Stephan Krebs博士談100%印刷品檢測
發(fā)布時間：2024-03-25 點擊：155
nyquist systems公司創(chuàng)始人、德國erhardt & leimer公司印刷檢測商務(wù)部的負責人stephan krebs博士對目前最先進的100％檢測系統(tǒng)及其未來發(fā)展趨勢有一套完整的見解。
紙卷觀測系統(tǒng)幾乎是現(xiàn)今所有印刷機的標準配置，在對圖像的重要部位進行非固定的檢查中，這些觀測系統(tǒng)起著非常重要的作用。由于面陣器件照相機分辨率的問題，顯示出的圖像尺寸相當小，但是使用縮放功能，圖像可以被放大。
這種情況持續(xù)了幾年，另一方面，基于線陣器件照相機的100％印刷品檢測系統(tǒng)已同時被廣泛地應(yīng)用于了基于面陣器件照相機的紙卷觀測系統(tǒng)當中。在此，我想談?wù)勥@種新的照相機技術(shù)的應(yīng)用潛力。
100％印刷品檢測系統(tǒng)意味著什么？
人們經(jīng)常把100％印刷品檢測認為是100％缺陷的檢測。事實上，100％印刷品檢測并不是指作為控制系統(tǒng)，僅僅能檢測指定面積內(nèi)的缺陷。簡單地說，100％印刷品檢測是指印刷紙卷被連續(xù)地對整個幅寬以特定的靈敏性進行檢測。靈敏性主要取決于照相機的分辨率。
目前市場上可以買到什么類型的照相機？
近年來，照相機技術(shù)有了飛速的發(fā)展。不久以前，照相機最高能達到的分辨率還僅僅是2000像素；而現(xiàn)在，單色線陣器件照相機的分辨率就能達到8000像素，彩色線陣器件照相機也有發(fā)展。盡管實際上大多數(shù)彩色線陣器件照相機有2000像素的分辨率，但是3芯片技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了其線掃描頻率和圖像質(zhì)量。此外，目前新穎的界面技術(shù)極大地擴展了線陣器件照相機的工業(yè)適用性。因此，只要使用標準的光纜線就可以解決照相機與處理器之間高達10米遠的距離問題。
能夠檢測的缺陷尺寸
系統(tǒng)所能檢測到的最小的缺陷尺寸取決于照相機的分辨率以及紙卷幅面本身。在控制涂層表面的情況下，可以假定紙卷反差是均勻分布的。當設(shè)定了上限和下限閥值時，與這些閥值相差小到１個像素的偏差都可以檢測出來。但是，這種情況在印刷品圖像控制中卻有一些不同。
為了在一篇正文中可靠地檢測一個像素為１的缺陷，必須考慮檢測相臨的像素。實踐證明能夠檢測到的最小的缺陷尺寸大約為3×3像素。圖1所示字母分辨率分別為6000像素和2000像素的狀況。如果字母e的水平線下落就變形成像字母c的樣子，此時，明顯地看出以2000像素操作的控制系統(tǒng)無法發(fā)現(xiàn)這個缺陷。
圖1：（左）6000像素字母的放大圖；（右）2000像素字母的放大圖
現(xiàn)代印刷圖像控制系統(tǒng)的操作速度
現(xiàn)代印刷圖像控制系統(tǒng)的能力不僅僅受到給定系統(tǒng)分辨率的影響，還受到在一定紙卷運行速度下印刷圖像控制系統(tǒng)能夠檢測到的指定缺陷尺寸的影響。決定能夠檢測到的缺陷尺寸的三個系統(tǒng)尺寸包括：紙卷幅寬、紙卷速度以及要檢測的最小缺陷尺寸。這三個因素與照相機的分辨率和速度綜合起來，決定了檢測系統(tǒng)的能力。
圖2表示使用分辨率6000像素、線陣掃描頻率為25khz的現(xiàn)代照相機在不同幅寬紙卷的情況下所能達到的速度。表中的數(shù)值是假設(shè)在整個紙卷具有相同的分辨率——寬度和紙卷運行方向都具有相同的分辨率的情況下的值。可以通過增加分辨率來提高紙卷速度，從而可以提高檢測到紙卷運行方向的檢測尺寸，因此，像素不再是指“正方形”而是“三角形”的。
