CN106596570B - 检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法及其装置，方法为：将镀膜纸张背面依次通过光源照射，光照下对镀膜纸张正面采集图像信息；将该图像信息输送至检测控制系统，与预存标准图像信息对比，判断该镀膜纸张是否有镀膜层缺陷造成产品不合格；不合格时，采集位置信息并跟踪其运动，到达剔除机构时将其剔除。装置包括：输送机构、图像采集机构、光照机构、跟踪定位机构、剔除机构、检测控制系统；光照机构设置在输送机构下方；图像采集机构设置在输送机构上方，跟踪定位机构和剔除机构设置在输送机构侧面或者上方。本发明检测效率高、操作性强、并能系统地分析检测结果，改进印刷过程中不合理操作及原材料的缺陷。

Description

检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法及其装置

技术领域

本发明属于包装技术领域，涉及一种纸张缺陷检测方法及其装置，尤其涉及一种检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法及其装置。

背景技术

镀铝纸是包装界的绿色追求，镀铝纸主要由原纸、铝层和涂层组成，因光泽度和平滑度好，柔韧性好，铝层牢度高，美观环保，同时有良好的印刷性能和机械加工性能，因此可广泛用于烟、酒、瓶贴、茶叶、食品、化妆品、日化、百货、礼品、工艺品等产品的精美包装，也可用于建筑装潢材料，镀铝纸的市场发展空间巨大。

然而随着印刷的快速发展，高效的印刷速度往往要求纸张原材料适应高速印刷的要求，所以纸张来料以卷筒纸居多，卷筒纸在来料检测上只能对外层进行检测，无法进行全面检测。且一些印刷企业尤其是烟草公司对质量的要求很高，一旦出现质量问题，就会造成大量退货。为了降低风险，针对原材料无法全面检测的情况，大多数印刷厂都采取对印刷成品施行人工全检的方法。但人工全检存在其局限性，且不说人会存在视觉疲劳的问题，仅要在极短的时间内，检出印刷中可能发生的各种问题，是一件极具难度的工作。

在印刷包装领域，同时除了上述纸张镀铝外，还有覆膜、烫金等工艺，会常常出现印后加工烫金漏烫、覆膜不完整等问题。采用人工检测也同样有生产效率低、检出率低等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种全自动、标准化的在线检测，提高检测效率、操作性强、并能系统地分析检测结果，从而根本上改进印刷过程中出现的不合理操作及原材料的缺陷等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法，包括以下步骤：

A、图像采集：输送不透光镀膜纸张依次通过光源，光源照射镀膜纸张背面，光照下在镀膜纸张的正面对应光源的位置依次对镀膜纸张进行图像信息采集；

B、对比：将采集到的图像信息输送至检测控制系统，检测控制系统将该图像信息与预存标准图像信息进行对比；

C、判断：检测控制系统根据步骤B的对比，判断该镀膜纸张是否有镀膜层缺陷造成镀膜纸张不合格；

D、处理：判断该镀膜纸张合格时，继续将该镀膜纸张输送至下一工序；判断该镀膜纸张不合格时，检测控制系统发出跟踪该不合格的镀膜纸张的指令；

E、跟踪剔除：采集该不合格的镀膜纸张的位置信息并跟踪其运动，在不合格的镀膜纸张到达剔除机构时，剔除机构将不合格的镀膜纸张剔除。

所述的测纸张不透光镀膜层缺陷的方法中，优选所述步骤A中，采用吸附输送带对镀膜纸张进行输送，所述光源设置在吸附输送带下方，通过光照狭缝照射镀膜纸张背面；在镀膜纸张的正面设有摄像机构用于采集光照下的镀膜纸张正面图像信息。

所述的测纸张不透光镀膜层缺陷的方法中，优选所述步骤B中，预存标准图像信息为全黑的镀膜纸张形状信息。

所述的测纸张不透光镀膜层缺陷的方法中，优选所述步骤C中，若镀膜纸张的图像信息是：在全黑的镀膜纸张形状图像中在存在白色的点、线或面，则判断该镀膜纸张存在镀膜层缺陷，并根据镀膜层缺陷的位置以及所占面积的比例，超出合格标准要求，即为不合格产品。

所述的测纸张不透光镀膜层缺陷的方法中，优选所述步骤E中，在收到检测控制系统发出的存在缺陷的指令信息，通过自动跟踪定位机构识别有缺陷镀膜纸张的位置信息特征并记录该位置信息，在该缺陷的镀膜纸张到达剔除机构，剔除机构根据自动跟踪定位机构的位置信息将缺陷的镀膜纸张剔除。

