全自動印刷故障檢測系統(tǒng)技術研究

全自動故障檢測的技術已經(jīng)實現(xiàn)。今天，在幾乎所有的工業(yè)中你都可以聽到“故障檢測”這個詞。應用于印刷包裝行業(yè)，它能夠幫助我們找出印刷產(chǎn)品上的所有瑕疵，并且對不同的印刷方式均可適用。
工作原理
全自動印刷故障檢測系統(tǒng)是一種新型的輔助設備，設計這種設備是用來在印刷的過程中能夠積極主動地尋找印刷頁面上可能出現(xiàn)的毛病。全自動印刷故障檢測系統(tǒng)可以幫助操作員在印刷過程中對產(chǎn)品質量進行全方位的監(jiān)控，保證印刷出來的每一張產(chǎn)品都為合格品。它采用的檢測系統(tǒng)多是先利用高清晰度、高速攝像鏡頭拍攝標準圖像，在此基礎上設定一定標準；然后拍攝被檢測的圖像，再將兩者進行對比。ccd線性傳感器將每一個像素的光量變化轉換成電子信號，對比之后只要發(fā)現(xiàn)被檢測圖像與標準圖像有不同之處，系統(tǒng)就認為這個被檢測圖像為不合格品。印刷過程中產(chǎn)生的各種錯誤，對電腦來說只是標準圖像與被檢測圖像對比后的不同，如污跡、墨點色差等故障都包含在其中。
其中，100％取樣型系統(tǒng)使用的技術與滾筒觀察系統(tǒng)的相似。實際上這種類型的檢測系統(tǒng)只是在滾筒觀察系統(tǒng)中添加了額外的軟件。將一臺視頻照相機固定在一個裝有發(fā)動機的橫梁上，并配備閃光設備。
在一系列的印刷過程中，該系統(tǒng)可以不停地掃描，在每次閃光拍照的時候，已經(jīng)從一個標記的地方移動到另一個標記。在這段時間內，每個位置的標記都被掃描到了，但是只有一小部分的標記，經(jīng)過閃光后，被相機拍攝到。將每一個標記的印刷圖像與內存中的主圖像進行比較。任何一點差別都可以顯示在屏幕上報告給操作者，并發(fā)出警告。對于滾筒圖像的觀察來說，該系統(tǒng)是很不錯的，因為畢竟操作者每一次都可以看到一個小區(qū)域內的圖像。然而，對于自動質量檢測系統(tǒng)來說，似乎是有時可以挑出印刷中的毛病，有時卻不能。換句話說，這種系統(tǒng)是間歇性地工作的。
100％全面型系統(tǒng)則采用了一套完全不同的方法。它仍需要一個裝有發(fā)動機的橫梁，并在整個滾筒的長度方向上永久性地安裝幾臺照相機。這些相機通常是線掃描類型的。這意味著，它不是用一個閃光燈對印品拍一個矩形的快照，而是該相機通過一個連續(xù)的照明系統(tǒng)一次可以采樣到滾筒長度方向一行的樣品。當滾筒滾動，完成印刷時，該系統(tǒng)采樣到下一行的樣品。取回的樣品信息不斷地同存儲在內存中的主圖像進行比較。主圖像是與印品具有相同的長度，滾筒長度相同的寬度的印刷信息組成。一旦檢測系統(tǒng)檢測到某種毛病，那么它們不只是在滾筒長度方向上相匹配，而且與印刷機的運行速度同步，它總是可以檢測到對應位置上的像素的質量。
另外，全自動印刷故障檢測系統(tǒng)檢測出的故障信息除了可用來作為警告和報警外，還可以用于故障的報告和數(shù)據(jù)的收集。信息通常被收集進一個數(shù)據(jù)庫，通過接口進入已有的pc網(wǎng)絡，從而脫離開印刷機對數(shù)據(jù)進行分析。屏幕上可顯示出速度和故障發(fā)生在滾筒橫向上的位置，還有捕獲故障的類型。滾動條可以幫助操作者查看早期的數(shù)據(jù)和前面的數(shù)據(jù)。在印刷結束時，印刷報告會自動地制作出來。
檢測精度
最早用于印刷品質量檢測的技術是將標準影像與被檢測影像進行灰度的對比，現(xiàn)在較先進的是以rgb三原色為基礎進行對比。全自動機器檢測與人眼檢測相比，區(qū)別在哪里呢？以人的目視為例，當我們聚精會神地注視某印刷品時，如果印刷品的對比色比較強烈，則人眼可以發(fā)現(xiàn)的、最小的缺陷，是對比色明顯、不小于0.3mm的缺陷，但依靠人的能力很難保持持續(xù)的、穩(wěn)定的視覺效果。可是換一種情況，如果是在同一色系的印刷品中尋找缺陷，尤其是在一淡色系中尋找質量缺陷的話，人眼能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷至少需要有20個灰度級差。而自動化的機器則能夠輕而易舉地發(fā)現(xiàn)0.1mm大小的缺陷，即使這種缺陷與標準圖像僅有一個灰度級的區(qū)別。
