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在标签印刷过程中,由于印制工艺、原材料及印制设备等原因,印刷品通常会出现一定的缺陷,从而产生次品甚至废品。如何检测出这些次品和废品,是标签印刷行业中的一个重要问题,因此,印刷品质量检测技术必不可少。随着印刷设备的自动化程度越来越高、速度越来越快,印刷行业对检测技术提出的要求也越来越高。
方兴未艾的印刷品质量检测技术
传统的印刷品质量检测方法主要有主观目测法、密度检测法和色度检测法。
主观目测法由于受检测人员的经验和心理因素等影响,无法进行定量描述,从而导致检测结果不准确,容易产生较大的误差;密度检测法采用彩色反射密度计,它能直观地反映CMYK四色印刷的密度、网点百分比、油墨叠印率等,已被广泛用于颜色和墨层厚度控制,但对于密度的等差变化,人眼的敏感程度并不均匀,所以此方法也有一定的局限性;色度检测法也被用于印刷过程控制,但由于仪器自身以及原理方面存在的误差,使得颜色检测值的绝对精度不够理想,不能达到高精度印刷品的检测要求。
伴随着图像处理技术的发展,上世纪八九十年代出现了基于图像处理技术的印刷品质量检测系统。通过行业专家多年的努力,经过近30年的发展,目前该技术已经达到了比较成熟的水平,凭借检测精度高、检测效率高等优点,此类检测系统已经在全世界的印刷行业得到了广泛使用,也赢得了广大用户的普遍认可。
不过,随着印刷企业竞争加剧和终端客户对印刷品质量要求越来越高等因素的影响,印刷企业的压力与日俱增,已经不再满足于单纯的检测需求,对印刷品质量检测系统提出了更多期望,如期望检测系统在实现100%缺陷检测的基础上,对缺陷进行准确分类和统计分析;能实现准确、高效的缺陷定位和剔除;能对多台检测系统进行集中控制,并与企业的相关管理系统实现实时通讯等。
另外,就像任何技术都存在一定的缺点和局限性那样,目前的印刷品质量检测系统也存在着一些待改进之处。不过,随着计算机硬件和云计算理念的发展,我们应该相信这一技术会愈加完善,其也必将为印刷行业的发展提供强大的质量保证引擎。
印刷品质量检测技术的未来发展趋势
印刷品质量检测技术经历了多年的发展已日趋成熟,目前广泛应用于与印刷相关的纸张、钞票、票据、不干胶标签、薄膜软包装、烟草包装等细分行业。同时,随着印刷技术的不断提升和数字化图像处理相关技术的不断发展,基于图像处理的印刷品质量检测技术也未停下发展的脚步。
笔者认为,未来该技术的发展将主要聚焦在如下几个方面。
1.检测能力和速度的不断提升
检测能力的提升主要关注两个方面,一方面是成像精度不断提高,相机分辨率和帧率不断提高,为检测能力的提升提供了可能;另一方面则是检测缺陷类型的不断增多,该方面能力的提升则主要依赖光学技术的进步,能够检测一些低反差的缺陷,从而最终实现对所有印制缺陷的100%的检测能力。
检测速度的提升则主要依靠检测算法和硬件系统的提升。
2.准确的缺陷分类能力
虽然当前的大部分检测系统能实现高效的缺陷检测,但在实现准确的缺陷分类上都比较欠缺。比如,用图像检测只能看出来某个地方是个黑点,但这个黑点到底是什么,还不能准确判断。这需要从很多方面进行改进,算法上的提升就是途径之一。通过算法进行形态分类和形态识别后,应该可以判断这个黑点到底是什么。
这将是一个比较漫长的过程,但随着软件算法和计算机性能的不断提升,这一目标是可以实现的。
3.检测系统将覆盖整个印刷工艺
当前大部分企业都是将检测系统应用到质量离线终检或在线印刷检测这两个环节,但随着检测技术的不断提升,该类检测技术将渗透到印前、印中和印后各个环节。同时,国内外一些优秀的印刷企业对印刷品质量检测系统提出了更高的要求,主要集中在系统的信息化方面。这些企业希望检测系统未来能跟他们的ERP系统进行信息通信,能将检测系统的检测信息即时传输到企业的管理系统中,从而方便企业进行生产和质量管理,方便管理层能通过该系统提供的报表功能实时了解生产和质量检测情况,为其决策提供准确有效的数据和报告,从而大大提高企业管理的便捷性和效率。
