移液工作站视觉校验与监控软件

项目背景与难点

客户是生命科学自动化领域的仪器企业，其移液工作站需要在启动前、断点续行和运行后对耗材板位进行静态检查，并在自动化流程中动态监控取枪和吸液过程。原有作业方式主要依赖PLC信号和人工目视复核，枪头是否缺失、歪斜、附带异物，以及吸液时是否出现气泡、漏液、未吸到液体等问题，难以及时发现和自动判定，异常发生后往往要停机排查，影响实验效率和结果可靠性。

业务与技术上的难点在于：视觉校验必须嵌入上位机与Python流程脚本的既有控制链路，由脚本触发拍照、算法判定和结果回传，不能独立运行；动态取枪和吸液过程节奏快，相机需在动作结束后立即采集图像，并在多排吸液时只关注视野内前面第一排；异常类型多样，需要区分缺失、歪斜、异物、气泡、漏液等状态，同时保留异常图片用于追溯；置信度阈值和算法参数还需支持现场配置，以适应不同耗材和液体的差异。

软件交付内容

敏洽交付的4800视觉软件以视觉辅助服务的形式嵌入4800上位机环境，主要与上位机、数据库、Python流程脚本及工业相机交互。软件包含视觉agent向导页面和视觉配置页面，覆盖静态识别、动态取枪、动态吸液三个核心场景。

静态识别场景由脚本输入耗材位置、类型和数量信息，软件调用相机读取板位上的实际耗材状态，写入数据库并与上位机修正值进行成对比对，异常时输出位置提示和闪烁动画。动态取枪场景在PLC取枪指令后触发视觉检查，读取取枪位参数和取枪个数，校验板位剩余枪头数量及移液头上的枪头种类、数量，异常时弹窗提示继续或丢弃重取。动态吸液场景在吸液动作结束后拍摄枪头图像，拟合当前枪头类型下的液面体积，并判断液柱连续性、气泡和漏液状态，异常仅记录和警示。

视觉配置页面提供摄像头开关、录像记录开关、需求开关、摄像机参数管理、原始记录路径设置、算法参数包导入以及每个目标的置信度阈值设置，便于现场调试和维护。

实施成果

软件上线后，移液工作站的取枪和吸液环节实现了在线视觉校验，原先依赖人工目视复核的痛点得到解决。静态识别可在启动前、断点续行和运行后自动检查耗材板位，缺失、异物等异常能够准确定位并反馈到上位机；动态取枪过程中，枪头缺失、歪斜、附带异物会被实时捕获并弹窗提示，避免异常枪头进入后续流程；动态吸液过程中，未吸到液体、气泡、漏液等状态被自动记录并警示，为实验过程提供了完整的视觉日志。

异常图片随检测结果自动留存，便于问题追溯和工艺改进。置信度阈值和算法参数可现场调整，使系统能够适应不同耗材、液体和光照条件。整体上，视觉校验与自动化流程深度融合，减少了人工介入和停机排查时间，提升了移液工作站运行的可靠性与实验数据的可追溯性。

关键指标