段華偉+湯樹(shù)海

對(duì)于煙包印刷企業(yè)而言，傳統(tǒng)的人工檢測(cè)和離線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)不能對(duì)印品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，且人工成本較高，生產(chǎn)浪費(fèi)嚴(yán)重，因此印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率，減少生產(chǎn)浪費(fèi)，我公司引進(jìn)了一套印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，用于八色卷凹機(jī)的印刷缺陷檢測(cè)。下面，筆者就根據(jù)我公司的實(shí)際應(yīng)用情況，談一談?dòng)∑啡毕菰诰€(xiàn)檢測(cè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、關(guān)鍵部件及發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全程實(shí)時(shí)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)缺陷問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)會(huì)馬上啟動(dòng)報(bào)警裝置，操作人員可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)報(bào)告，及時(shí)解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，減少?gòu)U品產(chǎn)生。自從我公司卷凹機(jī)上應(yīng)用了印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，印品的廢品率明顯降低。

（2）生產(chǎn)效率大幅提升，檢測(cè)精度高，能夠檢測(cè)出印品上極其細(xì)微的質(zhì)量缺陷。我公司采用的印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)誤差可以達(dá)到±0.1mm。

（3）印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)代替了人工檢測(cè)，節(jié)省勞動(dòng)力，而且可以實(shí)現(xiàn)從采集、匹配、計(jì)算到缺陷分類(lèi)和報(bào)警的自動(dòng)化操作，提高印品的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵部件

1.照明設(shè)備

照明設(shè)備為被檢測(cè)印品提供穩(wěn)定一致的照度，保證圖像采集設(shè)備采集的圖像色調(diào)一致，灰度均勻，便于后續(xù)處理。照明設(shè)備和照明方案的配合應(yīng)盡可能地突出印品特征量，在印品需要檢測(cè)的部分與那些不重要的部分之間應(yīng)盡可能地產(chǎn)生明顯區(qū)別，增加對(duì)比度。

2.圖像采集設(shè)備

圖像采集設(shè)備采集被檢測(cè)的印品圖像信息，得到模擬信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行后續(xù)處理。目前常用的圖像采集設(shè)備基本上都是CCD相機(jī)。根據(jù)采集圖像的規(guī)律，分為線(xiàn)陣CCD相機(jī)和面陣CCD相機(jī)。線(xiàn)陣CCD相機(jī)每次采集一條水平橫線(xiàn)上的圖像，利用印品的快速垂直移動(dòng)，通過(guò)定位裝置的控制，每隔一定距離采集一次圖像信息，最終組成一幅完整的印品圖像；面陣CCD相機(jī)可一次性采集整幅印品圖像，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度較低，價(jià)格昂貴。由于我公司對(duì)印品控制精度要求較高，因此選擇線(xiàn)陣CCD相機(jī)作為圖像采集設(shè)備。

3.圖像處理模塊

圖像處理模塊接收采集到的數(shù)字圖像信息，經(jīng)過(guò)一系列前期處理、運(yùn)算、匹配和缺陷分類(lèi)，最終輸出結(jié)果。由于受到印刷過(guò)程中糾偏、張力等因素的影響，采集到的圖像會(huì)存在空間位置上的偏移，因此圖像處理模塊首先應(yīng)對(duì)采集到的圖像信息進(jìn)行定位和糾偏。

4.控制設(shè)備

經(jīng)過(guò)圖像缺陷檢測(cè)和分類(lèi)后，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)出缺陷時(shí)，控制設(shè)備會(huì)驅(qū)動(dòng)內(nèi)置的貼標(biāo)機(jī)構(gòu)對(duì)缺陷部位進(jìn)行貼標(biāo)標(biāo)識(shí)，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)也會(huì)記錄下缺陷信息，為后道工序剔除缺陷印品提供依據(jù)。此外，我公司采用的印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的控制設(shè)備還配備缺陷報(bào)警裝置，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷，報(bào)警器就會(huì)鳴叫，操作人員可以及時(shí)根據(jù)報(bào)警提示解決問(wèn)題。