一种检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置，包括：

输送镀膜纸张的输送机构；

采集镀膜纸张正面图像信息的图像采集机构；

对镀膜纸张背面进行光照的光照机构；

采集缺陷镀膜纸张位置信息并跟踪的跟踪定位机构；

对不合格镀膜纸张进行剔除的剔除机构；

控制上述机构动作的检测控制系统；

所述光照机构设置在输送机构下方且光照机构的发出光线从光照狭缝中照射镀膜纸张背面；所述图像采集机构设置在输送机构上方，且与光照机构上下对应；

所述跟踪定位机构设置在输送机构侧面或者输送机构上方；

所述剔除机构设置在图像采集机构后方的输送机构的周边。

所述检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置中，优选所述输送机构包括机架、设置在机架上的传动件，由传动件驱动前进的吸附输送带。

所述检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置中，优选所述吸附输送带包括进料输送带和出料输送带，所述光照机构设置在进料输送带和出料输送带之间的下方；

所述检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置中，优选所述光照机构包括光源；所述光照狭缝为进料输送带和出料输送带之间留有的狭缝或者光照机构设置的狭缝，光源从狭缝下方向上照射镀膜纸张背面；所述狭缝长度与吸附输送带横向宽度配合一致。

所述检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置中，优选所述跟踪定位机构包括在输送机构两侧或上方设置的监控摄像机、驱动监控摄像机跟踪的跟踪驱动件。

所述检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置中，优选所述剔除机构包括对应每个镀膜纸张位置设置的将镀膜纸张从输送机构中剔除的剔除件、驱动剔除件动作的驱动件。

本发明是一种在线检测方法和装置，可以高效地检测纸张不透光镀膜(包括镀铝层和其他不透明镀层或涂层)及印后烫金加工中的缺陷，并剔除缺陷产品，还可以对缺陷数据进行分析处理，进一步提高印刷水平，为原材料的系统检验提供了依据。本发明可实现检测方法的简化，降低了成本，减少损耗，从而克服了传统产品在纸张来料时无法全面检测、成品检测效率低、难控制等缺陷。

使用本发明自动化的印刷品在线检测，提高了检测的效率，并系统地分析检测结果，从而根本上改进印刷过程中出现的不合理操作及原材料的缺陷。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例2的结构示意图；

图2是本发明实施例1的预存标准图像信息；

图3是本发明实施例1的不合格镀膜纸张的图像信息。

具体实施方

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

基于在印刷领域，纸张上镀金属层、镀不透光高分子材料膜、加工后烫金等是常规工艺，因此，本发明适用于所有在纸张上镀不透光膜、镀不透光层、烫金的质量检测，以及剔除废品。

本发明镀膜纸张的正面和背面的定义是根据在吸附输送带上设置的位置设定，朝上的镀膜纸张一面为正面，朝下的镀膜纸张的一面为背面，并不局限镀膜纸张实际的正面和反面。

本发明中的镀膜纸张为已经裁剪好的不透光镀膜纸张，不透光镀膜纸张裁剪的形状跟不同产品的要求进行设计，可以是曲线结构、多边形结构，还可以是各种规则或不规则形状，在本发明中不作限定。

实施例1，一种检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法，包括以下步骤：

A、图像采集：输送不透光镀膜纸张依次通过光源，光源照射镀膜纸张背面，光照下在镀膜纸张的正面对应光源的位置依次对镀膜纸张进行图像信息采集；

本发明中的镀膜纸张为已经裁剪好的不透光镀膜纸张，按照固定的位置排布在输送带上，采用输送带对镀膜纸张进行输送，所述光源设置在吸附输送带下方，通过光照狭缝照射镀膜纸张背面；在镀膜纸张的正面设有摄像机构用于采集光照下的镀膜纸张正面图像信息。输送带采用高速吸附输送带。光源采用高亮度LED光源，该光源光通量大，亮度高，能使得检测采集图像中的小缺陷得到清晰显示。摄像机构采用CCD高速摄像机，与高速吸附输送带配合，可快速对不透光镀膜纸张正面进行图像信息采集；

B、对比：检测控制系统包括主控制器，主控制器包括控制模块，控制模块连接连接有比较模块、信息存储模块、显示模块，采集到的图像信息输送至检测控制系统，检测控制系统接收到采集的图像信息，调用信息存储模块中的预存标准图像信息，比较模块将该图像信息与预存标准图像信息进行对比；由于不透光镀层的不透光性，采集到的图案信息也应是黑色的图形形状，将该图形信息与预存标准图像信息对比，如图2所示，预存标准图像信息为全黑的镀膜纸张形状信息；进一步可以将对比结果通过显示模块进行显示；