此外,对于涉及可变信息和防伪信息的印刷企业,在提供信息的存储、传输和验证方面,印刷品质量检测系统能够提供非常便捷的管理方式,并大大提高其可靠性,从而将以前相对独立的检测系统、生产管理系统等完美地融合在一起,大大减少传统管理环节的信息传递工作和繁杂的统计分析工作。如北京凌云光技术有限责任公司在国内推出的基于卷盘烟包的GrandMaster Quality Management系统,就是响应了广大印刷企业的这一需求,其基本架构如图1所示。
该套系统前段各子系统,如“烫印在线检测系统”、“印刷在线检测系统”,能及时检测印刷和烫印过程中的缺陷,并提供声光报警,提醒操作人员进行相应处理,防止连续产生废品,从而避免原材料的浪费,同时还可以将实时的检测数据结果保存到检测系统中,并上传至缺陷数据库管理服务器。服务器提供相关的统计分析软件和报表功能,并可与后端工艺进行通讯,从而充分发挥了各环节检测的价值,使得各检测系统不再孤立存在。这样一来,该系统在为印刷企业提供检测的同时,也提供了生产管理工具、质量管理工具和分析工具,大大促进了企业的管理效率。另外,由于该系统采用了网络化的通讯方式,实现了检测数据的共享,从而避免了印刷企业对检测系统的重复投入。
该套系统虽然孕育于烟包领域,但也适用于所有的标签细分领域。北京凌云还将对该套系统进行不断优化,以期能为广大印刷企业提供更方便、快捷的检测和管理工具。
4.实时闭环控制
使用印刷品质量检测技术的目的是为印刷加工全过程的质量提升提供保障。为了更好地控制印刷品质量,检测技术所涉及的环节也必然会从现在的出厂终检逐步延伸到过程检测,并最终实现与印刷、印后设备的完美融合,即待检图像传输给现场,与标准图像进行对比分析,找出有质量问题的图像,从而发现该帧图像所对应印刷品的质量问题,最后自动调节相应的设备部件,实现对印刷品质量的实时闭环控制。
可以预见,未来的所有印刷、印后设备都会配有类似的印刷品质量检测系统,从而大大降低对印刷操作工人的依赖性,并最终实现真正的全自动化生产。
印刷品质量检测技术的发展从诞生到成熟,都与整个行业的发展进步紧密相关。相关技术在不断发展,印刷企业对印刷品质量检测技术也提出了超出纯粹检测意义范围之外的更高要求。伴随着这样的发展趋势,印刷品质量检测技术也一定会攀上新的发展高度,从而为推动印刷行业的持续发展提供强大支撑。
(作者任职于北京凌云光技术有限责任公司)
方兴未艾的印刷品质量检测技术
传统的印刷品质量检测方法主要有主观目测法、密度检测法和色度检测法。
主观目测法由于受检测人员的经验和心理因素等影响,无法进行定量描述,从而导致检测结果不准确,容易产生较大的误差;密度检测法采用彩色反射密度计,它能直观地反映CMYK四色印刷的密度、网点百分比、油墨叠印率等,已被广泛用于颜色和墨层厚度控制,但对于密度的等差变化,人眼的敏感程度并不均匀,所以此方法也有一定的局限性;色度检测法也被用于印刷过程控制,但由于仪器自身以及原理方面存在的误差,使得颜色检测值的绝对精度不够理想,不能达到高精度印刷品的检测要求。
伴随着图像处理技术的发展,上世纪八九十年代出现了基于图像处理技术的印刷品质量检测系统。通过行业专家多年的努力,经过近30年的发展,目前该技术已经达到了比较成熟的水平,凭借检测精度高、检测效率高等优点,此类检测系统已经在全世界的印刷行业得到了广泛使用,也赢得了广大用户的普遍认可。
不过,随着印刷企业竞争加剧和终端客户对印刷品质量要求越来越高等因素的影响,印刷企业的压力与日俱增,已经不再满足于单纯的检测需求,对印刷品质量检测系统提出了更多期望,如期望检测系统在实现100%缺陷检测的基础上,对缺陷进行准确分类和统计分析;能实现准确、高效的缺陷定位和剔除;能对多台检测系统进行集中控制,并与企业的相关管理系统实现实时通讯等。
另外,就像任何技术都存在一定的缺点和局限性那样,目前的印刷品质量检测系统也存在着一些待改进之处。不过,随着计算机硬件和云计算理念的发展,我们应该相信这一技术会愈加完善,其也必将为印刷行业的发展提供强大的质量保证引擎。
印刷品质量检测技术的未来发展趋势
印刷品质量检测技术经历了多年的发展已日趋成熟,目前广泛应用于与印刷相关的纸张、钞票、票据、不干胶标签、薄膜软包装、烟草包装等细分行业。同时,随着印刷技术的不断提升和数字化图像处理相关技术的不断发展,基于图像处理的印刷品质量检测技术也未停下发展的脚步。
