CN109955607B - 借助计算机自动化校准具有图像检测系统的印刷机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助于计算机(6)自动化校准具有图像检测系统的印刷机(7)的方法，包括如下步骤：将具有已定义的偏差的至少一个承印样图基底(9)引入到所述印刷机(7)中；通过图像检测系统产生出所述承印样图基底(9)的数字图像；通过计算机(6)计算出针对所述印刷机(7)的配置参数(17)的包含已定义的偏差在内的用于优化印刷品质的实际补偿值(15)；将所创建的实际补偿值(15)与由所述承印样图基底(9)的已定义的偏差所已知的额定补偿值(18)进行比较；通过计算机(6)对上述比较进行分析处理从而检查所述印刷机(7)的功能能力和/或通过计算机(6)借助于已分析处理的比较从而校准所述印刷机(7)。

Description

借助计算机自动化校准具有图像检测系统的印刷机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于借助于计算机对具有图像检测系统的印刷机进行自动化校准的方法。
背景技术
本发明属于测试自动化的技术领域。
在实践中，传统的胶印机在各个构件生产之后在其组装之后被检查其完整的功能能力。这通常如下发生，其方式是，执行测试印刷，这种测试印刷覆盖所涉及的印刷机的功能的尽可能宽的范围方面(Spektrum)。由此，在所涉及的印刷机中所发现的错误还能够在生产中在制造商处得以清除。随后可以将印刷机释放(freigegeben)并且交付相应客户使用。
类似的过程在喷墨印刷机中当前是不可能的。对此原因在于，在这种功能测试(也称为打样印刷(Abdrucken))与喷墨印刷机的装配及调试之间在客户处在印刷厂存在通常很多天的较长的时间间隔。在这些时间中，根据喷墨印刷机的相应印刷头的存放可能会发生如下情况：即，残留在印刷喷嘴中的油墨变干，这对于喷墨印刷机的功能能力而言是巨大的风险。因为再者与胶印机相比喷墨印刷作为无接触式印刷工艺关于喷墨印刷机的机械功能能力方面具有显著更少的错误原因，因而制造商和客户相比于胶印的情况更情愿省去在印刷机的生产之后最后的功能测试。此外，典型的胶印错误图像(例如在胶印机中在打样印刷时要对此进行测试的重影(Dublieren))与结构方式相关地在数字喷墨印刷机中完全不可能出现。此外，关于必要的校正(例如轮移动
Figure GDA0002687582830000011
)方面的优化步骤只有当事先会执行打样印刷时才可能有意义。因为这在喷墨印刷中出于所提及的原因是不可能的，因此这是另外一点，即，为什么在喷墨印刷机中省去打样印刷。喷墨印刷机的功能能力此外基本上通过印刷头和控制软件(更准确地说确定的软件算法例如是用于探测及补偿故障的印刷喷嘴)的状态来确定。
为了测试这些功能，在现有技术中迄今如此处理，即，打样印刷进而针对所提及的构件的功能能力方面的测试在喷墨印刷机中只有在印刷厂中装配机器之后才在客户处执行。然而这具有如下缺点，即，喷墨印刷机上可能的损坏或问题于是只有在客户处才能够发现。如果涉及到不能够立即解决的问题，那么必须至少将喷墨印刷机所涉及的构件进行更换，这涉及到附加耗费和成本以及制造商形象损失。因此会有利的是，针对喷墨印刷机所用的打样印刷即便如此仍在生产中在制造商处执行，即使这具有所有上述缺点。为此，例如可以代替于喷墨印刷机的供墨系统安装有仿真单元，借助该仿真单元于是相应地针对要测试的喷墨印刷机执行打样印刷。仿真单元的特性然而不同于原本应用的供墨单元，这使得如此获取的测试结果不太有价值。也存在如下可能，即，应用喷墨印刷机原本的供墨系统，然而这些供墨系统必须在打样印刷之后清空并且借助其他未干燥的液体进行替换，以便阻止剩余的含水的油墨在印刷喷嘴中变干。然而实践中的经验表明：自身而言这种方法并不能够完全阻止油墨在印刷喷嘴中变干。免于喷墨印刷机中印刷头损坏的最终安全性仅仅当如下情况下得以确保，即，如果针对打样印刷的过程无需将油墨导入到系统中的话。
