CN101259784B - 印刷压力机器视觉检测与在线调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明印刷压力机器视觉检测与在线调节方法。利用定位装置对印品进行印后准确定位，定位完成后发出印刷压力机器视觉检测执行命令；利用视觉检测单元对检测区域进行识别，通过特征映射计算各色组的印刷压力；利用主控单元比较当前压力与原稿印刷压力之差，若超过误差设定值，则根据误差大小进行压力调节；主控单元驱动气动伺服装置在线调节各色组的印刷压力，并将气缸活塞位置反馈到主控单元。通过印刷压力的连续检测与调节，从根本上保证印刷压力准确无误；且本发明一改以往公知的印刷压力检测方式，可实现印刷压力连续视觉检测；解决了公知的印刷过程中没有印刷压力在线调节的问题，可保证印刷。
Description
技术领域
本发明涉及印刷压力检测与控制系统，特别是用于单张纸印刷中的印刷压力机器视觉检测与在线调节方法。
背景技术
在现有技术中只有对印刷压力的离线检测与调节，单张纸印刷机的印刷压力在线检测与调节还没有相应的技术，而两者在实际应用中的要求有较大的区别。下面从印刷压力检测和调节两个方面进行分析。在印刷压力检测方面，现有的技术主要通过人工对印品抽检，借助放大镜或密度计观察网点变形来达到评价印刷压力大小的目的，即通过操作者的经验来判断印刷压力的大小，即，公知的技术无法使印刷压力的大小得到客观的评价，无法保证对每一张印品的印刷压力进行检测。
在印刷压力调节方面，现有的技术是操作者通过操纵调压手柄或压力遥控装置进行印刷压力调节，没有压力的在线调节装置，且存在调节滞后、印刷压力不易稳定的缺点，从而造成同一批印品墨色不均。
发明内容
本发明目的是克服现有技术中存在的问题，提供一种印刷压力机器视觉检测与在线调节方法，能够根据印刷压力误差的大小来控制闭环气动伺服装置达到印刷压力的的在线调节。
本发明的印刷压力检测装置可利用一主控单元进行印品定位，通过机器视觉系统读入检测区域，利用多尺度上下文信息融合技术识别网点大小和形状，通过特征映射计算印刷压力实现印刷压力的在线调节。
本发明的印刷压力机器视觉检测在线调节方法通过对印刷后待检区域的定位与压力计算，以获得当前印刷压力误差的大小，以及根据误差大小，对四个色组的印刷压力进行在线调节。
其中，待检区域的定位与压力计算包括以下步骤：
a、主控单元读入当前印品位置；
b、主控单元判断检测区域是否到达；
c、检测区域到达读入检测区域；
d、主控单元识别检测区域；
e、计算当前印刷压力；
f、与原稿同一区域计算所得印刷压力比较，若二者之差超过印刷压力误差设定值则进行印刷压力在线调节操作；如二者接近则返回到步骤b。
所述的印刷压力在线调节包括以下步骤：
a、由主控单元读入当前印刷装置的位置；
b、主控单元确定气缸运动方向和位移量；
c、气动伺服系统进行印刷压力调节；
d、活塞位置反馈到主控单元；
e、达到压力调节量，气缸停止；
f、进行下一周期的压力检测。
本发明与现有技术相比具有的优点和特点是：
1、解决了公知的单张纸印刷中没有印刷压力连续检测问题，可实现印品的全检。
2、通过对待检区域的机器视觉检测，解决了公知的印刷压力没有客观评价标准的问题，这样从根本上保证印刷质量客观、统一。
3、解决了公知的印刷压力没有在线调节问题，实现了印刷压力闭环反馈与实时调节，可保证压力调节快速及时，从而使印刷压力趋于稳定。
4、利用本发明的机器视觉检测系统平台和在线调节装置调节印刷压力，程序简单，产品方便，操作者可直接操作，并减轻了操作者的劳动强度。
附图说明
图1为本发明的印刷压力机器视觉检测流程图；
图2为本发明的多尺度上下文信息融合检测区域识别流程图；
图3为本发明的印刷压力特征映射流程图；
图4为本发明的印刷压力在线调节流程图；
图5为本发明的技术总方案图。
具体实施方式
本发明的印刷压力机器视觉检测与在线调节方法包括将印后图像检测区域准确读入与印刷压力计算的机器视觉检测装置和印刷压力实时调节装置。
1、印刷品检测区域机器视觉检测包括以下步骤(如图1所示)：
a、读入误差上限设定值；
b、判断检测区域到达否；
c、CCD相机读入检测区域；
d、多尺度上下文信息融合；
e、特征映射；
f、与原稿印刷压力对比；
g、判断超过误差上限否；
h、输出误差大小到在线调节装置。
其中步骤a的误差上限设定值可通过误差输入装置，如触摸屏读入，也可以其它公知的输入方式输入；步骤d的多尺度上下文信息融合方法如图2所示，步骤d的特征映射方法如图3所示。
