農(nóng)優(yōu)土特產(chǎn)禮品包裝盒印刷質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)工藝研究

龔立朋 聶文豪 陳其梅 鐘 平

（貴州西牛王印務(wù)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550007）

0 引言

現(xiàn)在的印刷企業(yè)所采用的印刷設(shè)備、工藝和承印的材料均是印刷行業(yè)中最先進(jìn)的，也引進(jìn)了先進(jìn)的質(zhì)量管理體系，但是質(zhì)量管理的方法仍然落后[1]?，F(xiàn)階段幾乎所有印刷企業(yè)都采用人工視覺(jué)全檢加抽檢的方式，質(zhì)檢方法落后，導(dǎo)致用工成本偏高、管理難度增加、出貨質(zhì)量不穩(wěn)定。一方面由于每個(gè)質(zhì)檢員對(duì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的理解不一致、質(zhì)檢員心里和情緒的不穩(wěn)定性均會(huì)導(dǎo)致質(zhì)檢質(zhì)量的不穩(wěn)定，并且大部分煙標(biāo)印刷企業(yè)采用計(jì)件工資的模式，造成部分質(zhì)檢員在利益的驅(qū)動(dòng)下片面追求產(chǎn)量而忽視質(zhì)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(shù)量畢竟有限，也無(wú)法達(dá)到滿意的效果；客戶投訴大廢品和批量性的質(zhì)量問(wèn)題時(shí)有出現(xiàn)，給企業(yè)正常開(kāi)展業(yè)務(wù)活動(dòng)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)了極為不利的負(fù)面影響；另一方面，煙包印刷企業(yè)的人工成本最高的部門就是成品質(zhì)檢工序，按平均工資水平計(jì)算，一個(gè)年產(chǎn)值超過(guò)5 億元的企業(yè)，成品質(zhì)檢工序的人工成本將達(dá)到400 萬(wàn)元左右，明顯偏高[2]。這些還不包括因質(zhì)檢員的漏檢而流失的大量可特殊接受的次品；據(jù)測(cè)算，一個(gè)年產(chǎn)值超過(guò)5 億元的企業(yè)每年因此項(xiàng)的損失可達(dá)50 萬(wàn)元左右。而隨著員工工資水平和福利待遇的不斷提高，企業(yè)的用工成本還將不斷增加[3]。

1 印刷品自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備工藝研究

研究質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的成像方式、信息采集模式、視覺(jué)原理以及檢測(cè)區(qū)域。圖像處理硬件采集并處理后將印刷品圖像的電信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的內(nèi)存，通過(guò)圖像處理軟件進(jìn)行處理，再與無(wú)缺陷的標(biāo)準(zhǔn)印刷品樣本進(jìn)行匹配和比對(duì)，得出分析和判斷，如果發(fā)現(xiàn)不一致的區(qū)域并且超過(guò)設(shè)定的公差范圍，則輸出廢品報(bào)警信息及剔廢控制信號(hào)[4]。其中，光源和成像系統(tǒng)是影響圖像質(zhì)量的重要因素，它決定了圖像是否清晰、有無(wú)畸變，光源和成像系統(tǒng)的選擇包括光源的功率、形狀、位置、照明方式、光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)、光圈和F數(shù)等，照明、成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)重要組成部分。再依靠圖像處理軟件進(jìn)行特征提取、數(shù)據(jù)編碼、圖像分割等圖像處理運(yùn)算，來(lái)對(duì)圖像中的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

2 影響自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)精度的工藝技術(shù)研究

研究質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)漏印、缺版、飛墨、糊版、蹭臟、污點(diǎn)、飛蟲(chóng)、墨色過(guò)淺、墨色過(guò)濃、字符局部或全部漏印、套印不準(zhǔn)、起皺折、機(jī)械損壞、刀絲和條紋等常見(jiàn)印刷缺陷時(shí)的檢測(cè)精準(zhǔn)度問(wèn)題；對(duì)于彩色印刷檢測(cè)系統(tǒng)，需研究檢測(cè)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(nèi)的中間部分，影像非常清晰，但邊緣部分的影像會(huì)產(chǎn)生虛影，而虛影部分的檢測(cè)結(jié)果會(huì)直接影響到整個(gè)檢測(cè)的準(zhǔn)確性[5]。

3 影響反光材料（金、銀、鐳射、光棒卡紙）自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)的工藝技術(shù)研究

部分印刷為追求金屬質(zhì)感或者絢麗繽紛的效果，生產(chǎn)過(guò)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(yán)重干擾了在線檢測(cè)系統(tǒng)的圖像采集過(guò)程，導(dǎo)致被檢測(cè)目標(biāo)及背景不穩(wěn)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(duì)質(zhì)量控制手段更高，通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)工藝研究和反復(fù)參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)，使其缺陷能充分識(shí)別并剔除。

4 解決色差檢測(cè)質(zhì)量問(wèn)題研究

眾所周知，色差是印刷品質(zhì)量控制及檢驗(yàn)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。色差檢測(cè)一直是視覺(jué)檢測(cè)領(lǐng)域的瓶頸之一，有些人眼能看出的顏色偏差用視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備難以檢測(cè)，如何有效控制產(chǎn)品色差成為包裝裝潢印刷企業(yè)共同遇到的難題，需要研究機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在線檢測(cè)印刷品顏色質(zhì)量的方法，搭建一套印刷品圖像的實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)，進(jìn)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(yīng)各色密度值與實(shí)時(shí)采集到的圖像的RGB 值之間的關(guān)系[7]。

