印品缺陷在線檢測技術的應用現狀及發展趨勢

段華偉+湯樹海

對于煙包印刷企業而言，傳統的人工檢測和離線檢測技術不能對印品質量進行實時監控，且人工成本較高，生產浪費嚴重，因此印品缺陷在線檢測技術應運而生。為提高產品質量，降低廢品率，減少生產浪費，我公司引進了一套印品缺陷在線檢測系統，用于八色卷凹機的印刷缺陷檢測。下面，筆者就根據我公司的實際應用情況，談一談印品缺陷在線檢測的技術優勢、關鍵部件及發展趨勢。

技術優勢

（1）印品缺陷在線檢測技術可實現全程實時檢測，發現缺陷問題時，系統會馬上啟動報警裝置，操作人員可根據現場的實時報告，及時解決生產中出現的問題，減少廢品產生。自從我公司卷凹機上應用了印品缺陷在線檢測系統，印品的廢品率明顯降低。

（2）生產效率大幅提升，檢測精度高，能夠檢測出印品上極其細微的質量缺陷。我公司采用的印品缺陷在線檢測系統的檢測誤差可以達到±0.1mm。

（3）印品缺陷在線檢測系統代替了人工檢測，節省勞動力，而且可以實現從采集、匹配、計算到缺陷分類和報警的自動化操作，提高印品的穩定性和可靠性。

關鍵部件

1.照明設備

照明設備為被檢測印品提供穩定一致的照度，保證圖像采集設備采集的圖像色調一致，灰度均勻，便于后續處理。照明設備和照明方案的配合應盡可能地突出印品特征量，在印品需要檢測的部分與那些不重要的部分之間應盡可能地產生明顯區別，增加對比度。

2.圖像采集設備

圖像采集設備采集被檢測的印品圖像信息，得到模擬信號，然后經過A/D轉換器轉換為數字信號，送入數字信號處理器進行后續處理。目前常用的圖像采集設備基本上都是CCD相機。根據采集圖像的規律，分為線陣CCD相機和面陣CCD相機。線陣CCD相機每次采集一條水平橫線上的圖像，利用印品的快速垂直移動，通過定位裝置的控制，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相機可一次性采集整幅印品圖像，但結構復雜，精度較低，價格昂貴。由于我公司對印品控制精度要求較高，因此選擇線陣CCD相機作為圖像采集設備。

3.圖像處理模塊

圖像處理模塊接收采集到的數字圖像信息，經過一系列前期處理、運算、匹配和缺陷分類，最終輸出結果。由于受到印刷過程中糾偏、張力等因素的影響，采集到的圖像會存在空間位置上的偏移，因此圖像處理模塊首先應對采集到的圖像信息進行定位和糾偏。

4.控制設備

經過圖像缺陷檢測和分類后，當系統檢測出缺陷時，控制設備會驅動內置的貼標機構對缺陷部位進行貼標標識，同時數據庫也會記錄下缺陷信息，為后道工序剔除缺陷印品提供依據。此外，我公司采用的印品缺陷在線檢測系統的控制設備還配備缺陷報警裝置，一旦發現缺陷，報警器就會鳴叫，操作人員可以及時根據報警提示解決問題。

5.數據庫

數據庫可對檢測到的缺陷信息進行存儲、統計、管理和分析，為缺陷分類提供量化數據，也能將缺陷信息傳輸給后續工序，以便準確地剔除存在缺陷的印品。

發展趨勢

根據我公司的實際應用情況以及對國內缺陷在線檢測系統調研后發現，國內雖然在印品缺陷檢測方面取得了很多成果，但是由于關鍵部件和核心技術大多依賴進口，圖像采集和識別算法落后，仍然存在很多需要改進的地方，如檢測精度不高、檢測幅面小、系統穩定性不足、能夠檢測到的缺陷種類較少等。因此，筆者認為國內印品缺陷檢測系統的研究重點應主要集中在以下幾方面。

1.CCD相機性能的提升

CCD相機的性能對于印品缺陷在線檢測系統至關重要，直接影響到采集圖像的質量和檢測系統的精度。而國內的CCD相機掃描頻率較低，在印品高速生產的情況下，采集圖像的分辨率較低，當缺陷小于0.1mm時就很難被檢測到。

2.檢測算法的改進

圖像處理和識別速度直接制約著印品缺陷在線檢測技術的應用和發展。目前國內的圖像處理和識別算法相對比較落后，處理速度慢，加之沒能對缺陷進行量化和細分，導致能夠檢測到的缺陷種類較少，直接制約了檢測速度和檢測質量的提升。

3.印品缺陷的在線糾正

目前，印品缺陷在線檢測系統在檢測到缺陷時，僅能對缺陷進行標識或提醒操作人員進行手動糾正，而不能自動分析缺陷產生的原因，并自行修正。我公司技術人員經過大量調研發現，可以對常見缺陷進行細分和量化，然后內置在檢測系統中。當檢測系統發現缺陷時，首先分析缺陷類別，然后將缺陷信息反饋給中央控制臺，中央控制臺依據反饋的缺陷信息自動執行調整刮墨刀角度、印刷機參數、套準機構參數等動作，從而實現對印品缺陷的在線糾正。

4.圖像采集設備的改進

近年來，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越受人們的喜愛。但鐳射紙張表面各區域的反射性千差萬別，嚴重干擾了在線檢測系統的圖像采集過程，導致被檢測目標及背景不穩定，影響了印品缺陷在線檢測的準確性。針對這個問題，我公司技術人員設計了一種濾光裝置，即在采集鏡頭前加裝一對偏振鏡，濾掉干擾性雜光，從而保證圖像信息的穩定采集。目前該裝置已經成功應用于我公司的印品缺陷在線檢測系統，并取得了很好的使用效果。

當前，印品缺陷在線檢測系統在印刷機上得到了廣泛應用，減少了印品質量控制中人為因素的影響，提高了生產效率，為印刷企業實現自動化、智能化生產提供了可能。可見，印品缺陷在線檢測系統具有非常廣闊的應用前景，我們應緊隨時代潮流，大力開發具有自主知識產權的印品缺陷在線檢測系統，推動我國印刷工業自動化、智能化進程。endprint