因此，这种没有应用油墨的过程仅可借助于模拟类型来发生。在此，现有技术在德国专利申请DE 10 2004 040093 A1和DE 10 2005 015746 A1中给出了印刷机模拟器。该模拟器(其公开不是专门用于喷墨印刷机而是一般性用于印刷机)在此考虑到印刷者培训方面的训练目的。模拟器集成到印刷机的控制台中并且具有数据库，借助数据库可以在确定的输入情况下模拟出印刷机的行为性能(Verhalten)并且在控制台输出。这样集成到印刷机的控制台中在此确保了：尽可能接近现实地培训受训者。然而模拟器不访问位于其中的印刷机且也绝不执行真实印刷机的真实印刷过程或者其他驱控，而是单独通过其具有其理论值的内在数据库得以支持。对于新一代印刷者的培训，这种系统也完全足够。然而因为不处理真实数据，因而这种模拟器对于真实喷墨印刷机的功能能力的测试而言不是有利的。
发明内容
因此本发明的任务在于，提出一种用于自动化校准印刷机的方法，该方法确保了印刷机的功能能力，而无需执行完全的印刷过程。
该任务通过一种用于借助于计算机对具有图像检测系统的印刷机进行自动化校准的方法来解决，该方法包括如下步骤：将具有已定义的偏差的至少一个承印样图基底(Mustersubstrat)引入(Einschleusen)到印刷机中；通过图像检测系统产生所述承印样图基底的数字图像；计算机计算出针对印刷机的配置参数(Konfigurationsparameter)的包含已定义的偏差在内的用于优化印刷品质的实际补偿值；将所创建的实际补偿值与由承印样图基底的已定义的偏差所已知的额定补偿值进行比较；以及计算机通过对所述比较进行分析处理从而检查印刷机的功能能力和/或计算机借助于已分析处理的比较从而校准印刷机。
本发明原本的核心在此在于，将真实的承印样图基底引入到机器中，并且由此模拟出真实的印刷过程。因为在按照本发明的方法中不允许真实印刷，因此将这些印刷头停用并且仅仅将承印样图基底引入到印刷机中。随后，借助于在真实印刷过程中一向检查印刷品质的图像检测系统对承印样图基底进行检测和分析处理。因为承印样图基底包含关于印刷品质方面已定义的偏差以及包含模拟出机器错误功能的其他参数，因此可以通过图像检测系统计算出针对印刷机的配置参数所用的一组实际补偿值，这考虑到承印样图基底上的这些已定义的偏差。这些实际补偿值被考虑用于：相应地补偿在印刷机中通过具有已定义的偏差的承印样图基底所模拟的错误。因为承印样图基底上的偏差是已定义的进而是已知的，因此按照逻辑额定补偿值自然也是已知的，这些额定补偿值相应于理想补偿值，借助这些理想补偿值能够尽可能好地补偿所模拟的错误。通过将所创建的实际补偿值与已知的额定补偿值进行比较，于是能够检查：是否印刷机在其生产过程中关于印刷组件(或印刷头)方面正确运行。由此例如可以检查印刷机中基底输送的功能能力以及印刷机的整体颜色控制(包含图像检测系统的功能在内)。根据关于印刷机的状态(即功能能力)的认识(这种认识例如基于所创建的实际补偿值与已知的额定补偿值之间的差异所产生)能够为了尽可能准确的功能能力而对印刷机相应地校准，其方式是，立刻揭示可能的错误。
本方法的有利的进而优选的改进方案由所属的优选实施方式以及具有所属的附图的说明产生。
按照本发明的方法的优选改进方案在此在于，所述至少一个承印样图基底是在结构相同的印刷机中被预先印刷出来的，或者是在另一印刷装置上(例如具有至少与所述印刷机中一样的分辨率的打样绘图机(Proof-Plotter)上)产生的。人们此时是在结构相同的印刷机中产生承印样图基底还是在另一印刷装置上(例如具有印刷图像的相应非常高的分辨率的打样绘图机上)产生承印样图基底，这一方面与现有的硬件相关，然而主要与人们在按照本发明的方法的范畴内想要执行哪个测试场景相关。为了尽可能接近现实的测试(该测试应提供尽可能接近于真实打样印刷的结果)，印刷主要以可靠的方式在结构相同的姐妹机中提供。然而，如果要对确定的参数(例如关于颜色控制方面，或者在可能故障的印刷喷嘴所在的喷墨印刷机中)尽可能准确地测试，那么也可以有意义的是，承印样图基底在打样绘图机中产生，该打样绘图机具有相应高的图像分辨率。