CN106093058A - 一种印刷品质量检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印刷品质量检测装置及检测方法，设置于待测设备的机柜上，装置包括编码器、控制单元及图像采集单元，编码器的输出端与控制单元的输入端相连，控制单元的输出端连接图像采集单元，图像采集单元的输出端连接控制单元的输入端，编码器用于对待测设备的主动轮的转速进行检测，并将检测结果发送至控制单元，控制单元用于对待测设备的主动轮的转速进行判断，并控制图像采集单元工作，图像采集单元用于对印刷品上的图像进行采集，并将采集结果发送至控制单元，控制单元还用于对图像采集单元采集到的图像进行处理，判断所检测的印刷品是否有缺陷。本发明能够自动对印刷品的缺陷进行检测，极大地提升印刷行业的质检效率和良品率。

Description

一种印刷品质量检测装置及检测方法

技术领域

本方法属于机器视觉检测领域，特别是涉及一种印刷品质量检测装置及检测方法。

背景技术

由于市场需求旺盛，各种先进的印刷品（包括水松纸、报纸等）质量控制系统与方法一直备受印刷、烟草、包装等行业重视。但是，由于印刷技术的不完善，在印刷过程中常会出现色差、漏印及套印不准确等问题，有时还会出现缺色或有污点等情况，这就造成印刷品的质量下降。

目前，各类印刷品缺陷的检测方法主要依赖于频闪仪或光电传感器，频闪仪检测需要人实时借助频闪仪进行观察，但是在高速复卷、分切的场合，人眼根本无法长时间观测，且不同操作工复卷质检过的水松纸质量也参差不齐，没有统一的质量标准。 基于光电传感器的印刷品缺陷检测主要是针对印刷品断裂及跑偏的情形，不能连续检测印刷品的各种表面缺陷，如烫金漏印、烫金不实、切偏、套印不准、字迹模糊等。

专利号为2013206381667的中国专利公开了一种高精度的视觉检测系统，包括机架、传送带及设置在机架上，沿传送带的传送方向上依次设置的给纸单元、检测单元、剔废单元、成品收集单元，还包括连接于监测单元的视觉检测计算机系统以及连接于剔废单元的废品收集单元，视觉检测计算机系统发出控制信号控制剔废单元动作。该专利工作时，针对同一印刷品表面具有不同反光率的不同材质的特点，根据不同部位的反光率来判断印刷品是否存在缺陷，但是不同颜色的部位在不同光线强度的环境中差异较大，导致该方法的准确率下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种印刷品质量检测装置及检测方法，能够自动对印刷品的缺陷进行检测，极大地提升印刷行业的质检效率和良品率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种印刷品质量检测装置，设置于待测设备的机柜上，包括编码器、控制单元及图像采集单元，所述编码器设置于待测设备的主动轮上，编码器的输出端与控制单元的输入端相连，控制单元的输出端连接图像采集单元，所述图像采集单元设置于待测的印刷品的上方，图像采集单元的输出端连接控制单元的输入端，所述控制单元包括计数器及处理器，计数器的输入端与编码器的输出端相连，计数器的输出端与处理器的输入端相连，处理器还与图像采集单元相连；所述编码器用于对待测设备的主动轮的转速进行检测，并将检测结果发送至控制单元，所述控制单元用于对待测设备的主动轮的转速进行判断，待待测设备的主动轮的转速达到设定值后，控制图像采集单元开始工作，图像采集单元用于对印刷品上的图像进行采集，并将采集结果发送至控制单元，控制单元还用于对图像采集单元采集到的图像进行处理，判断所检测的印刷品是否有缺陷。

