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印刷过程检测

  随着人们对印刷品的要求不断提高和印刷品的品种增多,印刷品的生产也增加了难度。当前印刷行业的印刷生产已经相当自动化,而图案复杂且细节繁多的印刷品由于印刷机器和印刷材料的不完善以及一些不易避免的随机因素,在印刷过程中会出现各种误差,常见的印刷品缺陷主要有颜色失真、油墨溅污、黑点、文字模糊、起皱、漏印、刮伤、套印不准等。这就要求对印刷品在印刷时出现的各种缺陷能进行准确的识别和判断并把信息反馈给印刷机,找出不合格的印刷品并对印刷机进行适当的调整。

  2.1密度法检测

  一束光线投射到一个物体上,将有一部分光被反射或透射,余下的光将被物体表面吸收。密度检测就是比较表面反射(或透射)的光强度与照射在表面上的光强度,然后通过大家认可的逻辑关系来计算密度值。因而密度测量的实质是反射或透射光量的度量。

  密度测量法中使用的密度计有透射和反射两种。透射密度计测量透过胶片的光量或透过

  率,反射密度计测量从测试表面反射的光量或反射率,由于印刷品上油墨膜层由湿到干过程中反射光的强弱是不一样的,故测定密度有一定误差,而加有偏振滤光镜的密度计可以克服墨膜的干湿造成的密度变化。早在1977年,爱色丽推出了全球首部固定滤光片式反射密度计,能在一次测量内自动读取各种颜色的密度。如今,彩色反射密度计已经成为印刷车间不可或缺的工具,它直观地反映了C、M、Y、K四色印刷的密度、网点百分比、油墨叠印率等,被广泛用于颜色和墨层厚度控制当中。

  色度计有两种类型,一种是直接测量三刺激值型,而另一种是以光谱光度测量法为基础。这两种色度计全部采用了物理模拟基本颜色匹配的方法。

  颜色匹配是指将一种颜色与另—种颜色相比较。只有当环境条件保持稳定不变的情况下,才可能对两种颜色的相等性与它们之间的差异做出准确的判断。颜色匹配奠定了颜色测量的基础,也就是说奠定了色度测量的基础。

  由于颜色是一种视觉感受,判断颜色A和颜色B完全相同是很困难的,用颜色B模拟颜色A也是困难的。在一定误差范围内,实际模拟的方法基本上有两种,即三刺激值法和光谱光度测量法。这两种方法的基础都是人眼的视觉灵敏度的函数。

  色度测量是建立在色度学基础上的。色度计是通过对被测颜色表面直接测量获得与颜色三刺激值X、Y、Z成比例的视觉响应,经过换算得出被测颜色的X、Y、Z值,也可将这些值转换成其他均匀色空间的颜色参数。CIELAB(CIE L*a*b*)色度空间是1976年国际照明委员会推荐的均匀颜色空间,1987年我国发布的GB 7921-1987将LAB色空间作为国家标准。ΔE表示两种色彩在CIELAB色彩空间中的距离,用来表示印品色彩差别和建立定量色彩公差,例如表示印品和签样样张的色差。商业印刷上可以接受的ΔE取值范围为4~6。

  目前的色度测量不再局限于胶片、印版、印刷品,也包括数字打样产品的评价,数字打样设备、液晶显示器和阴极射线管显示器的校准等。

  2.2印刷质量自动检测与控制系统

  随着电子技术的飞速发展和计算机应用的普及,印刷生产开始摆脱了长期以来靠人的视力,凭经验操作的落后局面,逐步实现着印刷过程的自动化。

  利用密度计的测量技术,检测印刷质量,自动控制印刷质量的装置,目前已应用于平版印刷机,有效地控制了印刷质量,并取得了良好的效果。

  CPC系统主要是由CPCⅠ、CPCⅡ、CPCⅢ组成。CPCⅠ是一个中小控制台,主要控制多色平版印刷机每一色各着墨区的输墨量,以及遥控调节印版滚筒位置,确保套印精度。

  CPCⅡ采用遥控装置的计量墨斗,将原来平版印刷机的整块墨斗刀片,改换成若干段片条拼合的组合式墨斗刀片。墨斗底面有32个板条,把沿墨斗轴向的长度分为32个输墨区,每个输墨区均有一套独立的调节装置,当中心控制台需要调节输墨量时,控制微电机转动,通过螺旋机构和连杆机构,使偏心柱转动,改变墨斗刀片与墨斗辊的间隙,让需要的墨量流过。

  CPCⅢ是专用的印版图像识读器,晒好的印版在安装到印刷机上之前,首先由CPCⅢ识读印版图像,确定印版对应的每一输墨区的油墨覆盖面积,并将所得的结果存在CPC磁带中。将磁带的数据输入CPCⅠ中心控制台,CPCⅢ记录的数据便自动地转换成墨斗各输墨区的输墨量,印刷机很快就能进入正常印刷状态。

  2.3机器视觉技术检测系统

  目前,采用机器视觉技术来控制印刷过程和印刷质量检测也得到了发展,为了保证与印刷生产和质量检测的自动化相适应,也同时采用了基于数字图像处理技术的方法来满足高速和高精度的质量检测,在高分辨率、大量数据的情况下实现在线检测。

  机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标动作的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备。

  机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合人工作业的危险工作环境或人的视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高,用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。

  一个典型的工业机器视觉应用系统包括:光源、镜头、CCD照相机、图像处理单元(或图像捕获卡)、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。首先采用摄像机获得被测目标的图像信号,然后通过A/D转换变成数字信号传送给专用的图像处理系统,根据像素分布、亮度和颜色等信息,进行各种运算的特征,然后再根据预设的判别准则输出判断结果,去控制驱动执行机构进行相应处理。

  机器视觉是一项综合技术,其中包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、光源照明技术,光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。机器视觉强调实用性,要求能够适应工业现场恶劣的环境,要有合理的性价比、通用的工业接口、较高的容错能力和安全性,并具有较强的通用性和可移植性,它更强调实时性,要求高速度和高精度。而印刷品质量检测正是机器视觉技术的典型应用。

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