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全自动印刷品质量检测技术

今天，在印刷、包装行业，越来越多的生产商有经济能力购买各类先进的印刷及印后加工设备，且随着印刷设备档次的提升, 各类高档印刷品也日益增多。而纵观国内的印刷厂商，一部分已拥有先进且类似的设备，具备了相同的生产技术能力，但结果是产品雷同，企业缺少竞争力。

印刷厂如何能在同行业中保持领先地位、进而获取合理的利润，其关键还是在于企业本身是否能提供非同质性的特色。例如：独特的新技术和良好、稳定的印刷质量。但独特的新技术和良好、稳定的质量是很难用金钱衡量的，况且在质量方面，要使企业长期拥有良好且持续稳定的总体质量，必须拥有一个合理的、完善的质量管理体系。

无论是生产商还是最终用户，大家都希望得到良好的、稳定的质量。从理论上讲，一个好的印刷品的质量应该是制造商和最终用户就某一特定印刷品经过协商，确认的一个协议，必须要有明确的、可量化的合理描述。虽然目前国内在品刷品 质量 的定义上有一定的标准，但是因为印件的不同而标准不同，更有可能因为具体执行者的不同，在对印刷品进实际检测的时候，检测结果受到过多外界因素、人为因素的制约，难以达到统一的、可量化的稳定标准。如何巴斯夫就将其电池材料全球事业部总部从美国迁到上海才能达到统一的、可量化的稳定的质量标准呢？业内人士迫切希望早日建立一个这样的质量标准，并正在积极地寻找一个合理的、最佳的检测途径。

在印刷质量检测方面，欧美及日本等国家都已经取得了很大的进步。 早在20世纪70年代，就已经有厂商积极致力于采用图像处理系统，对视觉信息数码化，通过电脑实现印刷质量的 看见 和 认知 ，对印刷品进行高速度、高精度的、100%的不能有打滑现象实时检测，彻底消除人为的失误，建立统一的、可量化的检验标准。目前能提供全自动印刷品质量检测设备的有瑞士的BOBST、美国的PROIMAGE、日本的DAC和TOKIMEC。

全自动印刷品质量检测设备

1.工作原理

全自动印刷品质量检测设备采用的检测系统多是先利用高清晰度、高速摄像镜头拍摄标准图像，在此基础上设定一定标准；然后拍摄被检测的图像，再将两者进行对比。CCD线性传感器将每一个像素的光量变化转换成电子信号，对比之后卸载并进行屡次复校后只要发现被检测图像与标准图像有不同之处硅粉，系统就认为这个被检测图像为不合格品。印刷过程中产生的各种错误华夫饼，对电脑来说只是标准图像与被检测图像对比后的不同，如污迹、墨点色差等缺陷都包含在其中 。

2.检测精度

最早用于印刷品质量检测的是将标准影像与被检测影像进行灰度对比的技术，现在较先进的技术是以RGB三原色为基础进行对比。全自动机器检测与人眼检测相比，区别在哪里？以人的目视为例，当我们聚精会神地注视某印刷品时，如果印刷品的对比色比较强烈，则人眼可以发现的、最小的缺陷，是对比色明显、不小于0.3mm的缺陷；但依靠人的能力很难保持持续的、稳定的视觉效果。可是换一种情况，如果是在同一色系的印刷品中寻找缺陷，尤其是在一淡色系中寻找质量缺陷的话，人眼能够发现的缺陷至少需要有20个灰度级差。而自动化的机器则能够轻而易举地发现0.10mm大小的缺陷，即使这种缺陷与标准图像仅有一个灰度级的区别。

但是从实际使用上来说，即便是同样的全色对比系统，其辨别色差的能力也不同。有些系统能够发现轮廓部分及色差变化较大的缺陷，而有些系统则能识别极微小的缺陷。对于白卡纸和一些简约风格的印刷品来说，如日本的KENT烟标、美国的万宝路烟标，简单地检测或许已经足够了，而国内的多数印刷品，特别是各种标签，具有许多特点，带有太多的闪光元素，如金、银卡纸，烫印、压凹凸或上光印刷品，这就要求质量检测设备必须具备足够的发现极小灰度级差的能力，也许是5个灰度级差，也许是更严格的1个灰度级差。这一点对国内标签市场是至关紧要的。

标准影像与被检印刷品影像的对比精确是检测设备的关键问题，通常情况下，检测设备是通过镜头采集影像，在镜头范围内的中间部分，影像非常清晰，但边缘部分的影像可能会产生虚影，而虚影部分的检测结果会直接影响到整个检测的准确性。从这一点来说，如果仅仅是全幅区域的对比并不适合于某些精细印刷品。如果能够将所得到的图像再次细分，比如将影像分为1024dpi 4096dpi或2048dpi 4096dpi，则检测精度将大幅提高，同时因为避免了边缘部分的虚影，从而使检测的结果更加稳定。