2、多尺度上下文信息融合方法具体步骤如下：
a、检测区域原始读入；
b、RGB到CMYK色空间变换；
c、图像增强；
d、图像K-means聚类，令k＝4；
e、各聚类区域多尺度变换；
f、上下文信息融合；
g、印刷网点边缘与区域提取；
h、k＝k-1；
i、判断k＝0否；
j、若k＝0，输出检测区域识别；否则返回步骤e。
其中步骤d中的”k＝4”表示检测区域含有C、M、Y、K四色网点，步骤e中各聚类区域多尺度变换可以通过二维离散小波变换进行，步骤f中上下文信息融合可以通过贝叶斯最大后验概率统计技术进行。
3、特征映射方法具体步骤如下：
a、读入网点边缘与区域；
b、令k＝4；
c、计算各色网点面积均值、方差和3阶统计矩；
d、计算各色网点边缘链码；
e、计算链码3阶、4阶统计矩；
f、特征映射；
g、各色组印刷压力；
h、k＝k-1；
i、判断k＝0否？若k＝0，则输出印刷压力特征映射值；否则返回步骤c。
其中步骤d中各色网点边缘链码用Freeman链码计算，步骤f中特征映射可以通过三层RBF神经网络映射得到印刷压力。
4、印刷压力在线调节方法具体调节步骤如下(如图4所示)：
a、读入印刷压力误差；
b、主控单元的D/A模块输出控制信号到相应伺服阀；
c、气缸通过轴杆机构驱动橡皮滚筒凸轮运动；
d、气动伺服系统进行印刷压力调节；
e、位移传感器反馈活塞当前位置；
f、判断达到调节量否？若达到，则气缸停止运动；否则继续调节；
g、本周期印刷压力调节结束；
h、下一周期印刷压力调节。
在本实施例中，主控单元可采用三菱PLC主控电路，编码器可以为绝对增量式编码器。PLC主控单元的两个信号输入端口X0、X1高速脉冲输入端连接所述编码器，通过D/A特殊功能模块控制伺服阀，进而控制气动伺服装置调节四个色组的印刷压力；D/A特殊功能模块型号采用FX2N-8DA模块；气动伺服装置可采用FESTO公司的SPC200伺服定位控制器。
图5为本发明的技术总方案图，本发明的实施主要包括两大组成部分：机器视觉检测部分与在线调节部分。从技术总方案图可以看出，机器视觉检测部分包括用光电编码器进行印品定位环节、印刷压力机器视觉检测环节、原稿压力检测与误差上限设定环节，通过主控制器获取各个环节的信息；在线调节部分包括用主控制器的输出信号控制气动伺服装置、印刷装置以及活塞位置反馈环节。
本发明的印刷压力机器视觉检测与在线调节方法可以确保印刷压力检测及时、准确，通过在线调节装置可实时、连续调节各个色组的印刷压力，这样从根本上保证了印刷压力评价客观、准确，并能进行印刷品的全检。
上述仅为本发明的一个具体实施例而已，本发明不限于本实施例，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本发明的涵盖之范畴。
Claims (3)
1.一种印刷压力机器视觉检测与在线调节方法，其特征在于：对印后印品进行准确定位，以保证检测区域准确无误；以及对所印区域通过机器视觉检测系统进行印刷压力检测；最后通过气动伺服系统实时调节当前的印刷压力；
所述的定位检测包括以下步骤：
a.主控单元读入当前印品位置；
b.主控单元判断检测区域是否到达；
c.检测区域到达读入检测区域；
d.主控单元识别检测区域；
e.计算当前印刷压力；
f.与原稿同一区域计算所得印刷压力比较，若二者之差超过印刷压力误差设定值则进行印刷压力在线调节操作；否则返回到步骤b。
2.根据权利要求1所述的印刷压力机器视觉检测与在线调节方法，其特征在于：所述步骤a的印品位置由光电编码器获得；所述步骤c的检测区域读入装置采用DALSA公司的TR33线阵CCD相机。
3.根据权利要求1所述的印刷压力机器视觉检测与在线调节方法，其特征在于：所
述气动伺服系统的控制方法是：
a)首先由主制控电路PLC确定印刷装置位置；
b)判断橡皮滚筒与压印滚筒是否空挡角相对；若空挡角相对则进行下面步骤：
c)根据误差的正负和大小，向气动伺服装置发出控制信号；
d)气动伺服装置根据控制信号做出相应的位移；
e)气缸活塞驱动轴杆机构以及橡皮滚筒两侧轴肩上的凸轮运动；
f)凸轮装置带动橡皮滚筒作微小位移，进行印刷压力的调节；
g)位移检测装置将活塞位置反馈到主控单元；
h)活塞到达预定位置，主控单元停止气动伺服装置运动；
i)印刷压力调节完成，等待下一周期的压力调节指令。
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