套印是用多種顏色的油墨基于同一個(gè)參考點(diǎn)印刷疊色圖案的印刷技術(shù),印品在印刷過程中需要通過多次著墨才能重現(xiàn)原來的顏色,這就要求每次著色都準(zhǔn)確對齊。若幾種顏色沒有對準(zhǔn),印出來的印品就會(huì)面目全非,即出現(xiàn)了套印誤差。
在印刷過程中,是通過檢測印品特定位置上的標(biāo)記來實(shí)現(xiàn)套印誤差的檢測,此標(biāo)記即通常所說的Mark線(各色印刷標(biāo)記線),在不至于混淆的情況下,也簡稱為色標(biāo)。
傳統(tǒng)的目視檢測效率低下,且容易引入人為誤差,而隨著社會(huì)生產(chǎn)效率的提高,目視檢測的弊端也愈來愈明顯,而基于機(jī)器視覺的智能檢測技術(shù)已逐漸實(shí)用化。采用機(jī)器視覺做在線檢測不僅具有精度高、效率高等優(yōu)點(diǎn),還可克服傳統(tǒng)目視檢測的諸多缺點(diǎn)。
二、機(jī)器視覺的概述
機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷,即用計(jì)算機(jī)來模擬人的視覺功能,從客觀事物的圖像中提取信息,進(jìn)行處理并加以理解,最終用于實(shí)際檢測、測量和控制。機(jī)器視覺技術(shù)最大的特點(diǎn)是速度快、信息量大、功能多。機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品(即圖像攝取裝置,分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號;圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征,進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動(dòng)作。
機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由工業(yè)級相機(jī),鏡頭,光源,圖像分析和處理軟件四部分組成,而這四部分本身都自成一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域,性能和規(guī)格相當(dāng)多,要和應(yīng)用匹配需要考慮的事情非常多。然而,每一部分都無法單獨(dú)決定是否可適用于某一個(gè)應(yīng)用,簡單地說,機(jī)器視覺的組成由于本身各部分牽涉的專業(yè)不同,且對于應(yīng)用問題的達(dá)成不可分割,再加上應(yīng)用本身有其另一種專業(yè)知識(shí),這使得制作出的機(jī)器視覺系統(tǒng)的難度增加。
機(jī)器視覺系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有:
①非接觸測量,對于觀測者與被觀測者都不會(huì)產(chǎn)生任何損傷,從而提高系統(tǒng)的可靠性。
②具有較寬的光譜響應(yīng)范圍,例如使用人眼看不見的紅外測量,擴(kuò)展了人眼的視覺范圍。
③長時(shí)間穩(wěn)定工作,人類難以長時(shí)間對同一對象進(jìn)行觀察,而機(jī)器視覺則可以長時(shí)間地作測量、分析和識(shí)別任務(wù)。
隨著機(jī)器視覺產(chǎn)品和技術(shù)不斷在工業(yè)技術(shù)上的應(yīng)用,機(jī)器視覺的概念已經(jīng)不再像前幾年那么陌生,人們已經(jīng)逐漸開始接受機(jī)器視覺檢測技術(shù),并得到廣泛的應(yīng)用。
三、影響絲網(wǎng)印刷套印精度的因素
根據(jù)實(shí)際印刷的情況,影響印刷質(zhì)量的因素很多,如:印前圖文信息設(shè)計(jì)處理、印版制作的影響、印刷套準(zhǔn)的影響、板材質(zhì)量的影響和油墨配色的影響等等。本文主要討論印刷套準(zhǔn)精度對印刷質(zhì)量的影響。
由于用于彩色的套色版刮印時(shí)要分清墨色層次,一般來說應(yīng)先印淺色后印深色,先印次要后印主要,色序在制作印版時(shí)就應(yīng)安排好。從印刷套印方面來考慮影響絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的因素,主要概括有以下四點(diǎn):①操作者的影響;②承印物及油墨的影響;③刮墨刀的影響;④絲印機(jī)的影響。