3.检测参数

在质量检测参数设定后，利用高速度、自动化质量检测设备是否会带来超标的废品率呢？废品率的提高，无疑会导致利润降低。但是实际上所有的质量标准都是相对的，如一般无法接受的微小缺陷，如果是在某些特定的区域（上胶、糊口部位）却是可以接受的。采用人工检测的情况下，可以自动形成一个适当放宽的、具有弹性的标准，那理性的、数据化的检测怎样完成检测呢？比较合理的做法是印刷商与最终用户达成协议， 对印刷品采取分区域的、分等级的质检标准设定。这仅是一个硬性的规定，而必须是可以操作的、被各方所接受的、可量化的标准。而且这些标准必须是用户自行设定的各类数据，如需要检测的区域、每个区域的检测等级、每个检测等级执行的检测标准等。

首先，我们对被检测的印刷品进行分区，如图2所示。图中，A为最严格检测区 印刷品最重要部分（商标、产品）;B为严格检测区 重要部分（产品）;C为普通检测区 背景;D为忽略 区 隐蔽部分（上胶翼、糊口部分）

然后，对每个检测等级进行设定。这一点非常关键，会直接关系到发现缺陷的能力，也直接关系到废品率的多少，所以客户必然会要求设定一个可以接受的、合理的公差范围，包括设定可接受的、缺陷大小的范围公差，可接受的、缺陷灰度公差。

印刷品质量检测技术的应用

1.全自动印刷品质量检测技术的应用

从设备的角度来说，全自动印刷品质量检测设备必须能够适应不同的生产过程，尤其是必须适应国内印刷工艺的复杂性、多样性，因此，必须有不同的设备来满足不同客户的检测要求。如果以印刷过程来分，必然有用户可选择的连线检测设备和离线检测设备，更理想的情况是再把离线检测设备细分为单张纸检测设备或盒片检测设备。对于连线检测设备，应能在生产过程中及时发现问题、提醒操作工采取措施解决问题、减少废品，给企业增加利润；对于离线检测设备，是对印刷品进行事后的筛选，对生产流程进行分析，帮助企业的管理层得到更多的信息，协助企业的内部管理。依托设备供应商的能力，最终用户可以选择离线检测设备，而印刷生产商可以在多种选择中自由组合，达到100%全检。

以日本的包装印刷生产厂商为例，经济合理的质量控制方式是，首先选用连线检测设备，剔除有缺陷的印刷品；其次配合其他离线检测设备对剔除出来的印刷品做针对性的检测。连线检测用于过程控制，发现问题、减少问题，尽量减少相同问题重复发生的可能性。而与其配合的离线检测设备则是进一步的完善质量体系，达到100%的全检。

另一种选择是首先依靠单张纸检测设备的速度，从整个印刷品中挑选线板出有缺陷的单张印刷品，这些印刷品中应该还有好的印品混杂其中，可用检测设备从其中挑出那些好的印品。

为满足客户更复杂的要求，检测设备必须有足够的灵活性。如果只是进行了 检 (发现缺陷)的工作，而没有 分 （区分合格品与次品）的功能，那么 检 的意义会大大降低，因此要求检测设备必须同时能执行 检 和 分 的功能。当然，还有更多的、更实际的考虑，比如连线检测设备是否可安装得更灵活、机动些？是否可以按客户的实际情况有更多的选择？有的客户会要求双面检测，有的客户会要求摄像头的检测精度提高到0.05mm，还有客户会要求只检测特定的颜色等。

２.管理效益提升

虽然国内已经有一部分印刷厂开始关注全自动印刷品质量检测设备，但也有人认为全自动检测设备的检测与人工检测意义差别不大。其实不然，人力检测，虽然检测结果可以接受，但缺乏具体的数据，甚至无法判断是哪道工序产生的废品。这样的检测结果对于一个企业的管理是相当不利的。而采用检测设备进行质量检测可提供检测全过程的实时报告和详尽、完善的分析报告。现场操作者可以凭借全自动检测设备的及时报警，根据实时分析报告，及时对工作中的问题进行调整设： fo=10Hz wo=0.14g2/Hz，或许减少的将不仅仅是一个百分点的废品率，管理者可以依据检测结果的分析报告，对生产过程进行跟踪，更有利于生产技术的管理。因为客户所要求的，高质量的检测设备，不仅仅是停留在检出印刷品的好与坏，还要求具备事后的分析能力。某些质量检测设备所能做的不仅可以提升成品的合格率，还能协助生产商改进工艺流程，建立质量管理体系，达到一个长期稳定的质量标准。

3.市场需求增加

是什么原因使日本企业首先采用了全自动印刷品质量检测设备?在日本，食品包装及医药品、化妆品包装行业，行业协会严格规定了包装印刷厂的质量标准，除直接的容器以外，更严格地规定了内外包装上相关的产品名称、使用方法、特别是标签的印刷质量等。因为曾经发生过由于药品外包装上印刷的药品服用剂量处漏印了小数点而造成病人误服药品，导致死亡的事故。可见，标签印刷质量的重要性，此外，在食品包装行业，除了在生产过程中有严格管理外，也要对所有的包装物进行检测，以防小小的疏漏让企业失去良好的信誉。当然，降低人工检测所需的大量费用也是原因之一。

更重要的一点是，在现代的商贸经济中，人们越来越多地注意