优选地，还包括滤波器，滤波器的输入端与编码器的输出端相连，滤波器的输出端与计数器的输入端相连。

优选地，所述控制单元还包括I/O控制卡，I/O控制卡的输入端与处理器的输出端相连，I/O控制卡的输出端通过继电器与待测设备的控制器相连。

优选地，所述图像采集单元采用图像传感器。

优选地，所述图像采集单元的下方还设置有光源，光源设置于待测的印刷品的下方，且光源的方向与待测的印刷品的运动方向垂直。

优选地，还包括报警装置，报警装置经I/O控制卡与处理器的输出端相连。

优选地，还包括远程终端，远程终端通过通信设备与控制单元的输出端相连。

一种印刷品质量检测方法，依次包括以下步骤：

（1）将编码器及计数器清零，回到初始状态；

（2）打开待测设备的电源，待测设备的主动轮转动，从而带动中间传动轮和从动轮开始工作；

（3）编码器采集主动轮的动作，并产生脉冲信号发送至控制单元；

（4）控制单元中的滤波器将编码器输出的脉冲信号中的噪声滤除掉，计数器对过滤之后的脉冲信号进行计数，并将计数结果发送至处理器；

（5）处理器根据计数器的输出结果判断主动轮的转速，当主动轮的转速达到设定值时，图像传感器开始对印刷品上的图像进行采集，并将采集结果发送至控制单元；

（6）控制单元对图像传感器采集到的图像进行处理，并判断图像中的印刷品是否存在质量缺陷；

（7）若印刷品出现质量缺陷，则控制单元控制报警装置动作，提醒工作人员对待测设备进行检修，同时控制单元经I/O控制卡控制待测设备在缺陷位置自动停下，供工作人员进行缺陷处理。

还包括步骤（8），具体为：

（8）控制单元经通信设备将缺陷发生的位置及缺陷属性发送至远程终端，远程终端记录下缺陷发生的位置及属性。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明依附于现有的印刷、分切及复卷等印刷设备，利用机器视觉技术，在不影响现有印刷设备正常作业的前提下，利用图像传感器对待测设备的印刷品进行在线检测，以机器视觉代替人类视觉，更加清晰、准确、实时地对水松纸等印刷品质量进行控制，提高水松纸质检的效率和良品率，极大地提升印刷行业的质检效率和良品率。

（2）本发明利用编码器来对主动轮的转速进行检测，待主动轮的转速达到设定值，印刷品的张力稳定之后，图像传感器才开始工作，保证了检测结果的准确性。

（3）控制单元的输出端经I/O控制卡和继电器与待测设备的控制器相连，当图像传感器检测到印刷品有质量缺陷时，控制单元经I/O控制卡控制待测设备在缺陷位置自动停下，供工作人员进行缺陷处理，实现印刷品的自动在线监测和报警；缺陷处理完毕后，不必重新启动本发明的装置，实现24小时不间断地自动检测与实时缺陷控制，可自动实现对印刷设备的简单缺陷控制（如停机等），控制操作简单，适合于高速印刷、分切、复卷过程中的在线缺陷检测、自动报警与统计分析。

（4）若印刷品出现质量缺陷，控制单元经通信设备将缺陷发生的位置及缺陷属性发送至远程终端，远程终端记录下缺陷发生的位置、属性及发生缺陷时待测设备转过的米数和时间，供后续统计查询分析用，为待测设备的定期巡检提供依据。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。在具体实施时，可根据具体情况，将本发明安装在印刷机、分切机及复卷机等设备上，有针对性地进行不同设备选型，实现各种印刷品的在线检测与控制。应当指出的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“垂直”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明的内容，而不是指示装置必须按照特定的方位进行设置，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，在本发明中，除非有明确的规定，术语“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是各个元器件内部的连通，对于本领域的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明所述的一种印刷品质量检测装置，设置于待测设备的机柜1上，包括编码器7、控制单元5及图像采集单元6，编码器7的输出端与控制单元5的输入端相连，控制单元5与图像采集单元6相连；所述编码器7用于对待测设备的主动轮9的转速进行检测，并将检测结果发送至控制单元5，控制单元5用于对待测设备的主动轮9的转速进行判断，待待测设备的主动轮9的转速达到设定值后，控制图像采集单元6开始工作，控制单元5还用于对图像采集单元6采集到的图像进行处理，判断所检测的印刷品10是否有缺陷，图像采集单6元用于对所检测的印刷品10上的图像进行采集，并将采集结果发送至控制单元5。

编码器7设置于待测设备的主动轮9上，在本实施例中，编码器7设置在辅助靠轮8上，辅助靠轮8与待测设备的主动轮9相切，待测设备的主动轮9转动时，主动轮9的转动经辅助靠轮8传动到编码器7上，编码器7对主动轮9的转动进行编码，产生脉冲信号。编码器7的编码精度根据编码器7每转所能产生的脉冲数及辅助靠轮8的大小设定，在本实施例中，编码器7的精度为0.1mm，即所检测的印刷品10每前进0.1mm就会产生一个脉冲信号。