C、判断：检测控制系统根据步骤B的对比，判断该镀膜纸张是否有镀膜层缺陷造成镀膜纸张不合格；若镀膜纸张的图像信息是：全黑的镀膜纸张形状图像信息，表明纸张镀层完好无损，则判定为合格镀膜纸张产品；

当产品的纸张镀层存在缺陷时，未有镀层的部分具有透光性，CCD高清摄像机所采集的图像传输至检测系统中时，会在缺失部位出现相应的白点；因此，若采集到如图3所示的镀膜纸张的图像信息：在全黑的镀膜纸张形状图像中存在白色的点、线或面，则判断该镀膜纸张存在镀膜层缺陷，并根据镀膜层缺陷的位置以及所占面积的比例，超出合格标准要求，即为不合格镀膜纸张产品；

D、处理：判断该镀膜纸张合格时，继续将该镀膜纸张输送至下一工序；判断该镀膜纸张不合格时，检测控制系统发出跟踪该不合格的镀膜纸张的指令，且检测控制系统的主控制器发出指令控制跟踪定位机构和剔除机构动作；

E、跟踪剔除：采集该不合格的镀膜纸张的位置信息并跟踪其运动，在不合格的镀膜纸张到达剔除机构时，剔除机构将不合格的镀膜纸张剔除。具体采集位置信息并跟踪的机构为跟踪定位机构，跟踪定位机构采用具有跟踪性能的监控摄像机(电子眼)，该设备为现有技术，在此不再赘述。在收到检测控制系统发出的存在缺陷的指令信息，跟踪定位机构的监控摄像机识别有缺陷镀膜纸张的位置信息特征并记录该位置信息，在该缺陷的镀膜纸张到达剔除机构，剔除机构根据自动跟踪定位机构的位置信息将缺陷的镀膜纸张剔除。

实施例2，如图1所示，一种检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置，包括：输送镀膜纸张100的输送机构4、采集镀膜纸张100正面图像信息的图像采集机构2、对镀膜纸张100背面进行光照的光照机构3、采集缺陷镀膜纸张100位置信息并跟踪的跟踪定位机构5、对不合格镀膜纸张100进行剔除的剔除机构6、控制上述机构动作的检测控制系统；所述光照机构3设置在输送机构4下方且光照机构3的发出光线从光照狭缝中照射镀膜纸张100背面；所述图像采集机构2设置在输送机构4上方，且与光照机构3上下对应；所述跟踪定位机构5设置在输送机构4侧面或者输送机构4上方；所述剔除机构设置在图像采集机构2后方的输送机构4的周边。

所述输送机构4包括机架40、设置在机架40上的传动件43，由传动件43驱动吸附输送带41。对吸附输送带41传动的传动件43可以有多种实施方式，一种是传动件为传动辊，传动辊包括主动辊43a和被动辊43b。另一种方式可以采用链轮与链条配合的传动件。吸附输送带41采用真空吸附式输送带，镀膜纸张100通过真空抽吸吸附在吸附输送带41上，固定了每个镀膜纸张100的位置，避免在输送过程中镀膜纸张100的移动，镀膜纸张100固定位置便于采集图像信息并且确定每个镀膜纸张100的位置信息，以便于在剔除不合格产品时不会出现误剔除或漏剔除的问题。

所述吸附输送带包括进料输送带41a和出料输送带41b，由于要设置图像采集机构2和光照机构3，则将吸附输送带41连续设置两条，进料输送带41a和出料输送带41b首尾相邻，并且进料输送带41a和出料输送带41b之间留有间隙形成狭缝。所述光照机构3设置在进料输送带41a和出料输送带41b之间的下方，图像采集机构2设置对应光照机构3设置在进料输送带41a和出料输送带41b的上方。

所述光照机构3包括光源、对光源进行保护的机壳32；所述光照狭缝为进料输送带41a和出料输送带41b之间留有的狭缝或者光照机构3设置的狭缝31，光照机构的机壳32上设有狭缝31，则光源从机壳32上的狭缝31中出光；光源从狭缝31下方向上照射镀膜纸张100背面；所述狭缝31长度与输送机构4中的进料输送带41a和出料输送带41b横向宽度配合一致。