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，附加于将具有已定义的偏差的至少一个承印样图基底引入的第一轮次(Durchgang)，在第二轮次中，将至少一个数字测试图像馈入到图像检测系统中，针对该数字测试图像，通过计算机计算出针对印刷机的配置参数所用的包括已定义的偏差在内的用于优化印刷品质量的实际补偿值，并且将该实际补偿值与第一轮次的实际补偿值以及额定补偿值进行比较，以便由此对数据产生及处理的功能能力(从图像检测系统经由数据链路及补偿算法直至印刷机的印刷单元)进行评估。具有被引入到图像检测系统中的数字测试图像的第二轮次具有如下意义，即，更准确地仔细检查印刷机的生产流程(Produktionsstrecke)，该印刷机关于印刷机组(或印刷头)方面被测试。通过随后在生产流程中(即在通过图像检测系统进行图像拍摄之后)才采用这个第二轮次，使得在该第二轮次中检查处于承印样图基底的图像检测与实际补偿值的计算之间的范围区域。在基底输送中可能的错误以及在图像检测系统(例如摄像机)中的、在工艺流程上处于图像检测系统中处理图像数据之前的错误，能够在此目标准确地求取，只要样图基底与数字测试图像相同的话。为此，将第二轮次所创建的实际补偿值(这些实际补偿值已根据数字测试图像得以创建)与第一轮次的实际补偿值(这些实际补偿值已根据真实引入到机器中的承印样图基底得以求取)进行比较。如果它们有区别的话，那么能够由此推断出：显然在印刷机中的第一轮次的开始与在印刷机中的第二轮次的开始之间在印刷机的生产流程中存在错误。通过将第一轮次和第二轮次中上述两个所创建的实际补偿值与额定补偿值进一步比较，能够在此将所出现的错误以目标准确的方式明确出该错误在被测试的生产过程中在印刷机中出现的位置。这特别是在喷墨印刷机中是有利的，因为(如上所述)印刷品质基本上与印刷头的状态、然而主要也与软件以及该软件的多个不同的计算算法有关。也可以考虑的是，仅仅执行具有数字测试图像的第二轮次而不执行具有承印样图基底的第一轮次。于是能够通过将实际补偿值与额定补偿值进行比较从而检查处于承印样图基底的图像检测与实际补偿值的计算之间的范围区域并且省去引入承印样图基底。在这种情况下，自然无法求取出工艺流程的哪个部分出现错误，以及无法求取出检查图像检测系统以及承印基底输送的功能方式。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，通过在没有印刷运行的情况下在第一轮次与第二轮次之间进行比较，从而检查印刷机的硬件问题以及布线错误、寻址错误、固件错误和软件错误。在生产流程中(该生产流程在具有真实的承印样图基底的第一轮次与具有馈入数字测试图像的第二轮次之间被测试)可以主要测试硬件问题。这些硬件问题涉及例如基底的输送以及图像检测系统的状态(特别是关于摄像机或摄像机的照明等方面)。附加地，可以通过将第一轮次与第二轮次进行比较从而也发现布线错误、寻址错误和软件错误，这些错误会引起在印刷机的生产流程上在第一轮次与第二轮次之间的区段中相应构件的有错误的功能。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，这些硬件问题包括：图像检测系统的基底输送以及摄像机校正(Kamerajustagen)或透镜错误。这些硬件问题主要涉及到基底的输送、以及图像检测系统的状态(特别是关于摄像机或摄像机的照明)、摄像机的透镜错误等。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，引入具有不同密度特性和/或补偿特性(Dichte-und/oder Kompensationsprofilen)的多个承印样图基底，以便生成平均的测试结果。为了能够满足尽可能多的测试情景，以及也为了实现可靠的测试结果，适合的是，在第一轮次中，一方面引入具有不同印刷图像的多个不同承印样图基底，以及另一方面引入具有不同密度特性和补偿特性的多个相同印刷图像。由此生成平均的测试结果，相比于借助单个引入的承印样图基底，借助这种平均的测试结果又能够实现显著更好且更准确的测试结果。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，印刷机是喷墨页张印刷机，其中，承印样图基底是样图页张(Mustersubstrat)。