根據(jù)絲印機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式,機(jī)器影響套印精度也是非常顯著的。尤其是機(jī)器的組成及運(yùn)動(dòng)方式。該絲印機(jī)是基于機(jī)器視覺技術(shù)來完成的。
四、工作原理及主要的工作過程
根據(jù)該絲網(wǎng)印刷機(jī)的工作特性,即利用機(jī)器視覺技術(shù)來完成圖像的采取、信號轉(zhuǎn)換、工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)等一系列的動(dòng)作,來實(shí)現(xiàn)套印精確。
1.工作原理
根據(jù)運(yùn)動(dòng)矩陣來實(shí)現(xiàn)圖像的一個(gè)位置到另一個(gè)位置的移動(dòng)。當(dāng)圖像發(fā)生偏差時(shí),要首先完成其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),再實(shí)現(xiàn)其平動(dòng)。具體如下:
假設(shè)圖像由p1q1起始位置移至pq末位置,并且已知從開始位置至末位置剛體轉(zhuǎn)過了θ角。設(shè)自起始位置繞P1點(diǎn)轉(zhuǎn)過θ角,到達(dá)p1q′位置,然后再由p1q′位置平移到末位置pq。
2.基于機(jī)器視覺技術(shù)的主要工作過程
這個(gè)基于機(jī)器視覺技術(shù)的多色絲網(wǎng)印刷套印精度檢測與控制的主要工作過程如下:
①完成第一色的印刷,在這一步驟時(shí),不需要套準(zhǔn)精度的檢測與控制。
②圖像采集部分按照事先設(shè)定的程序和延時(shí),分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)脈沖。
③在電腦信號的控制下,完成圖像的掃描。
④將采集到圖像信息通過A/D將其數(shù)字化或者是直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù),并且圖像采集部分將數(shù)字圖像存放在處理器或計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。
⑤處理器對圖像進(jìn)行處理、分析、識(shí)別,獲得測量結(jié)果或邏輯控制值。
⑥處理結(jié)果控制工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)圖像的套準(zhǔn)以及糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。
它與傳統(tǒng)方法相比,不僅具有精度高、速度快、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn),還能克服傳統(tǒng)目視檢測容易引入人為誤差的缺點(diǎn),并可提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。
基于以上分析,若出現(xiàn)套印誤差,在印刷過程上就表現(xiàn)為CMYK四色分量沒有精確重合,表現(xiàn)在通過CCD采集的24位真彩圖像上即為圖案的RGB三分量沒有精確重合。因此我們的基于機(jī)器視覺的智能檢測就是把待檢測產(chǎn)品的圖像和標(biāo)準(zhǔn)模板圖像分別分成R、G、B三個(gè)子圖,應(yīng)用模板匹配的方法,在待檢測圖像上檢測R、G、B三個(gè)模板子圖的坐標(biāo),如果R、G、B三個(gè)模板子圖間的坐標(biāo)誤差小于某個(gè)閾值,就可認(rèn)為沒有套印誤差,否則就認(rèn)為出現(xiàn)套印誤差。一旦處理單元判斷出有套印誤差,則發(fā)出相應(yīng)控制命令由執(zhí)行設(shè)備將其糾正,從而來實(shí)現(xiàn)套印的準(zhǔn)確。
總而言之,機(jī)器視覺是一種比較復(fù)雜的系統(tǒng)。但由于機(jī)器視覺技術(shù)的優(yōu)越性,人們越來越多的應(yīng)用該技術(shù)。不僅可以節(jié)省人力,而且還可以提高精度,使其滿足人們的需求。因此,機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、醫(yī)療、金融甚至體育、娛樂等等得到了廣泛應(yīng)用,也在絲網(wǎng)印刷技術(shù)上也得到了很好的應(yīng)用,并且能更好的控制印刷過程,從而提高了印品的質(zhì)量。