在這樣的假設(shè)情況下，圖像處理計算機能夠處理大量的數(shù)據(jù)。上述提到的6000像素分辨率的照相機每秒可以產(chǎn)生高達160百萬像素的分辨率。由于pc器件的動態(tài)發(fā)展，在過去的幾年中，該瓶頸已經(jīng)得到了相當大的改進。
圖2 假設(shè)像素是“三角形的”的前提下，整個幅寬上紙卷速度與最小缺陷尺寸
新的工作流程概念
本篇文章中第一部分描述了不同控制系統(tǒng)的能力。第二部分將著重研究100％印刷圖像檢測控制的應(yīng)用。
理論上來講，印刷圖像控制可以用于任何印刷機的標準工作流程中：
△ 印前：在此工序中準備印刷所要求的原稿。各種不同的打樣系統(tǒng)確保最終的印刷品包含原稿pdf文件中的所有元素。
△ 印刷：在此工序中進行紙卷的印刷。100％印刷品檢測將檢查可能出現(xiàn)的缺陷。該檢測直接影響產(chǎn)生的廢品數(shù)量。
△ 印后加工：印刷紙卷在此工序中在復(fù)卷機上進行處理。在此步中通常使用100％印刷品檢測系統(tǒng)以保證只將完好的材料發(fā)送給客戶。
pc器件的存儲能力和處理速度的迅速發(fā)展極大地促進了100％印刷品檢測系統(tǒng)在印刷工作流程中對所有印刷品的檢測的適用性。
這是什么意思呢？過去，有缺陷的圖像僅僅顯示在監(jiān)視器上，而今，可以連續(xù)地提供全部的檢測過程文件，同時，印刷人員在生產(chǎn)過程中可以得到稱為“運行圖”的檢測報告。這樣，操作者就可以對某一位置上相同的問題進行反復(fù)的檢查，做出是否停機的正確決定。
圖3表示了一種“運行圖”情況。在整個紙卷面積上進行檢測，缺陷以三角形符號標記。點擊三角形，則其所表示的缺陷圖像就顯示在右側(cè)以備進一步分析使用。
對于那些在生產(chǎn)過程中已經(jīng)被檢測出來、但還沒有得到處理的缺陷怎么辦呢？由于所有的缺陷都已經(jīng)存儲在“運行圖”記憶中，如果需要在接下來的復(fù)卷步驟中進行處理的話，這些數(shù)據(jù)則可以馬上調(diào)用。這正是該檢測系統(tǒng)的有效性的最有意義之處。缺陷可以首先在“運行圖”上得到分析，在開始做印后加工之前確定所檢測出的缺陷是否有關(guān)。因此可以編輯“運行圖”，對復(fù)卷裝置編程，只在有關(guān)位置停機。
圖3 運行圖的部分，右邊顯示所選取的缺陷圖像。
相對于在復(fù)卷機上使用印刷圖像控制系統(tǒng)的印后加工過程，這個所謂的“行程安排”的使用大大地提高了生產(chǎn)效率。前者的情況，在每個檢測出缺陷之處復(fù)卷機都會停機，要求操作人員在印后加工繼續(xù)之前負責做出判定。如果被檢測出的缺陷是無關(guān)的，則操作人員浪費了30秒的時間；如果無關(guān)的缺陷時不時地出現(xiàn)，則造成的這些停機既會降低生產(chǎn)效率，還使得操作人員不得不降低印刷圖像控制系統(tǒng)的靈敏度。這樣的話，會明顯影響控制過程的質(zhì)量。
如果使用“運行安排”，必須明確紙卷的絕對位置，以便在“運行圖”記憶中列出的缺陷清楚明了。為此，通常在紙卷尾部使用印刷標記標出位置代碼。為了確保最好地使用復(fù)卷機，必須小心注意：保證即使在復(fù)卷機最高速度運行下也可以檢測到位置代碼。
下表概括總結(jié)了復(fù)卷機和印刷機上的圖像控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點：
復(fù)卷機：
+ 發(fā)出卷料的最終檢查。
+ 通常對于幾臺印刷機只有一臺復(fù)卷機。
- 長久的“停-開”導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)偽缺陷判斷，因此，需要經(jīng)常降低印刷圖像控制系統(tǒng)的靈敏度。