笔者认为,未来该技术的发展将主要聚焦在如下几个方面。
1.检测能力和速度的不断提升
检测能力的提升主要关注两个方面,一方面是成像精度不断提高,相机分辨率和帧率不断提高,为检测能力的提升提供了可能;另一方面则是检测缺陷类型的不断增多,该方面能力的提升则主要依赖光学技术的进步,能够检测一些低反差的缺陷,从而最终实现对所有印制缺陷的100%的检测能力。
检测速度的提升则主要依靠检测算法和硬件系统的提升。
2.准确的缺陷分类能力
虽然当前的大部分检测系统能实现高效的缺陷检测,但在实现准确的缺陷分类上都比较欠缺。比如,用图像检测只能看出来某个地方是个黑点,但这个黑点到底是什么,还不能准确判断。这需要从很多方面进行改进,算法上的提升就是途径之一。通过算法进行形态分类和形态识别后,应该可以判断这个黑点到底是什么。
这将是一个比较漫长的过程,但随着软件算法和计算机性能的不断提升,这一目标是可以实现的。
3.检测系统将覆盖整个印刷工艺
当前大部分企业都是将检测系统应用到质量离线终检或在线印刷检测这两个环节,但随着检测技术的不断提升,该类检测技术将渗透到印前、印中和印后各个环节。同时,国内外一些优秀的印刷企业对印刷品质量检测系统提出了更高的要求,主要集中在系统的信息化方面。这些企业希望检测系统未来能跟他们的ERP系统进行信息通信,能将检测系统的检测信息即时传输到企业的管理系统中,从而方便企业进行生产和质量管理,方便管理层能通过该系统提供的报表功能实时了解生产和质量检测情况,为其决策提供准确有效的数据和报告,从而大大提高企业管理的便捷性和效率。
此外,对于涉及可变信息和防伪信息的印刷企业,在提供信息的存储、传输和验证方面,印刷品质量检测系统能够提供非常便捷的管理方式,并大大提高其可靠性,从而将以前相对独立的检测系统、生产管理系统等完美地融合在一起,大大减少传统管理环节的信息传递工作和繁杂的统计分析工作。如北京凌云光技术有限责任公司在国内推出的基于卷盘烟包的GrandMaster Quality Management系统,就是响应了广大印刷企业的这一需求,其基本架构如图1所示。
该套系统前段各子系统,如“烫印在线检测系统”、“印刷在线检测系统”,能及时检测印刷和烫印过程中的缺陷,并提供声光报警,提醒操作人员进行相应处理,防止连续产生废品,从而避免原材料的浪费,同时还可以将实时的检测数据结果保存到检测系统中,并上传至缺陷数据库管理服务器。服务器提供相关的统计分析软件和报表功能,并可与后端工艺进行通讯,从而充分发挥了各环节检测的价值,使得各检测系统不再孤立存在。这样一来,该系统在为印刷企业提供检测的同时,也提供了生产管理工具、质量管理工具和分析工具,大大促进了企业的管理效率。另外,由于该系统采用了网络化的通讯方式,实现了检测数据的共享,从而避免了印刷企业对检测系统的重复投入。
该套系统虽然孕育于烟包领域,但也适用于所有的标签细分领域。北京凌云还将对该套系统进行不断优化,以期能为广大印刷企业提供更方便、快捷的检测和管理工具。
4.实时闭环控制
使用印刷品质量检测技术的目的是为印刷加工全过程的质量提升提供保障。为了更好地控制印刷品质量,检测技术所涉及的环节也必然会从现在的出厂终检逐步延伸到过程检测,并最终实现与印刷、印后设备的完美融合,即待检图像传输给现场,与标准图像进行对比分析,找出有质量问题的图像,从而发现该帧图像所对应印刷品的质量问题,最后自动调节相应的设备部件,实现对印刷品质量的实时闭环控制。
可以预见,未来的所有印刷、印后设备都会配有类似的印刷品质量检测系统,从而大大降低对印刷操作工人的依赖性,并最终实现真正的全自动化生产。
印刷品质量检测技术的发展从诞生到成熟,都与整个行业的发展进步紧密相关。相关技术在不断发展,印刷企业对印刷品质量检测技术也提出了超出纯粹检测意义范围之外的更高要求。伴随着这样的发展趋势,印刷品质量检测技术也一定会攀上新的发展高度,从而为推动印刷行业的持续发展提供强大支撑。
(作者任职于北京凌云光技术有限责任公司)