처리(Preprocessing)된 참고 패턴과의 패턴 매칭에서 그 에러율이 얻어진다.

만약 에러율이 참고 패턴과 비교하여 5％이하로 얻어 질 경우 정상 약품으로 인식된다.

Ⅳ) 상세한 불량유무 검출

약품의 표면에 손상이 발생하여 참고 패턴과의 매칭에서 에러율을 검출할 수없는 경우를 해결하기 위해서 Ⅰ)과 Ⅱ)의 과정이 끝난 후 약품의 윤곽선 내부를 조사하여 에지의 유무를 판별하여 약품 표면의 손상 여부를 결정할 수 있다.

2) 캡슐형태의 경우

Ⅰ) 윤곽선 추출(Canny Edge Detecion)

약품의 윤곽선을 캐니 방법을 이용하여 검출한다.

Ⅱ) 계수(카운팅)할 약품의 위치 검출

때때로 게이트에서 이송된 약품들이 비전 시스템에 여럿 캡쳐 될 수 있다.

획득된 윤곽선의 수직 프로젝션(Vertical projection)을 이용하여 계수에 필요한 약품의 위치를 구해 낸다.

Ⅲ) 회전된 각도 검출과 참고 패턴의 재생성

캡슐형태의 약품은 게이트에서 이송될 때 약품이 회전할 수 있다.

이 경우에 이에 해당되고 참고 패턴을 재 생성하기 위해서 그 회전각도를 검출해야 한다. 이를 위해서 Ⅱ)에서 획득된 이미지 좌표에 해당되는 약품에 후퍼 변환(HOUGH TRANSFORM)을 적용하여 약품의 각도를 검출한다.

각도 검출 후 참고 패턴을 재 생성한다.

Ⅳ) 참고 패턴과 비교

Ⅱ)에서 획득된 이미지 좌표를 이용하여 참고 패턴과 패턴 매칭을 할 약품의 윤곽선을 결정한다. 결정된 약품의 윤곽선 및 이물질이나 손상에 의한 윤곽선은 Ⅲ)에 의해서 검출된 각도에 해당되는 선처리(Preprocessing)된 참고 패턴과의 패턴 매칭에서 그 에러율이 얻어진다.

만약 에러율이 참고 패턴과 비교하여 5％이하로 얻어질 경우 정상 약품으로 인식된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안 비권을 이용한 다기능 불량 판별 및 카운팅 시스템은 하나의 장치로 정제나 갭슐등과 같은 의약품의 제조과정에서 발생하는 형상불량품을 정확하고 신속하게 판별하고 정상품만을 카운팅할 수 있게 함으로서 단순계수 후 별도의 검사장비를 이용하여 이물질 혼입여부등의 검사를 하게 하는 불편함을 해소하게 하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 정제나 캡슐형태의 의약품을 카운팅하기 위하여 의약품 개체를 분산, 정렬하는 장치를 갖춘 계수기에 있어서, 개체(12)를 이송하는 상ㆍ하부 이송콘베이어 (16, 21)와, 상ㆍ하부 이송콘베이어상에 각각 구비되어 개체의 윗면 또는 밑면 형상의 윤곽선 이미지를 선처리하여 참고 패턴과의 매칭여부를 판별하는 카메라(18, 18')와, 상ㆍ하부 이송콘베이어의 접촉부위에 구비되어 개체의 위치를 반전시키는 회전드럼(20)과, 하부 이송콘베이어의 단부에 구비된 카운팅센서(23)로 구성된 것을 특징으로 하는 비전을 이용한 다기능 불량 판별 및 카운팅 시스템.