5.數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)可對(duì)檢測(cè)到的缺陷信息進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、管理和分析，為缺陷分類(lèi)提供量化數(shù)據(jù)，也能將缺陷信息傳輸給后續(xù)工序，以便準(zhǔn)確地剔除存在缺陷的印品。

發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)我公司的實(shí)際應(yīng)用情況以及對(duì)國(guó)內(nèi)缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)雖然在印品缺陷檢測(cè)方面取得了很多成果，但是由于關(guān)鍵部件和核心技術(shù)大多依賴(lài)進(jìn)口，圖像采集和識(shí)別算法落后，仍然存在很多需要改進(jìn)的地方，如檢測(cè)精度不高、檢測(cè)幅面小、系統(tǒng)穩(wěn)定性不足、能夠檢測(cè)到的缺陷種類(lèi)較少等。因此，筆者認(rèn)為國(guó)內(nèi)印品缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的研究重點(diǎn)應(yīng)主要集中在以下幾方面。

1.CCD相機(jī)性能的提升

CCD相機(jī)的性能對(duì)于印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)至關(guān)重要，直接影響到采集圖像的質(zhì)量和檢測(cè)系統(tǒng)的精度。而國(guó)內(nèi)的CCD相機(jī)掃描頻率較低，在印品高速生產(chǎn)的情況下，采集圖像的分辨率較低，當(dāng)缺陷小于0.1mm時(shí)就很難被檢測(cè)到。

2.檢測(cè)算法的改進(jìn)

圖像處理和識(shí)別速度直接制約著印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)的圖像處理和識(shí)別算法相對(duì)比較落后，處理速度慢，加之沒(méi)能對(duì)缺陷進(jìn)行量化和細(xì)分，導(dǎo)致能夠檢測(cè)到的缺陷種類(lèi)較少，直接制約了檢測(cè)速度和檢測(cè)質(zhì)量的提升。

3.印品缺陷的在線(xiàn)糾正

目前，印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)到缺陷時(shí)，僅能對(duì)缺陷進(jìn)行標(biāo)識(shí)或提醒操作人員進(jìn)行手動(dòng)糾正，而不能自動(dòng)分析缺陷產(chǎn)生的原因，并自行修正。我公司技術(shù)人員經(jīng)過(guò)大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)，可以對(duì)常見(jiàn)缺陷進(jìn)行細(xì)分和量化，然后內(nèi)置在檢測(cè)系統(tǒng)中。當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，首先分析缺陷類(lèi)別，然后將缺陷信息反饋給中央控制臺(tái)，中央控制臺(tái)依據(jù)反饋的缺陷信息自動(dòng)執(zhí)行調(diào)整刮墨刀角度、印刷機(jī)參數(shù)、套準(zhǔn)機(jī)構(gòu)參數(shù)等動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)印品缺陷的在線(xiàn)糾正。

4.圖像采集設(shè)備的改進(jìn)

近年來(lái)，采用鐳射效果的包裝印品因具有絢麗繽紛的裝潢效果而越來(lái)越受人們的喜愛(ài)。但鐳射紙張表面各區(qū)域的反射性千差萬(wàn)別，嚴(yán)重干擾了在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的圖像采集過(guò)程，導(dǎo)致被檢測(cè)目標(biāo)及背景不穩(wěn)定，影響了印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我公司技術(shù)人員設(shè)計(jì)了一種濾光裝置，即在采集鏡頭前加裝一對(duì)偏振鏡，濾掉干擾性雜光，從而保證圖像信息的穩(wěn)定采集。目前該裝置已經(jīng)成功應(yīng)用于我公司的印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，并取得了很好的使用效果。

當(dāng)前，印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)在印刷機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用，減少了印品質(zhì)量控制中人為因素的影響，提高了生產(chǎn)效率，為印刷企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)提供了可能。可見(jiàn)，印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，我們應(yīng)緊隨時(shí)代潮流，大力開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的印品缺陷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，推動(dòng)我國(guó)印刷工業(yè)自動(dòng)化、智能化進(jìn)程。endprint