- 一般情況下，員工不很熟悉pc機操作。
- 印刷圖像控制系統(tǒng)通常比復(fù)卷機的最大速度慢。
- 由于印刷加工已經(jīng)完成，因此只是減少了質(zhì)量費用的浪費。
印刷機：
+ 連續(xù)的紙卷運動降低偽缺陷的出現(xiàn)，因此印刷圖像控制系統(tǒng)可以設(shè)置在高的靈敏度下操作。
+ 人員已經(jīng)熟悉了pc操作控制。
+ 印刷圖像控制系統(tǒng)的速度與印刷機的速度大致相同。
+ 使用“運行安排”優(yōu)化了復(fù)卷機的效率。
+ 由于在復(fù)卷之前就對檢測出的缺陷進行處理，因此極大地降低了浪費。
+ 最高的生產(chǎn)效率。
- 每臺印刷機都分別要求使用各自獨立的印刷圖像控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)本身的費用與降低下來的浪費的費用差不多。
- 使用“運行安排”要求標記代碼。
- 由于在復(fù)卷中沒有最終控制，因此要求過程控制一定非常嚴格。
總結(jié)
100%印刷圖像控制是一種相對來講還不是很成熟的技術(shù)，期望照相機以及計算機系統(tǒng)的進一步發(fā)展可以帶動標簽的質(zhì)量管理與印刷的新的發(fā)展。
今天，靜態(tài)的方法仍舊是最先進的，還必須在計算機有限的能力下處理大量的像素。將來，我們將增加使用“合適的”方法。工作流程中的網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)管理功能的集成化也必將在未來的100%印刷圖像控制中加以考慮。
印刷速度決定印品干燥
商品的防偽標簽是怎么印刷出來的？
吉林省成功利用3d打印技術(shù)完成人工關(guān)節(jié)置換
解析不干膠印刷的原理和過程
印刷價格戰(zhàn)如火如荼 考驗企業(yè)智慧時代到來
絲網(wǎng)印刷中靜電的避免及消除方法
印刷包裝行業(yè)未來技術(shù)及新趨勢分析
管理走向精細化 哪8種角色必須扮演好？
紙卷觀測系統(tǒng)幾乎是現(xiàn)今所有印刷機的標準配置，在對圖像的重要部位進行非固定的檢查中，這些觀測系統(tǒng)起著非常重要的作用。由于面陣器件照相機分辨率的問題，顯示出的圖像尺寸相當小，但是使用縮放功能，圖像可以被放大。
這種情況持續(xù)了幾年，另一方面，基于線陣器件照相機的100％印刷品檢測系統(tǒng)已同時被廣泛地應(yīng)用于了基于面陣器件照相機的紙卷觀測系統(tǒng)當中。在此，我想談?wù)勥@種新的照相機技術(shù)的應(yīng)用潛力。
100％印刷品檢測系統(tǒng)意味著什么？
人們經(jīng)常把100％印刷品檢測認為是100％缺陷的檢測。事實上，100％印刷品檢測并不是指作為控制系統(tǒng)，僅僅能檢測指定面積內(nèi)的缺陷。簡單地說，100％印刷品檢測是指印刷紙卷被連續(xù)地對整個幅寬以特定的靈敏性進行檢測。靈敏性主要取決于照相機的分辨率。
目前市場上可以買到什么類型的照相機？
近年來，照相機技術(shù)有了飛速的發(fā)展。不久以前，照相機最高能達到的分辨率還僅僅是2000像素；而現(xiàn)在，單色線陣器件照相機的分辨率就能達到8000像素，彩色線陣器件照相機也有發(fā)展。盡管實際上大多數(shù)彩色線陣器件照相機有2000像素的分辨率，但是3芯片技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了其線掃描頻率和圖像質(zhì)量。此外，目前新穎的界面技術(shù)極大地擴展了線陣器件照相機的工業(yè)適用性。因此，只要使用標準的光纜線就可以解決照相機與處理器之間高達10米遠的距離問題。
