農優土特產禮品包裝盒印刷質量檢測系統工藝研究

龔立朋 聶文豪 陳其梅 鐘 平

（貴州西牛王印務有限公司，貴州 貴陽 550007）

0 引言

現在的印刷企業所采用的印刷設備、工藝和承印的材料均是印刷行業中最先進的，也引進了先進的質量管理體系，但是質量管理的方法仍然落后[1]。現階段幾乎所有印刷企業都采用人工視覺全檢加抽檢的方式，質檢方法落后，導致用工成本偏高、管理難度增加、出貨質量不穩定。一方面由于每個質檢員對質量標準的理解不一致、質檢員心里和情緒的不穩定性均會導致質檢質量的不穩定，并且大部分煙標印刷企業采用計件工資的模式，造成部分質檢員在利益的驅動下片面追求產量而忽視質量；以上種種因素疊加在一起使全檢的效果大打折扣，而由于抽檢的數量畢竟有限，也無法達到滿意的效果；客戶投訴大廢品和批量性的質量問題時有出現，給企業正常開展業務活動和生產經營帶來了極為不利的負面影響；另一方面，煙包印刷企業的人工成本最高的部門就是成品質檢工序，按平均工資水平計算，一個年產值超過5 億元的企業，成品質檢工序的人工成本將達到400 萬元左右，明顯偏高[2]。這些還不包括因質檢員的漏檢而流失的大量可特殊接受的次品；據測算，一個年產值超過5 億元的企業每年因此項的損失可達50 萬元左右。而隨著員工工資水平和福利待遇的不斷提高，企業的用工成本還將不斷增加[3]。

1 印刷品自動質量檢測系統設備工藝研究

研究質量檢測系統的成像方式、信息采集模式、視覺原理以及檢測區域。圖像處理硬件采集并處理后將印刷品圖像的電信號傳輸到計算機的內存，通過圖像處理軟件進行處理，再與無缺陷的標準印刷品樣本進行匹配和比對，得出分析和判斷，如果發現不一致的區域并且超過設定的公差范圍，則輸出廢品報警信息及剔廢控制信號[4]。其中，光源和成像系統是影響圖像質量的重要因素，它決定了圖像是否清晰、有無畸變，光源和成像系統的選擇包括光源的功率、形狀、位置、照明方式、光學系統的視場、光圈和F數等，照明、成像系統的設計是機器視覺檢測系統重要組成部分。再依靠圖像處理軟件進行特征提取、數據編碼、圖像分割等圖像處理運算，來對圖像中的缺陷進行檢測。

2 影響自動質量檢測系統檢測精度的工藝技術研究

研究質量檢測系統在檢測漏印、缺版、飛墨、糊版、蹭臟、污點、飛蟲、墨色過淺、墨色過濃、字符局部或全部漏印、套印不準、起皺折、機械損壞、刀絲和條紋等常見印刷缺陷時的檢測精準度問題；對于彩色印刷檢測系統，需研究檢測顏色偏差密度值和LAB 值失真（色差）、顏色不均勻等，在鏡頭范圍內的中間部分，影像非常清晰，但邊緣部分的影像會產生虛影，而虛影部分的檢測結果會直接影響到整個檢測的準確性[5]。

3 影響反光材料（金、銀、鐳射、光棒卡紙）自動質量檢測的工藝技術研究

部分印刷為追求金屬質感或者絢麗繽紛的效果，生產過程中大量采用金、銀、鐳射卡紙、光棒卡紙，紙張表面帶有太多的反射閃光元素，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[6]。其表層工藝中，有燙金、壓凸、壓紋、絲印和模切等眾多的工藝融合在一起，對質量控制手段更高，通過質量檢測系統工藝研究和反復參數調整試驗，使其缺陷能充分識別并剔除。

4 解決色差檢測質量問題研究

眾所周知，色差是印刷品質量控制及檢驗的難點和重點。色差檢測一直是視覺檢測領域的瓶頸之一，有些人眼能看出的顏色偏差用視覺檢測設備難以檢測，如何有效控制產品色差成為包裝裝潢印刷企業共同遇到的難題，需要研究機器視覺技術在線檢測印刷品顏色質量的方法，搭建一套印刷品圖像的實時采集系統，進行采集提取圖像的顏色信息，研究顏色的分析的方法，得到印刷品上相應各色密度值與實時采集到的圖像的RGB 值之間的關系[7]。