虽然按照本发明的方法自然也能够用于胶印机和轮转印刷机，然而适合的是，基于在本文开头已经阐明的对喷墨印刷机的关于打样印刷方面的专门要求，按照本发明的方法主要用于喷墨页张印刷机。承印样图基底在此按照逻辑地相当于样图页张。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，喷墨页张印刷机的配置参数包含：用于喷墨页张印刷机的颜色控制的参数(特别是色密度和色值)、以及用于控制页张输送的参数、和关于故障印刷喷嘴的信息。喷墨页张印刷机的配置参数(特别是应对此进行测试)在此(如上所述)主要是：用于喷墨页张印刷机的颜色控制的参数(特别是具有色值的颜色密度)、以及用于控制页张输送的配置参数、并且主要是关于故障印刷喷嘴的信息。这些配置参数可以被检查，其方式是，承印样图页张例如包含图像形成物(Bildartefakte)，这些图像形成物相应于真实的故障印刷喷嘴的图像形成物。颜色控制可以非常容易地得到测试，其方式是，承印样图页张包含具有偏差色值的图像区域。页张有错误地输送，这能够在承印样图页张上通过各种各样的方案进行模拟，例如通过承印样图页张的图像元素的在几何方面偏差的位置，以及通过图像元素的相应地扭曲或压缩。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，为了进一步校准喷墨页张印刷机，对印刷头数据进行模拟，其中，应用具有与正常运行存在已定义的偏差的虚拟印刷头。为了也能够相应地在虚拟打样印刷中一同测试对于喷墨印刷机的功能方式而言极端重要的印刷头，可以对具有与正常运行存在已定义的偏差地通过引入的印刷头数据对虚拟印刷头进行模拟。这些模拟的印刷头数据可以通过不同手段导入到按照本发明的方法中。例如可以考虑的是，承印样图页张不仅包含故障印刷喷嘴的图像形成物，而且例如也包含其他故障，这些其他故障可能由非正确运转的印刷头所引起，例如：差错的墨滴尺寸、几何偏差地印刷的印刷喷嘴、太弱或太强地印刷的印刷喷嘴作为偏差的墨滴尺寸的特别情况、差错定向的印刷头，等等。这些模拟的印刷头错误在此能够不仅在真实承印的样图页张上被模拟而且能够在第二轮次的数字测试图像中被模拟，其中，在后一种情况下也能够导入纯理论创建的错误数据或测试数据、测试样图、测试错误，它们并非基于借助真实印刷头所印刷的错误页张。在此，这些虚拟印刷头(呈引入的印刷头数据形式)也如此用于评估已数字化的(或数字式的)印刷图像数据，以使得对于计算机(该计算机执行实际补偿值与额定补偿值之间的比较)自然至少必须关于额定补偿值方面是已知的，即，有错误地印刷的虚拟印刷头是如何影响到印刷图像。
附图说明
本发明作为本发明这样以及构造和/或功能上有利的改进方案接下来参照附图根据优选实施例进一步描述。在附图中相互对应的元素设有各自相同的附图标记。附图示出：
图1：喷墨页张印刷机的示例；
图2：针对喷墨页张印刷机上的虚拟打样印刷的特别应用情形；
图3：按照本发明的方法的示意流程。
具体实施方式
按照本发明的方法的优选实施变型的应用领域是喷墨印刷机7。在图1中示出用于这样的机器/页张喷墨印刷机7的基本结构的例子，包括用于将承印基底2供给到印刷机组4中的进料器1直至收料器3，在印刷机组4中由印刷头5对承印基底2进行印刷。在此涉及到页张喷墨印刷机7，其由控制计算机6控制。
在这种喷墨页张印刷机7组装时(或组装后)，此时完全的功能测试(包含借助于校准刚构建好的页张喷墨印刷机7从而消除所发现的错误在内)是值得期望的。这种应用情形在优选实施变型中在图2中公开。因为这不能够通过(如在胶印机中那样)真实打样印刷得以执行，因此这如下发生：其方式是，应用者8触发按照本发明的方法，在按照本发明的方法中，对样图页张/承印基底2以及数字图像数据/数字测试图像13进行测试，并且对这些印刷头5进行模拟作为特殊情况。这些数字图像数据/数字测试图像13在此通过印前阶段10提供或作为测试图像存在，该测试图像由印前阶段10专门针对这种虚拟打样印刷来产生。承印样图页张/承印样图基底9由结构相同的测试印刷机12或者打样绘图机12产生。