能夠檢測的缺陷尺寸
系統(tǒng)所能檢測到的最小的缺陷尺寸取決于照相機的分辨率以及紙卷幅面本身。在控制涂層表面的情況下，可以假定紙卷反差是均勻分布的。當設(shè)定了上限和下限閥值時，與這些閥值相差小到１個像素的偏差都可以檢測出來。但是，這種情況在印刷品圖像控制中卻有一些不同。
為了在一篇正文中可靠地檢測一個像素為１的缺陷，必須考慮檢測相臨的像素。實踐證明能夠檢測到的最小的缺陷尺寸大約為3×3像素。圖1所示字母分辨率分別為6000像素和2000像素的狀況。如果字母e的水平線下落就變形成像字母c的樣子，此時，明顯地看出以2000像素操作的控制系統(tǒng)無法發(fā)現(xiàn)這個缺陷。
圖1：（左）6000像素字母的放大圖；（右）2000像素字母的放大圖
現(xiàn)代印刷圖像控制系統(tǒng)的操作速度
現(xiàn)代印刷圖像控制系統(tǒng)的能力不僅僅受到給定系統(tǒng)分辨率的影響，還受到在一定紙卷運行速度下印刷圖像控制系統(tǒng)能夠檢測到的指定缺陷尺寸的影響。決定能夠檢測到的缺陷尺寸的三個系統(tǒng)尺寸包括：紙卷幅寬、紙卷速度以及要檢測的最小缺陷尺寸。這三個因素與照相機的分辨率和速度綜合起來，決定了檢測系統(tǒng)的能力。
圖2表示使用分辨率6000像素、線陣掃描頻率為25khz的現(xiàn)代照相機在不同幅寬紙卷的情況下所能達到的速度。表中的數(shù)值是假設(shè)在整個紙卷具有相同的分辨率——寬度和紙卷運行方向都具有相同的分辨率的情況下的值。可以通過增加分辨率來提高紙卷速度，從而可以提高檢測到紙卷運行方向的檢測尺寸，因此，像素不再是指“正方形”而是“三角形”的。
在這樣的假設(shè)情況下，圖像處理計算機能夠處理大量的數(shù)據(jù)。上述提到的6000像素分辨率的照相機每秒可以產(chǎn)生高達160百萬像素的分辨率。由于pc器件的動態(tài)發(fā)展，在過去的幾年中，該瓶頸已經(jīng)得到了相當大的改進。
圖2 假設(shè)像素是“三角形的”的前提下，整個幅寬上紙卷速度與最小缺陷尺寸
新的工作流程概念
本篇文章中第一部分描述了不同控制系統(tǒng)的能力。第二部分將著重研究100％印刷圖像檢測控制的應(yīng)用。
理論上來講，印刷圖像控制可以用于任何印刷機的標準工作流程中：
△ 印前：在此工序中準備印刷所要求的原稿。各種不同的打樣系統(tǒng)確保最終的印刷品包含原稿pdf文件中的所有元素。
△ 印刷：在此工序中進行紙卷的印刷。100％印刷品檢測將檢查可能出現(xiàn)的缺陷。該檢測直接影響產(chǎn)生的廢品數(shù)量。
△ 印后加工：印刷紙卷在此工序中在復(fù)卷機上進行處理。在此步中通常使用100％印刷品檢測系統(tǒng)以保證只將完好的材料發(fā)送給客戶。
pc器件的存儲能力和處理速度的迅速發(fā)展極大地促進了100％印刷品檢測系統(tǒng)在印刷工作流程中對所有印刷品的檢測的適用性。
這是什么意思呢？過去，有缺陷的圖像僅僅顯示在監(jiān)視器上，而今，可以連續(xù)地提供全部的檢測過程文件，同時，印刷人員在生產(chǎn)過程中可以得到稱為“運行圖”的檢測報告。這樣，操作者就可以對某一位置上相同的問題進行反復(fù)的檢查，做出是否停機的正確決定。
圖3表示了一種“運行圖”情況。在整個紙卷面積上進行檢測，缺陷以三角形符號標記。點擊三角形，則其所表示的缺陷圖像就顯示在右側(cè)以備進一步分析使用。
對于那些在生產(chǎn)過程中已經(jīng)被檢測出來、但還沒有得到處理的缺陷怎么辦呢？由于所有的缺陷都已經(jīng)存儲在“運行圖”記憶中，如果需要在接下來的復(fù)卷步驟中進行處理的話，這些數(shù)據(jù)則可以馬上調(diào)用。這正是該檢測系統(tǒng)的有效性的最有意義之處。缺陷可以首先在“運行圖”上得到分析，在開始做印后加工之前確定所檢測出的缺陷是否有關(guān)。因此可以編輯“運行圖”，對復(fù)卷裝置編程，只在有關(guān)位置停機。