控制单元5包括滤波器、计数器、处理器及I/O控制卡，滤波器的输入端与编码器的输出端相连，滤波器的输出端与计数器的输入端相连，计数器的输出端与处理器的输入端相连，处理器的输出端与I/O控制卡相连，I/O控制卡通过继电器与待测设备的控制器4相连，处理器还与图像采集单元6相连。滤波器用于对编码器产生的脉冲信号进行过滤，在本实施例中，滤波器采用ns级滤波器，能够过滤掉所有脉冲持续时间小于4ms的噪声脉冲，保证检测结果的准确性；计数器用于对过滤之后的脉冲信号进行计数，并将计数结果发送至处理器，控制器用于根据计数器的输出结果判断主动轮的转速，当主动轮的转速达到设定值时，控制图像采集单元5开始对所检测的印刷品10上的图像进行采集，控制器还用于根据图像采集单元5采集到的图像，判断当前印刷品是否有缺陷。

图像采集单元6采用图像传感器，图像传感器设置于待测设备的两个中间传动轮2的上方，且图像传感器的拍摄面与所检测的印刷品10的运动方向垂直，图像采集单元6的下方还设置有光源11，光源11设置于待测设备的两个中间传动轮2的下方，且光源11的方向与所检测的印刷品10的运动方向垂直。图像采集单元6及光源11的安装位置根据所检测的印刷品10的表面材质和纹理进行设定，使得拍摄的图像曝光量适中，印刷字迹清晰。

控制单元5的输出还连接有报警装置及远程终端，报警装置与I/O控制卡相连，若所检测的印刷品10出现质量缺陷，则控制单元5经I/O控制卡控制报警装置动作，提醒工作人员对待测设备进行检修；远程终端通过通信设备与控制单元5的输出端相连，若所检测的印刷品10出现质量缺陷，控制单元5经通信设备将缺陷发生的位置及缺陷属性发送至远程终端，远程终端记录下缺陷发生的位置、属性及发生缺陷时待测设备转过的米数和时间，供后续统计查询分析用，为待测设备的定期巡检提供依据。

如图2所示，本发明所述的一种印刷品质量检测方法，依次包括以下步骤：

（1）将编码器7及计数器清零，回到初始状态；

（2）打开待测设备的电源，待测设备的主动轮9转动，从而带动中间传动轮3和从动轮3开始工作；

（3）编码器7采集主动轮9的动作，并产生脉冲信号发送至控制单元5；

待测设备的主动轮9转动时，主动轮9的转动传动到编码器7上，编码器7对主动轮9的转动进行编码，产生脉冲信号。在本实施例中，编码器7设置在辅助靠轮8上，辅助靠轮8与待测设备的主动轮9相切，待测设备的主动轮9转动时，主动轮9的转动经辅助靠轮8传动到编码器7上，编码器7对主动轮9的转动进行编码，产生脉冲信号。

（4）控制单元5中的滤波器将编码器7输出的脉冲信号中的噪声滤除掉，计数器对过滤之后的脉冲信号进行计数，并将计数结果发送至处理器；

（5）处理器根据计数器的输出结果判断主动轮9的转速，当主动轮9的转速达到设定值时，图像传感器开始对所检测的印刷品10上的图像进行采集，并将采集结果发送至控制单元5；

在本实施例中，当处理器判断主动轮9的转速达到50米/分时，处理器控制光源11打开；当处理器判断主动轮9的转速达到200米/分时，系统的速度和张力达到稳定，处理器控制图像传感器开始工作，保证了检测结果的准确性。

（6）控制单元5对图像传感器采集到的图像进行处理，并判断图像中的印刷品是否存在质量缺陷；

控制单元5根据所采集到的图像数据，利用影像分析技术，实时快速分析出图像中的印刷品是否存在质量缺陷，及缺陷的类型、缺陷的位置及长宽等。其中影像分析技术要求耗时不高于图像采样间隔，如对于400米/分的复卷速度而言，算法最多允许耗时不能超过14ms。影像分析技术为现有的图像处理算法，不再赘述。