图像采集机构2包括固定架、设置在固定架上的CCD高速摄像机22，高速摄像机22可以对运动的镀膜纸张100进行清晰的图像采集，使得检测准确。高速摄像机22连接图像采集卡21，图像采集卡21连接装有检测控制系统的主机终端1，高速摄像机22将拍摄的图像信息传送给主机终端1，由主机终端1中的检测控制系统，进行处理。

所述跟踪定位机构5包括在输送机构4两侧或上方设置的监控摄像机51、驱动监控摄像机跟踪的跟踪驱动件52。跟踪驱动件52为驱动监控摄像机51动作的各种装置，例如：电机、齿轮齿条等，本实施例中，监控摄像机51设置在吸附输送带41两侧。

所述检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置中，优选所述剔除机构6包括对应每个镀膜纸张100位置设置的将镀膜纸张100从输送机构中剔除的剔除件61、驱动剔除件动作的驱动件62。

第一种实施方式为：所述剔除件为吸附盘、驱动吸附盘动作的驱动杆和剔除驱动件。所述驱动件为驱动杆、驱动驱动杆移动的气缸，吸附盘根据吸附输送带上的镀膜纸张100的排列位置设定，形成阵列，在吸附盘后方设有可以伸缩的驱动杆，通过剔除驱动件来驱动每个驱动杆的动作，驱动杆和剔除驱动件可以选择多杆气缸。根据检测控制系统的指令，剔除驱动件进行动作，将不合格产品剔除。

除了上述结构外，剔除机构6还有第二种实施方式：剔除件61为吹气的气嘴，气嘴按照吸附输送带41上的镀膜纸张100的排列位置设定，气嘴连接驱动件62---气体输送管和空气压缩机，气体输送管与空气压缩机连接，通过空气压缩机给气嘴提供带有一定压力的气体，用于将不合格的镀膜纸张100吹向剔除通道63。

检测控制系统包括主控制器、用于显示和操作的终端1，所述主控制器设置终端1中，与主控制器连接有执行控制器7，执行控制器7分别与输送机构4、跟踪定位机构5、剔除机构6电连接，并控制它们的动作。在输送机构4上设有轴同步编码器45，用于多个驱动进料输送带41a和出料输送带41b运动的传动辊同步转动。终端1与图像采集机构2、光照机构3连接。在输送机构4侧面设有取向同步光电开关8和剔除同步光电开关9。

实施过程：将待测的镀膜纸张100放置在进料输送带41a上，本发明中的镀膜纸张100为已经裁剪好的不透光镀膜纸张100，按照固定的位置排布在输送带上，到达图像采集机构2时，图像采集机构2采集每个镀膜纸张100的正面图像信息，并将图像信息传输给终端1存入图像采集卡21，与终端1内预存的标准图像信息进行对比、判断，检测控制系统接收到采集的图像信息，调用信息存储模块中的预存标准图像信息，比较模块将该图像信息与预存标准图像信息进行对比；由于不透光镀层的不透光性，采集到的图案信息也应是黑色的图形形状，将该图形信息与预存标准图像信息对比，如图2所示，预存标准图像信息为全黑的镀膜纸张100形状信息；进一步可以将对比结果通过显示模块进行显示；检测控制系统根据对比，判断该镀膜纸张100是否有镀膜层缺陷造成镀膜纸张100不合格；若镀膜纸张100的图像信息是：全黑的镀膜纸张100形状图像信息，表明纸张镀层完好无损，则判定为合格镀膜纸张100产品；当产品的纸张镀层存在缺陷时，未有镀层的部分具有透光性，CCD高清摄像机所采集的图像传输至检测系统中时，会在缺失部位出现相应的白点；因此，若采集到如图3所示的镀膜纸张100的图像信息：在全黑的镀膜纸张100形状图像中存在白色的点、线或面，则判断该镀膜纸张100存在镀膜层缺陷，并根据镀膜层缺陷的位置以及所占面积的比例，超出合格标准要求，即为不合格镀膜纸张100产品；终端发出指令给执行控制器7，执行控制器7指令控制跟踪定位机构5对不合格的镀膜纸张100进行跟踪定位，在收到检测控制系统发出的存在缺陷的指令信息，跟踪定位机构5的监控摄像机51识别有缺陷镀膜纸张100的位置信息特征并记录该位置信息，在该缺陷的镀膜纸张100到达剔除机构6，并开启剔除同步光电开关9，通过跟踪定位，剔除机构6的气嘴对定位到的不合格品进行吹气，沿着剔除通道口进行剔除，合格的镀膜纸张100通过出料输送带41b输送到下一工序。