圖3 運行圖的部分，右邊顯示所選取的缺陷圖像。
相對于在復(fù)卷機上使用印刷圖像控制系統(tǒng)的印后加工過程，這個所謂的“行程安排”的使用大大地提高了生產(chǎn)效率。前者的情況，在每個檢測出缺陷之處復(fù)卷機都會停機，要求操作人員在印后加工繼續(xù)之前負責做出判定。如果被檢測出的缺陷是無關(guān)的，則操作人員浪費了30秒的時間；如果無關(guān)的缺陷時不時地出現(xiàn)，則造成的這些停機既會降低生產(chǎn)效率，還使得操作人員不得不降低印刷圖像控制系統(tǒng)的靈敏度。這樣的話，會明顯影響控制過程的質(zhì)量。
如果使用“運行安排”，必須明確紙卷的絕對位置，以便在“運行圖”記憶中列出的缺陷清楚明了。為此，通常在紙卷尾部使用印刷標記標出位置代碼。為了確保最好地使用復(fù)卷機，必須小心注意：保證即使在復(fù)卷機最高速度運行下也可以檢測到位置代碼。
下表概括總結(jié)了復(fù)卷機和印刷機上的圖像控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點：
復(fù)卷機：
+ 發(fā)出卷料的最終檢查。
+ 通常對于幾臺印刷機只有一臺復(fù)卷機。
- 長久的“停-開”導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)偽缺陷判斷，因此，需要經(jīng)常降低印刷圖像控制系統(tǒng)的靈敏度。
- 一般情況下，員工不很熟悉pc機操作。
- 印刷圖像控制系統(tǒng)通常比復(fù)卷機的最大速度慢。
- 由于印刷加工已經(jīng)完成，因此只是減少了質(zhì)量費用的浪費。
印刷機：
+ 連續(xù)的紙卷運動降低偽缺陷的出現(xiàn)，因此印刷圖像控制系統(tǒng)可以設(shè)置在高的靈敏度下操作。
+ 人員已經(jīng)熟悉了pc操作控制。
+ 印刷圖像控制系統(tǒng)的速度與印刷機的速度大致相同。
+ 使用“運行安排”優(yōu)化了復(fù)卷機的效率。
+ 由于在復(fù)卷之前就對檢測出的缺陷進行處理，因此極大地降低了浪費。
+ 最高的生產(chǎn)效率。
- 每臺印刷機都分別要求使用各自獨立的印刷圖像控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)本身的費用與降低下來的浪費的費用差不多。
- 使用“運行安排”要求標記代碼。
- 由于在復(fù)卷中沒有最終控制，因此要求過程控制一定非常嚴格。
總結(jié)
100%印刷圖像控制是一種相對來講還不是很成熟的技術(shù)，期望照相機以及計算機系統(tǒng)的進一步發(fā)展可以帶動標簽的質(zhì)量管理與印刷的新的發(fā)展。
今天，靜態(tài)的方法仍舊是最先進的，還必須在計算機有限的能力下處理大量的像素。將來，我們將增加使用“合適的”方法。工作流程中的網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)管理功能的集成化也必將在未來的100%印刷圖像控制中加以考慮。
印刷速度決定印品干燥
商品的防偽標簽是怎么印刷出來的？
吉林省成功利用3d打印技術(shù)完成人工關(guān)節(jié)置換
解析不干膠印刷的原理和過程
印刷價格戰(zhàn)如火如荼 考驗企業(yè)智慧時代到來
絲網(wǎng)印刷中靜電的避免及消除方法
印刷包裝行業(yè)未來技術(shù)及新趨勢分析
管理走向精細化 哪8種角色必須扮演好？