但是從實際使用上來說，即便是同樣的全色對比系統(tǒng)，其辨別色差的能力也不同。有些系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)輪廓部分及色差變化較大的缺陷，而有些系統(tǒng)則能識別極微小的缺陷。對于白卡紙和一些簡約風格的印刷品來說，如日本的kent煙標、美國的萬寶路煙標，簡單地檢測或許已經(jīng)足夠了，而國內的多數(shù)印刷品，特別是各種標簽，具有許多特點，帶有太多的閃光元素，如金、銀卡紙，燙印、壓凹凸或上光印刷品，這就要求質量檢測設備必須具備足夠的發(fā)現(xiàn)極小灰度級差的能力，也許是5個灰度級差，也許是更嚴格的1個灰度級差。這一點對國內標簽市場是至關緊要的。
標準影像與被檢印刷品影像的精確對比是檢測設備的關鍵問題，通常情況下，檢測設備是通過鏡頭采集影像，在鏡頭范圍內的中間部分，影像非常清晰，但邊緣部分的影像可能會產(chǎn)生虛影，而虛影部分的檢測結果會直接影響到整個檢測的準確性。
從這一點來說，如果僅僅是全幅區(qū)域的對比，并不適合于某些精細印刷品。如果能夠將所得到的圖像再次細分，比如將影像分為1024dpi×4096dpi或2048dpi×4096dpi，則檢測精度將大幅提高，同時因為避免了邊緣部分的虛影，從而使檢測的結果更加穩(wěn)定。
檢測參數(shù)
在質量檢測參數(shù)設定后，利用高速度、自動化質量檢測設備是否會帶來超標的廢品率呢？廢品率的提高，無疑會導致利潤降低。但是實際上所有的質量標準都是相對的，如一般無法接受的微小缺陷，如果是在某些特定的區(qū)域（上膠、糊口部位）卻是可以接受的。采用人工檢測的情況下，可以自動形成一個適當放寬的、具有彈性的標準，那么理性的、數(shù)據(jù)化的檢測是怎樣完成檢測的呢？比較合理的做法是印刷商與最終用戶達成協(xié)議，對印刷品采取分區(qū)域的、分等級的質檢標準設定。這僅是一個硬性的規(guī)定，而必須是可以操作的、被各方所接受的、可量化的標準。而且這些標準必須是用戶自行設定的各類數(shù)據(jù)，如需要檢測的區(qū)域、每個區(qū)域的檢測等級、每個檢測等級執(zhí)行的檢測標準等。例如，首先我們對被檢測的印刷品進行分區(qū)，如將印刷品分為最嚴格檢測區(qū)--印刷品最重要部分（商標、產(chǎn)品）、嚴格檢測區(qū)--重要部分（產(chǎn)品）、普通檢測區(qū)--背景、忽略區(qū)--隱蔽部分（上膠翼、糊口部分）。然后，對每個檢測等級進行設定。這一點非常關鍵，會直接關系到發(fā)現(xiàn)故障的能力，也直接關系到廢品率的多少，所以客戶必然會要求設定一個可以接受的、合理的公差范圍，包括設定可接受的、故障大小的范圍公差，可接受的、故障灰度公差。
優(yōu)點
①連續(xù)的，積極主動的觀察--100%的滾筒，100%的時間。
②保證觀察到一致的質量，與操作者的經(jīng)驗或換班無關。
③通過優(yōu)化印刷機的速度和質量等級提高生產(chǎn)性。
④對于即將到來的故障提供早期的警告。
⑤在屏幕上用顏色顯示出故障，可以快速地辨認出故障的本性和來源。
⑥進行昂貴的印刷材料印刷時，使它的印量最大化，減少超印量。
⑦減少昂貴印刷材料的浪費，使它的用量最小化，降低成本，提高客戶的回頭率。
⑧改善公司的形象，使之具有競爭力。
⑨能夠按照iso9000標準的要求使用。
⑩容易進行短線產(chǎn)品的生產(chǎn)，效率更高。
⑩有助于最大限度的利用已有設備。
今天，全自動印刷故障檢測是一種相對來講還不是很成熟的技術，但隨著照相機以及計算機系統(tǒng)的進一步發(fā)展和工作流程的網(wǎng)絡化以及數(shù)據(jù)管理功能的集成化，該項技術必將獲得全新的發(fā)展，屆時印刷質量和效率必將得以大大的提高。


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