控制过程：取向同步光电开关8和剔除同步光电开关9均与执行控制器7相连，当有产品在吸附输送带41上进行传输时，取向同步光电开关8自动打开，并将信号传输至执行控制器7，执行控制器7经过终端1的主控制器处理命令LED光源和CCD摄像机的开启并进行工作。高速摄像机22所捕捉到的图片回传至系统进行识别，当系统识别到具有缺陷的产品时，主控制器经过处理向剔除同步光电开关9发出命令，进行此缺陷产品的跟踪和剔除。

Claims (8)

1.一种检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、图像采集：输送不透光镀膜纸张依次通过光源，光源照射镀膜纸张背面，光照下在镀膜纸张的正面对应光源的位置依次对镀膜纸张进行图像信息采集；

B、对比：将采集到的图像信息输送至检测控制系统，检测控制系统将该图像信息与预存标准图像信息进行对比；

C、判断：检测控制系统根据步骤B的对比，判断该镀膜纸张是否有镀膜层缺陷造成镀膜纸张不合格；

D、处理：判断该镀膜纸张合格时，继续将该镀膜纸张输送至下一工序；判断该镀膜纸张不合格时，检测控制系统发出跟踪该不合格的镀膜纸张的指令；

E、跟踪剔除：采集该不合格的镀膜纸张的位置信息并跟踪其运动，在不合格的镀膜纸张到达剔除机构时，剔除机构将不合格的镀膜纸张剔除。

2.根据权利要求1所述的测纸张不透光镀膜层缺陷的方法，其特征在于，所述步骤A中，采用吸附输送带对镀膜纸张进行输送，所述光源设置在吸附输送带下方，通过光照狭缝照射镀膜纸张背面；在镀膜纸张的正面设有摄像机构用于采集光照下的镀膜纸张正面图像信息。

3.根据权利要求1所述的检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法，其特征在于，所述步骤B中，预存标准图像信息为全黑的镀膜纸张形状信息。

4.根据权利要求1所述的检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法，其特征在于，所述步骤C中，若镀膜纸张的图像信息是：在全黑的镀膜纸张形状图像中在存在白色的点、线或面，则判断该镀膜纸张存在镀膜层缺陷，并根据镀膜层缺陷的位置以及所占面积的比例，超出合格标准要求，即为不合格产品。

5.根据权利要求1所述的检测纸张不透光镀膜层缺陷的方法，其特征在于，所述步骤E中，在收到检测控制系统发出的存在缺陷的指令信息，通过自动跟踪定位机构识别有缺陷镀膜纸张的位置信息特征并记录该位置信息，在该缺陷的镀膜纸张到达剔除机构，剔除机构根据自动跟踪定位机构的位置信息将缺陷的镀膜纸张剔除。

6.一种检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置，其特征在于，包括：

输送镀膜纸张的输送机构；

采集镀膜纸张正面图像信息的图像采集机构；

对镀膜纸张背面进行光照的光照机构；

采集缺陷镀膜纸张位置信息并跟踪的跟踪定位机构；

对不合格镀膜纸张进行剔除的剔除机构；

控制上述机构动作的检测控制系统；

所述光照机构设置在输送机构下方且光照机构的发出光线从光照狭缝中照射镀膜纸张背面；所述图像采集机构设置在输送机构上方，且与光照机构上下对应；

所述跟踪定位机构设置在输送机构侧面或者输送机构上方；

所述剔除机构设置在图像采集机构后方的输送机构的周边；所述输送机构包括机架、设置在机架上的传动件，由传动件驱动吸附输送带；

所述吸附输送带包括进料输送带和出料输送带，所述光照机构设置在进料输送带和出料输送带之间的下方；

所述光照机构包括光源；所述光照狭缝为进料输送带和出料输送带之间留有的狭缝或者光照机构设置的狭缝，光源从狭缝下方向上照射镀膜纸张背面；所述狭缝长度与吸附输送带横向宽度配合一致。

7.根据权利要求6所述的检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置，其特征在于，所述跟踪定位机构包括在输送机构两侧或上方设置的监控摄像机、驱动监控摄像机跟踪的跟踪驱动件。

8.根据权利要求6所述的检测纸张不透光镀膜层缺陷的装置，其特征在于，所述剔除机构包括对应每个镀膜纸张位置设置的将镀膜纸张从输送机构中剔除的剔除件、驱动剔除件动作的驱动件。