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印刷品视觉技术的应用推广同印刷质量自动检测的性

2020-09-11 17:35:44

【一】、印刷品视觉技术的应用推广

视觉检品机根据以上从技术运用角度和印刷业实际需求的分析上,可以得出研制印刷品质量在线检测机器视觉系统是非常的,并且机器视觉技术的应用研究在我国尚处于起步阶段,将为机器视觉技术的应用推广与建立通用机器视觉系统积累宝贵经验,也为我国的质量自动化控制与检测的实施进行有益的尝试。

印刷品的种类繁多,质量标准层次不齐,选择的是烟标印刷品这一代表性产品。烟标印刷品是印刷业的产品,他的直接使用者是我国利税大户烟草行业,其特点是印刷量大、生产自动化程度高、工艺复杂、印制精细、色彩种类多,质量标准起点高等。印刷品在线视觉检测系统解决的是烟标印刷质量的自动化检测问题。之所以选择烟标印刷品作为课题研制的对象,有两大理由:

(1)香烟是产品,烟标在设计、印刷及防伪方面积累了特色的工艺,烟标印刷除采用防伪油墨、全息定位烫印等防伪技术外,还在烟标设计和新工艺、新材料、特种印刷工艺相结合的特色工艺上做文章,如软纸、卡纸凸烫和定位烫、凹印反面印刷等等。烟标在印刷工艺上是具有代表性的产品,印刷精美,印刷工艺囊括广,这都代表了印刷工艺的特色。而且烟标印刷品在质检精度上比别的产品高很多,质检难度大,尤其在线高速检测上是技术难题,具有的代表性。

(2)国内烟标印刷企业生产的自动化程度高,大多采用的是德国印刷设备,生产无人自动化作业;与之相反在质检方面,主要采用人工作业方式,效率低下,质检标准规格不统一,时有误检、漏检、错检的情况发生,而企业为了解决质检的问题,采用的方法是把多的财力、精力和人员花费在手工作业上,造成了资源的浪费。这在印刷企业也具有代表性。

综述以上两点原因,选择在烟标印刷品的质量检测方面是具代表性的。

【二】、印刷质量自动检测的性

一些印刷企业尤其是烟草公司对质量的要求很高,一旦出现质量问题,就会造成大量退货。印刷品检品机为了降低风险,大多数印刷厂都采取对印刷品施行人工全检的方法。但人工全检存在其局限性,且不说人会存在视觉疲劳的问题,仅要在极短的时间内,检出印刷中可能发生的各种问题,这己是一件难度的工作。因此要品质,采用印品质量自动检查是不可少的。

的印品,还不是印刷质量自动检测的全部目标。即便所有的印刷缺陷都己检出,但此时废品己生成,浪费己经造成,对印刷厂的成本降低,效益提高并未起到作用。因此印刷自动检测的重要目标是要减少或避免废品的生成,降低废品率。当然对己生成的废品要能检出。

印刷中存在的色差、套准、刀线及条码等问题,都是渐进的、累积的、放大的,我们把这些渐进累积的问题称为印刷中的过程问题。

而那些印刷中随机产生的问题,如脏点、飞墨等,则称其为随机问题。过程问题一旦开始出现,若不及时采取措施,尤其是在凹印这样高速的印刷系统中,它会累积,直至产生大量废品。但若在人眼能分辨出这些问题之前,通过印刷自动控制设备的监测、分析、判断,及时给出警报,操作员及时采取措施,则过程问题有可能被消灭在变成废品之前。对印刷中的随机问题,则不必采取措施,但须有手段将其检出,避免废品流出。

要解决过程控制问题,关键是要在人眼不能辨别之前,就及时察觉到问题的存在。从技术角度讲,这一目标只能依靠印刷质量自动检测系统来实现。

印刷质量自动检测系统的核心技术印刷质量检测系统一般由照明光源、光学镜头、摄像机、图像信号的处理和执行机构组成,系统的核心技术存在于以下几个方面。息,摄像机视觉传感器的作用就是完成光学信息到电信息的转换,直接完成这一转换任务的是视觉传感器的芯片。在芯片上整齐地排列着象小水池一样的单元(像素),但它们盛的不是水,而是电荷。携带被拍摄物体光学信息的光线通过镜头到达芯片的表面,光信息变成电荷信号(曝光),光强的地方电荷多,光弱的地方电荷少,对应着印品上不同区域的明暗程度;不同的颜色分解为红、绿、蓝三种基色,存放在不同的像素中。曝光产生的电荷,按规定好的顺序(扫描方式)依次将电荷读出,经过放大和其他处理,后从摄像机输出。

图像信息是系统正确判断和决策的原始依据,视觉传感器应当满足以下几个方面的要求:一,要有足够的动态范围,印品上很亮和很暗的部分都能够准确地反映;二,要有足够的分辨率(足够多的像素数),印品上的微小细节都能够清晰地体现;三,要能够真实地再现印品的色彩;四,摄像机的读出(行频或帧率)的速度要与印品的速度匹配,足够的精度和的采集。

4.图像信号处理系统:它相当于检测系统的大脑,如何对图像进行处理和运算,是检测系统中的难点所在。“与模板相比,找出差异”,机器视觉的工作原理说起来比较简单,但实现1.照明光源:好的照明光源及照明系统是整个系统成败的关键之一,起着非常重要的作用,它并不是简单的照亮物体而己。先照明光源要能够真实地再现印品的色彩,不能够造成颜色的失真,这就要求光源的发光光谱接近日光,同时应有足够的亮度并在整个照明区域内亮度均匀;其次是光源和照明系统的设计要避免印品上的一些高反射率的区域,如:烫金、激光防伪标志等使采集的图像溢出,造成检测精度降低或根本无法检测;在某些应用场合,还要考虑光源与照明方案的配合应尽可能地突出物体特征量,增加对比度。总之,在选择光源和设计照明系统时,要根据印品的具体情况,确定光源所需的几何形状、照明亮度、均匀度、发光的光谱特性等,当然同时还要考虑光源的发光效率和使用寿命。

2.光学镜头:光学镜头相当于人眼的晶状体。光学镜头的品质会影响视觉系统分辨物体的能力,影响图像的对比度以及清晰成像的范围(景深)。而这些特性的优劣受镜头本身像差的限制,镜头对像差校正的优良与否,决定了镜头的成像品质。常见的像差有球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差等六种。

3.视觉传感器:镜头通过的是被拍摄物体的光学信息,而在计算机中处理的是被拍摄物体的电信上却很复杂。整个图像信号的处理通常包括:(1)预处理;(2)特征的提取与识别;(3)测量。高速运动的印品通过摄像机时,与模板图像相比,往往会产生位置的移动、旋转,有时甚至有飘动,使采集的图像发生变形失真;光源的不稳定和外界环境的影响,使采集的图像亮度不均匀,颜色发生变化;其他外部设备、供电电源和采集设备本身也会引入的干扰和噪声。为此,在安装视觉系统的过程中,一方面要这些不利的因素,另一方面还要通过图像预处理排除和淡化它们的影响。

目前国内企业所能提供的技术国内印刷质量检测系统的生产、企业早出现在上世纪90年代。


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