5 高精度VOC殘留量檢測技術研究

研究實驗室空氣質量對檢測結果的影響，檢測使用的標準物質管理方法。保證檢測設備有效性的方法，設備相關載氣監控方法。檢測使用的專用器皿如何清洗干凈，避免因器皿污染導致檢測結果出現偏差。研究保證樣品及檢測過程對檢測結果真實和有效的方法。

6 研究結論

試驗內容主要是針對不同的印刷品特性，分別進行質量檢驗試驗，最終使印刷產品符合國家標準要求，增強顧客滿意度，同時提高公司的生產效率。

印刷品自動質量檢測試驗過程如下：試驗產品：黃果樹（長征紅星照耀）條、小盒；產品特征：反光材料（鐳射卡紙）；產品尺寸：條盒374.5 mm ×295 mm，小盒245 mm×98 mm；產品克重：230 g/m2產品厚度：0.31 mm；生產工藝：印刷→燙金→鐳射壓印→壓紋→壓凸→模切。

因該產品工藝復雜，試驗采用一般相機、鐳射相機、凹凸相機相結合的方法同時檢測鐳射產品。

第一次試驗時，先在自動質量檢測系統上設置好標準樣張，再進行采集相機和光源的設定，當設備機速達78 m/min時，開始計數進行檢測試驗，待設定的產品全部檢測完畢，由專業的質檢人員進行翻選，把檢驗合格和不良品分類，驗證設備檢驗的準確性。經分析比對，第一次試驗自己質量系統的檢驗準確率為82%，有部分色差和模切偏位沒有被自動質量檢測設備有效識別，無法達到產品出廠檢驗要求，測試結果見表1。

表1 第一次測試結果

第二次試驗，試驗發現鐳射相機（圖1）在不同角度時，消除鐳射效果差異非常大，第一次試驗（圖2）采用16.5°時，檢驗準確率較低，第二次試驗（圖3）調整相機角度為18°，同時調整相機像素和光圈刻度。

圖1 鐳射相機

圖2 16.5°試驗

圖3 18°試驗

第二次試驗，特別針對模切偏位問題調整了檢測方法。印刷品在批量模切時，受紙張變形或前規、拉規影響，會產生偏位現象，經試驗，采用色彩存在檢測方法最佳。因邊緣黃色可以直接檢測，此時自動質量檢測系統點選到印刷→雙張→新增區塊→以邊緣要檢測的顏色上畫上區塊，再右鍵打開選單，選擇色彩存在檢測→進階設定→在黃色上選取顏色RGB 值，剛開始試驗時，設置的容許范圍下限320，上限580，不能把超過偏差0.2 mm 的印品完全剔除，經過試驗，最終確定下限400，上限550 時，達到自動質量檢驗理想狀態。

因試驗產品在印刷中受設備、油墨等多方面的影響，底紅色出現明暗對比的色差，在自動質量檢測時，通過設置上下限的方式可以把較嚴重的色差選出，但針對不同產品，客戶的要求不一致，該產品客戶要求色差偏差小，于是項目組進行試驗，首先在質量系統里選擇背景色，在工具箱中新增一個區塊，在會有色差的背景色上畫上5 mm×5 mm 區塊，第一次試驗調整色差標準的滑塊至2.8%，檢測的產品通過美國愛色麗色差儀檢測，結果為ΔE＜4.2，檢測產品仍超過標準要求；第二次試驗調整為3.5%，ΔE＜3.3；需要第三次試驗，于是把參數設置為3.7%，ΔE＜2.9（ΔE 為色差）能夠滿足客戶對色差的要求。此外，通過剔廢面積、容許色彩、排除色彩等參數調整試驗，最終確認方案，測試結果見表2。經過上述試驗，鐳射印刷品的檢驗準確率達到95%。

表2 第二次測試結果