5 高精度VOC殘留量檢測(cè)技術(shù)研究

研究實(shí)驗(yàn)室空氣質(zhì)量對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，檢測(cè)使用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理方法。保證檢測(cè)設(shè)備有效性的方法，設(shè)備相關(guān)載氣監(jiān)控方法。檢測(cè)使用的專用器皿如何清洗干凈，避免因器皿污染導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差。研究保證樣品及檢測(cè)過(guò)程對(duì)檢測(cè)結(jié)果真實(shí)和有效的方法。

6 研究結(jié)論

試驗(yàn)內(nèi)容主要是針對(duì)不同的印刷品特性，分別進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)試驗(yàn)，最終使印刷產(chǎn)品符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，增強(qiáng)顧客滿意度，同時(shí)提高公司的生產(chǎn)效率。

印刷品自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)過(guò)程如下：試驗(yàn)產(chǎn)品：黃果樹(shù)（長(zhǎng)征紅星照耀）條、小盒；產(chǎn)品特征：反光材料（鐳射卡紙）；產(chǎn)品尺寸：條盒374.5 mm ×295 mm，小盒245 mm×98 mm；產(chǎn)品克重：230 g/m2產(chǎn)品厚度：0.31 mm；生產(chǎn)工藝：印刷→燙金→鐳射壓印→壓紋→壓凸→模切。

因該產(chǎn)品工藝復(fù)雜，試驗(yàn)采用一般相機(jī)、鐳射相機(jī)、凹凸相機(jī)相結(jié)合的方法同時(shí)檢測(cè)鐳射產(chǎn)品。

第一次試驗(yàn)時(shí)，先在自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)上設(shè)置好標(biāo)準(zhǔn)樣張，再進(jìn)行采集相機(jī)和光源的設(shè)定，當(dāng)設(shè)備機(jī)速達(dá)78 m/min時(shí)，開(kāi)始計(jì)數(shù)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，待設(shè)定的產(chǎn)品全部檢測(cè)完畢，由專業(yè)的質(zhì)檢人員進(jìn)行翻選，把檢驗(yàn)合格和不良品分類，驗(yàn)證設(shè)備檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。經(jīng)分析比對(duì)，第一次試驗(yàn)自己質(zhì)量系統(tǒng)的檢驗(yàn)準(zhǔn)確率為82%，有部分色差和模切偏位沒(méi)有被自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備有效識(shí)別，無(wú)法達(dá)到產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)要求，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 第一次測(cè)試結(jié)果

第二次試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鐳射相機(jī)（圖1）在不同角度時(shí)，消除鐳射效果差異非常大，第一次試驗(yàn)（圖2）采用16.5°時(shí)，檢驗(yàn)準(zhǔn)確率較低，第二次試驗(yàn)（圖3）調(diào)整相機(jī)角度為18°，同時(shí)調(diào)整相機(jī)像素和光圈刻度。

圖1 鐳射相機(jī)

圖2 16.5°試驗(yàn)

圖3 18°試驗(yàn)

第二次試驗(yàn)，特別針對(duì)模切偏位問(wèn)題調(diào)整了檢測(cè)方法。印刷品在批量模切時(shí)，受紙張變形或前規(guī)、拉規(guī)影響，會(huì)產(chǎn)生偏位現(xiàn)象，經(jīng)試驗(yàn)，采用色彩存在檢測(cè)方法最佳。因邊緣黃色可以直接檢測(cè)，此時(shí)自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)選到印刷→雙張→新增區(qū)塊→以邊緣要檢測(cè)的顏色上畫上區(qū)塊，再右鍵打開(kāi)選單，選擇色彩存在檢測(cè)→進(jìn)階設(shè)定→在黃色上選取顏色RGB 值，剛開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)，設(shè)置的容許范圍下限320，上限580，不能把超過(guò)偏差0.2 mm 的印品完全剔除，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，最終確定下限400，上限550 時(shí)，達(dá)到自動(dòng)質(zhì)量檢驗(yàn)理想狀態(tài)。

因試驗(yàn)產(chǎn)品在印刷中受設(shè)備、油墨等多方面的影響，底紅色出現(xiàn)明暗對(duì)比的色差，在自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，通過(guò)設(shè)置上下限的方式可以把較嚴(yán)重的色差選出，但針對(duì)不同產(chǎn)品，客戶的要求不一致，該產(chǎn)品客戶要求色差偏差小，于是項(xiàng)目組進(jìn)行試驗(yàn)，首先在質(zhì)量系統(tǒng)里選擇背景色，在工具箱中新增一個(gè)區(qū)塊，在會(huì)有色差的背景色上畫上5 mm×5 mm 區(qū)塊，第一次試驗(yàn)調(diào)整色差標(biāo)準(zhǔn)的滑塊至2.8%，檢測(cè)的產(chǎn)品通過(guò)美國(guó)愛(ài)色麗色差儀檢測(cè)，結(jié)果為ΔE＜4.2，檢測(cè)產(chǎn)品仍超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求；第二次試驗(yàn)調(diào)整為3.5%，ΔE＜3.3；需要第三次試驗(yàn)，于是把參數(shù)設(shè)置為3.7%，ΔE＜2.9（ΔE 為色差）能夠滿足客戶對(duì)色差的要求。此外，通過(guò)剔廢面積、容許色彩、排除色彩等參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)，最終確認(rèn)方案，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。經(jīng)過(guò)上述試驗(yàn)，鐳射印刷品的檢驗(yàn)準(zhǔn)確率達(dá)到95%。

表2 第二次測(cè)試結(jié)果