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中級(jí)會(huì)員 | 第19年

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標(biāo)準(zhǔn)光源系列
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印刷行業(yè)中的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)

時(shí)間:2009-10-15閱讀:1740
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取得右邊靶標(biāo)位置
 
圖2目標(biāo)靶標(biāo)圖像
 
取得左邊靶標(biāo)位置
 
圖1 附帶靶標(biāo)的目標(biāo)位置
 


 

取得左邊靶標(biāo)位置
 
取得右邊靶標(biāo)位置
 
圖3待對(duì)位對(duì)象位置

圖4 待對(duì)位對(duì)象靶標(biāo)圖像
       


 

圖5待對(duì)位對(duì)象和目標(biāo)位置相對(duì)位置
圖6 對(duì)位后圖像
 


 

在國(guó)外一些全自動(dòng)印刷設(shè)備上,自動(dòng)定位系統(tǒng)正逐漸被應(yīng)用。如全自動(dòng)打孔機(jī),對(duì)于彩色印刷而言,PS版在印刷及滾筒上是否正確對(duì)位是決定印刷品質(zhì)重要因素,而保證正確對(duì)位的一個(gè)關(guān)鍵是PS版上的孔打的位置與否。采用機(jī)器視覺(jué)定位系統(tǒng)的全自動(dòng)打孔機(jī)只要將PS版放在工作臺(tái)上,攝像頭將自動(dòng)搜索位置,并將其移到目標(biāo)位置并完成打孔,其打孔精度可保證在10微米以內(nèi)。在印刷電路板行業(yè),曝光機(jī)、平面絲印機(jī)是*的設(shè)備,對(duì)于全自動(dòng)曝光機(jī),為了實(shí)現(xiàn)基板和底片的高精度的對(duì)位,有些生產(chǎn)廠家采用4個(gè)攝像頭,從而可以避免由于操作者不同引起的質(zhì)量差異。在全自動(dòng)平面絲印機(jī)上,每塊印制版的基準(zhǔn)孔(印制版上的靶標(biāo))首先通過(guò)攝像頭被檢出、定位,然后實(shí)現(xiàn)高精度印刷。
       基于機(jī)器視覺(jué)的印刷品缺陷檢測(cè)技術(shù)是采用高速、高清晰度攝像頭和自動(dòng)可調(diào)專(zhuān)業(yè)光源來(lái)獲取標(biāo)準(zhǔn)圖像,根據(jù)印品的特征和客戶的需求來(lái)設(shè)置檢測(cè)區(qū)域和檢測(cè)等級(jí)。然后在相同的采集條件下獲取待檢測(cè)圖像,在圖像處理裝置中與標(biāo)準(zhǔn)樣張進(jìn)行比較,對(duì)于與標(biāo)準(zhǔn)樣張存在差異的地方,根據(jù)其差異程度,按預(yù)先設(shè)定的等級(jí)進(jìn)行分類(lèi),并作相應(yīng)的反饋。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刀絲、飛墨、針孔、異物等缺陷和顏色偏差的在線全幅檢測(cè)。7PRS-LB130視覺(jué)檢查系統(tǒng)的印刷品缺陷檢測(cè)示意圖。

圖7 PRS-LB130視覺(jué)檢查系統(tǒng)的印刷品缺陷檢測(cè)示意圖

基于機(jī)器視覺(jué)的印刷品缺陷檢測(cè)技術(shù)從原理分析不難,但它對(duì)硬件、軟件要求比較高。首先是攝像頭,必須顏色再現(xiàn)性要好,能夠真實(shí)獲取樣張的色彩,再則,曝光速度要足夠快,這兩項(xiàng)指標(biāo)使得攝像頭的成本就比較高。 其次,對(duì)于光源的要求,由于印刷速度不恒定,那么隨著印刷速度的變化,光源的亮度應(yīng)該實(shí)時(shí)可變,從而可以保證采集的圖像質(zhì)量。第三,圖像處理算法應(yīng)該具有較強(qiáng)的魯棒性來(lái)克服在印刷過(guò)程中產(chǎn)生的一些隨機(jī)因素導(dǎo)致圖像采集不穩(wěn)定,同時(shí)一些生產(chǎn)廠商開(kāi)發(fā)特殊的圖像處理引擎來(lái)滿足高速印刷發(fā)展的要求。
目前基于機(jī)器視覺(jué)的印刷品缺陷檢測(cè)技術(shù)已逐漸在一些高精度、高附加值的印刷行業(yè)的設(shè)備中得到應(yīng)用。首先是票證印刷行業(yè),由于它的印刷對(duì)象大都是有價(jià)證券,對(duì)印刷質(zhì)量有特殊要求。其次是煙包印刷,煙草包裝不同于其他產(chǎn)品的包裝,有著其自身的特點(diǎn),煙包印刷所需的技術(shù)工藝是僅次于鈔票和有價(jià)證券的印刷,是目前要求精度zui高的包裝產(chǎn)品之一。同時(shí)煙草包裝也是附加值z(mì)ui高的包裝產(chǎn)品之一,因而其也是全自動(dòng)印刷品質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用zui廣的領(lǐng)域。由于標(biāo)簽印刷其印刷幅面相對(duì)來(lái)說(shuō)較小,因而其所需的全自動(dòng)印刷品質(zhì)量檢測(cè)的硬件成本相對(duì)來(lái)說(shuō)較少,因此歐洲和日本的設(shè)備制造商爭(zhēng)相將印刷質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)引入到標(biāo)簽印刷上。為獲得穩(wěn)定的印刷質(zhì)量提供了有力保障。
      于機(jī)器視覺(jué)的自動(dòng)套色控制系統(tǒng)采用高清晰彩色攝像頭獲取樣張上的輔助色標(biāo),通過(guò)圖像處理算法識(shí)別出各色標(biāo)顏色,并計(jì)算他們的位置。如果各色的位置及其相對(duì)位置與預(yù)先設(shè)定的不一致,則說(shuō)明套印出現(xiàn)偏差。例如假設(shè)色標(biāo)線水平長(zhǎng)10 mm , 1 mm , 每個(gè)相鄰顏色的標(biāo)志線在套印時(shí)應(yīng)相互平行, 垂直縱向相距20 mm (如圖8), 通過(guò)采集分析得出各色標(biāo)間距,如果相鄰兩色色標(biāo)間隔大于或小于20 mm ,則說(shuō)明套印出現(xiàn)了偏差。然后將偏差信號(hào)反饋給系統(tǒng)作出相應(yīng)修正。


 

圖8 色標(biāo)示意圖

印刷機(jī)械設(shè)備自發(fā)明以來(lái),在長(zhǎng)期發(fā)展的進(jìn)程中,走過(guò)從手動(dòng)到機(jī)械化的階段,在近代,為進(jìn)一步提高工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,走的是逐步自動(dòng)化的道路。如今,國(guó)外一些廠商在一些印刷設(shè)備上采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù),進(jìn)一步提高印刷設(shè)備的自動(dòng)化程度和可靠程度,在我國(guó)市場(chǎng)的占有率承增長(zhǎng)趨勢(shì)。面對(duì)這一現(xiàn)實(shí)情況,國(guó)內(nèi)印刷設(shè)備生產(chǎn)廠商應(yīng)該了解和熟悉機(jī)器視覺(jué)這一新興技術(shù),從而能夠在印刷設(shè)備研發(fā)中占有一席之地。

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