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印刷過程檢測

  隨著人們對印刷品的要求不斷提高和印刷品的品種增多,印刷品的生産也增加了難度。當前印刷行業的印刷生産已經相當自動化,而圖案複雜且細節繁多的印刷品由于印刷機器和印刷材料的不完善以及一些不易避免的隨機因素,在印刷過程中會出現各種誤差,常見的印刷品缺陷主要有顔色失真、油墨濺汙、黑點、文字模糊、起皺、漏印、刮傷、套印不准等。這就要求對印刷品在印刷時出現的各種缺陷能進行准確的識別和判斷並把信息反饋給印刷機,找出不合格的印刷品並對印刷機進行適當的調整。

  2.1密度法檢測

  一束光線投射到一個物體上,將有一部分光被反射或透射,余下的光將被物體表面吸收。密度檢測就是比較表面反射(或透射)的光強度與照射在表面上的光強度,然後通過大家認可的邏輯關系來計算密度值。因而密度測量的實質是反射或透射光量的度量。

  密度測量法中使用的密度計有透射和反射兩種。透射密度計測量透過膠片的光量或透過

  率,反射密度計測量從測試表面反射的光量或反射率,由于印刷品上油墨膜層由濕到幹過程中反射光的強弱是不一樣的,故測定密度有一定誤差,而加有偏振濾光鏡的密度計可以克服墨膜的幹濕造成的密度變化。早在1977年,愛色麗推出了全球首部固定濾光片式反射密度計,能在一次測量內自動讀取各種顔色的密度。如今,彩色反射密度計已經成爲印刷車間不可或缺的工具,它直觀地反映了C、M、Y、K四色印刷的密度、網點百分比、油墨疊印率等,被廣泛用于顔色和墨層厚度控制當中。

  色度計有兩種類型,一種是直接測量三刺激值型,而另一種是以光譜光度測量法爲基礎。這兩種色度計全部采用了物理模擬基本顔色匹配的方法。

  顔色匹配是指將一種顔色與另—種顔色相比較。只有當環境條件保持穩定不變的情況下,才可能對兩種顔色的相等性與它們之間的差異做出准確的判斷。顔色匹配奠定了顔色測量的基礎,也就是說奠定了色度測量的基礎。

  由于顔色是一種視覺感受,判斷顔色A和顔色B完全相同是很困難的,用顔色B模擬顔色A也是困難的。在一定誤差範圍內,實際模擬的方法基本上有兩種,即三刺激值法和光譜光度測量法。這兩種方法的基礎都是人眼的視覺靈敏度的函數。

  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。

  目前的色度測量不再局限于膠片、印版、印刷品,也包括數字打樣産品的評價,數字打樣設備、液晶顯示器和陰極射線管顯示器的校准等。

  2.2印刷質量自動檢測與控制系統

  隨著電子技術的飛速發展和計算機應用的普及,印刷生産開始擺脫了長期以來靠人的視力,憑經驗操作的落後局面,逐步實現著印刷過程的自動化。

  利用密度計的測量技術,檢測印刷質量,自動控制印刷質量的裝置,目前已應用于平版印刷機,有效地控制了印刷質量,並取得了良好的效果。

  CPC系統主要是由CPCⅠ、CPCⅡ、CPCⅢ組成。CPCⅠ是一個中小控制台,主要控制多色平版印刷機每一色各著墨區的輸墨量,以及遙控調節印版滾筒位置,確保套印精度。

  CPCⅡ采用遙控裝置的計量墨鬥,將原來平版印刷機的整塊墨鬥刀片,改換成若幹段片條拼合的組合式墨鬥刀片。墨鬥底面有32個板條,把沿墨鬥軸向的長度分爲32個輸墨區,每個輸墨區均有一套獨立的調節裝置,當中心控制台需要調節輸墨量時,控制微電機轉動,通過螺旋機構和連杆機構,使偏心柱轉動,改變墨鬥刀片與墨鬥輥的間隙,讓需要的墨量流過。

  CPCⅢ是專用的印版圖像識讀器,曬好的印版在安裝到印刷機上之前,首先由CPCⅢ識讀印版圖像,確定印版對應的每一輸墨區的油墨覆蓋面積,並將所得的結果存在CPC磁帶中。將磁帶的數據輸入CPCⅠ中心控制台,CPCⅢ記錄的數據便自動地轉換成墨鬥各輸墨區的輸墨量,印刷機很快就能進入正常印刷狀態。

  2.3機器視覺技術檢測系統

  目前,采用機器視覺技術來控制印刷過程和印刷質量檢測也得到了發展,爲了保證與印刷生産和質量檢測的自動化相適應,也同時采用了基于數字圖像處理技術的方法來滿足高速和高精度的質量檢測,在高分辨率、大量數據的情況下實現在線檢測。

  機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是指通過機器視覺産品(即圖像攝取裝置,分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統,根據像素分布和亮度、顔色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標動作的特征,進而根據判別的結果來控制現場的設備。

  機器視覺系統的特點是提高生産的柔性和自動化程度。在一些不適合人工作業的危險工作環境或人的視覺難以滿足要求的場合,常用機器視覺來替代人工視覺;同時在大批量工業生産過程中,用人工視覺檢查産品質量效率低且精度不高,用機器視覺檢測方法可以大大提高生産效率和生産的自動化程度。

  一個典型的工業機器視覺應用系統包括:光源、鏡頭、CCD照相機、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。首先采用攝像機獲得被測目標的圖像信號,然後通過A/D轉換變成數字信號傳送給專用的圖像處理系統,根據像素分布、亮度和顔色等信息,進行各種運算的特征,然後再根據預設的判別准則輸出判斷結果,去控制驅動執行機構進行相應處理。

  機器視覺是一項綜合技術,其中包括數字圖像處理技術、機械工程技術、控制技術、光源照明技術,光學成像技術、傳感器技術、模擬與數字視頻技術、計算機軟硬件技術、人機接口技術等。機器視覺強調實用性,要求能夠適應工業現場惡劣的環境,要有合理的性價比、通用的工業接口、較高的容錯能力和安全性,並具有較強的通用性和可移植性,它更強調實時性,要求高速度和高精度。而印刷品質量檢測正是機器視覺技術的典型應用。

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