機器視覺檢測系統在印后裝訂質量控制中的應用

李汝星

記得前些年，每季中小學教材印制結束后，只要學生們一開學，出版社總會接到很多老師家長關于教材印制質量的投訴，主要集中在缺頁、倒頁、白頁等問題上，處理起來不勝其煩。因工作緣故，近兩年作者有幸走訪了國內幾家大型的書刊印刷企業。在和對方溝通中小學教材印裝質量控制的問題時，大家不約而同提到了機器視覺檢測系統。近幾年，這類問題大幅減少。在出版社加大質量管控力度的同時，不得不說機器視覺檢測系統（也稱圖文在線檢測系統）的應用在教材印裝質量方面的發揮了至關重要的作用。

機器視覺技術（Machine Vision Technology）是人工智能的一個重要分支。簡言之，就是利用工業相機代替人眼來識別和測量。隨著“工業4.0”“中國制造2025”等概念的推動，我國機器視覺產業進入了快速發展期，該技術已經廣泛應用于工業、農業、航空航天、軍事、交通、安全、科研等各個領域。在印刷行業應用雖然相對滯后，但近些年也有逐漸普及的 ? ?趨勢。

傳統的印刷品質量檢測方式主要是通過人工完成，由人工識別不合格半成品和成品，與合格品分別碼放。人工質檢存在的問題是勞動強度大、人工成本高、檢測效率低，并且很難做到百分之百檢測，準確率不能保證。而機器視覺檢測系統完美地解決了上述問題，從而大大提升了印裝質量。

機器視覺檢測系統一般包括：光源、鏡頭、工業相機（包括CCD相機和COMS相機）、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）、圖像處理軟件、監視器、通訊/輸入輸出單元等。該系統在印后產品質量檢測中的工作原理（見圖1）并不復雜。在照明光源下，通過工業相機采集合格產品的圖像，進而建立標準圖像。在生產工位裝置攝像頭，采集流水線上的產品圖像，與標準圖像進行配準，圖像處理系統進行運算分析，如果存在的差異超出了允差范圍，即判定為不合格產品，然后觸發不合格產品剔除裝置。

目前在印后裝訂工藝領域，機器視覺檢測系統主要應用于配頁、折頁、模切、裝訂等環節。例如，在配頁機每個工位下紙位置安裝攝像頭，對每個書帖進行拍照，通過檢測系統分析判斷是否發生錯帖、漏帖、白頁等異常情況。當發生異常情況時，及時發出聲光報警信號，提示操作人員剔除錯誤帖（目前主流機型已經安裝自動排廢設備）。折頁機的檢測攝像頭一般安裝于折頁機正上方的作業面，可及時發現白頁，圖文錯誤等問題。還可用于檢測漏印、漏燙金、混料等多種印后問題。機器視覺檢測系統的應用基本上杜絕了缺陷產品的 ?流出。

在印品的印裝質量控制中，視覺檢測系統發揮的作用日益顯著。某大型民營書刊印刷企業，主要經營中小學教材、教輔印裝業務，曾因新招聘的員工操作經驗不足，管理缺失，造成大量教材印裝錯誤，導致出現重大經濟損失，業務訂單也大量流失。企業的管理者痛定思痛，深感單靠人工在產品質量監控中的不確定性，積極探索，從源頭解決問題，投入幾十萬元購置了全套的機器視覺檢測系統、在線產品稱重系統，利用技術手段把印裝質量問題發生的概率降到最低，取得了立竿見影的效果。

目前，我國生產機器視覺檢測系統的廠家多集中在北上廣深等一線城市，品牌種類較多。很多大型的印后裝訂設備制造商通過技術合作或企業并購，主流的機型都可選配機器視覺檢測系統，設備造價也呈逐年下降趨勢。由于行業并未形成統一的標準，設備的軟硬件質量良莠不齊，印企采購時應多方問詢、實地考察，多借鑒一些成功案例，避免蒙受損失。

2019年，在中國印刷業創新大會上，由中國印刷科學技術研究院牽頭建設的“一本圖書印刷智能制造測試線”正式啟動。該測試線為行業打造了一個智能工廠的參考模型。因其具有印刷首檢和色差監控的印刷缺陷在線檢測系統、AGV智能搬運、全程檢測，成為大會亮點。由此可見，自動化、智能化是當今印企發展的重要方向。

近些年，在傳統出版與新興出版發展日益融合的大背景下，知識產品傳播方式產生巨大變革，出版業傳統的紙介質產品需求量很難再有跨越式增長，甚至還會出現一定的下降。報刊雜志類產品已經在互聯網和移動客戶端普及的沖擊下，發行量發生了嚴重萎縮。據中國報業協會印刷工作委員會發布的數據顯示，我國報紙的印刷量已經連續5年發生下降，很多大型報刊印刷企業，因為產能過剩，只能向書刊印刷轉型，進而使得傳統的出版物印刷業市場競爭更趨激烈。在上游產業面臨巨大變革的背景下，作為產業鏈的下游，印企更應認識到印刷業實現自動化、智能化是大勢所趨，堅持不斷創新，提高產品質量、降低運行成本，獲取持續生存和發展的空間。

作者單位：北京師范大學出版社（集團）有限公司

責任編輯：李倩 liqian@cprint.cn