（7）若所检测的印刷品10出现质量缺陷，则控制单元5控制报警装置动作，提醒工作人员对待测设备进行检修，同时控制单元5经I/O控制卡控制待测设备在缺陷位置自动停下，供工作人员进行缺陷处理。

一旦控制单元发现某张图像数据有缺陷存在，控制单元5自动通过I/O控制卡给报警装置及待测设备的控制器4发送缺陷发生信号，使待测设备在缺陷位置附近自动停下，供人工进行缺陷处理。

（9）控制单元5经通信设备将缺陷发生的位置、缺陷属性及发生缺陷时待测设备转过的米数和时间发送至远程终端，远程终端对缺陷发生的位置及缺陷属性及发生缺陷时待测设备转过的米数和时间进行记录。

最后，应说明的是，以上实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得出的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种印刷品质量检测装置，设置于待测设备的机柜上，其特征在于：包括编码器、控制单元及图像采集单元，所述编码器设置于待测设备的主动轮上，编码器的输出端与控制单元的输入端相连，控制单元的输出端连接图像采集单元，所述图像采集单元设置于待测的印刷品的上方，图像采集单元的输出端连接控制单元的输入端，所述控制单元包括计数器及处理器，计数器的输入端与编码器的输出端相连，计数器的输出端与处理器的输入端相连，处理器还与图像采集单元相连；所述编码器用于对待测设备的主动轮的转速进行检测，并将检测结果发送至控制单元，所述控制单元用于对待测设备的主动轮的转速进行判断，待待测设备的主动轮的转速达到设定值后，控制图像采集单元开始工作，图像采集单元用于对印刷品上的图像进行采集，并将采集结果发送至控制单元，控制单元还用于对图像采集单元采集到的图像进行处理，判断所检测的印刷品是否有缺陷。

2.如权利要求1所述的一种印刷品质量检测装置，其特征在于：还包括滤波器，滤波器的输入端与编码器的输出端相连，滤波器的输出端与计数器的输入端相连。

3.如权利要求2所述的一种印刷品质量检测装置，其特征在于：所述控制单元还包括I/O控制卡，I/O控制卡的输入端与处理器的输出端相连，I/O控制卡的输出端通过继电器与待测设备的控制器相连。

4.如权利要求1所述的一种印刷品质量检测装置，其特征在于：所述图像采集单元采用图像传感器。

5.如权利要求1所述的一种印刷品质量检测装置，其特征在于：所述图像采集单元的下方还设置有光源，光源设置于待测的印刷品的下方，且光源的方向与待测的印刷品的运动方向垂直。

6.如权利要求5所述的一种印刷品质量检测装置，其特征在于：还包括报警装置，报警装置经I/O控制卡与处理器的输出端相连。

7.如权利要求6所述的一种印刷品质量检测装置，其特征在于：还包括远程终端，远程终端通过通信设备与控制单元的输出端相连。

8.利用权利要求7所述的一种印刷品质量检测装置进行印刷品质量检测的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

（1）将编码器及计数器清零，回到初始状态；

（2）打开待测设备的电源，待测设备的主动轮转动，从而带动中间传动轮和从动轮开始工作；

（3）编码器采集主动轮的动作，并产生脉冲信号发送至控制单元；

（4）控制单元中的滤波器将编码器输出的脉冲信号中的噪声滤除掉，计数器对过滤之后的脉冲信号进行计数，并将计数结果发送至处理器；

（5）处理器根据计数器的输出结果判断主动轮的转速，当主动轮的转速达到设定值时，图像传感器开始对印刷品上的图像进行采集，并将采集结果发送至控制单元；

（6）控制单元对图像传感器采集到的图像进行处理，并判断图像中的印刷品是否存在质量缺陷；

（7）若印刷品出现质量缺陷，则控制单元控制报警装置动作，提醒工作人员对待测设备进行检修，同时控制单元经I/O控制卡控制待测设备在缺陷位置自动停下，供工作人员进行缺陷处理。

9.如权利要求8所述的一种印刷品质量检测方法，其特征在于：还包括步骤（8），具体为：

（8）控制单元经通信设备将缺陷发生的位置及缺陷属性发送至远程终端，远程终端记录下缺陷发生的位置及属性。