这些印刷头5的模拟是通过在数据库11中保存的印刷头数据来发生。按照本发明的方法的优选实施变型的流程在图3中示出。首先，在此将承印样图页张/承印样图基底9引入到机器/页张喷墨印刷机7中、由图像检测系统进行检测、并且将承印样图基底的由此所产生的数字图像数据在图像检测系统中进行分析处理。在下一步骤中，由计算机6将数字图像数据/数字测试图像13馈入到页张喷墨印刷机7中，更确切地说是直接馈入到图像检测系统中，该图像检测系统于是同样分析处理这些数字图像/数字测试图像13。作为下一步骤，对这些喷墨印刷头5进行模拟。在特别优选地实施变型中，该步骤也可以集成到对承印样图页张/承印样图基底9(或数字图像数据/数字测试图像13)进行引入及测试这样的首先的这两个步骤中。借助对承印样图页张/承印样图基底9、数字图像数据/数字测试图像13以及模拟的喷墨印刷头/印刷头数据14所产生的分析处理结果，于是计算出针对已定义的偏差所用的实际补偿15、16，承印样图页张/承印样图基底9、数字图像数据/数字测试图像13以及模拟的喷墨印刷头/印刷头数据14具有这些已定义的偏差。这可以由页张喷墨印刷机7的控制计算机6执行。在优选的实施变型中，这然而由图像检测系统的分析处理计算机执行。在另一实施变型中，这种计算也可以由另一外部计算机执行。作为下一步骤，将这些所计算出的实际补偿15、16与已知的额定补偿18比较。这些额定补偿18相应于根据所引入的数据——承印样图基底9、数字测试图像13、印刷头数据14——的已知的已定义的偏差所配属的、针对这些已定义的偏差所用的理想补偿。于是，将这三个不同补偿值15、16、18相互比较，即：额定补偿值18、针对承印样图页张的实际补偿值15、针对数字图像数据的实际补偿值16、以及(假如单独存在的话)针对模拟的喷墨印刷头的实际补偿值。根据这个比较的结果于是求取出要测试的页张喷墨印刷机7的相应功能错误。针对这些所求取到的功能错误，于是创建出相应的配置数据17，借助这些配置数据17在另一步骤中对页张喷墨印刷机7进行校准。
附图标记列表：
1 进料器
2 承印基底
3 收料器
4 喷墨印刷机组
5 喷墨印刷头
6 计算机
7 页张喷墨印刷机
8 应用者
9 承印样图基底/具有已定义的偏差的测试样图页张
10 印前阶段/印前系统
11 具有虚拟的印刷头数据的数据库
12 打样绘图机/测试印刷机
13 数字测试图像/具有已定义的偏差的数字测试图像数据
14 印刷头数据/具有已定义的偏差的虚拟/模拟的印刷头数据
15 针对测试样图页张的实际补偿值
16 针对数字测试图像数据的实际补偿值
17 用于校准的配置数据
18 理想的额定补偿值

Claims (12)

1.一种用于借助于计算机(6)自动化校准具有图像检测系统的印刷机(7)的方法，包括如下步骤：
-将具有已定义的偏差的至少一个承印样图基底(9)引入到所述印刷机(7)中；
-通过图像检测系统产生出所述承印样图基底(9)的数字图像；
-通过计算机(6)计算出针对所述印刷机(7)的配置参数(17)的包含已定义的偏差在内的用于优化印刷品质的实际补偿值(15)；
-将所创建的实际补偿值(15)与由所述承印样图基底(9)的已定义的偏差所已知的额定补偿值(18)进行比较；
-通过计算机(6)对上述比较进行分析处理从而检查所述印刷机(7)的功能能力和/或通过计算机(6)对上述比较进行分析处理并且借助于已分析处理的比较从而校准所述印刷机(7)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个承印样图基底(9)是在结构相同的印刷机中被预先印刷，或者是在另一印刷装置上产生。
3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个承印样图基底(9)在具有至少与所述印刷机(7)中的分辨率相同的分辨率的打样绘图机上产生。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，
其特征在于，
附加于将具有已定义的偏差的至少一个承印样图基底(9)引入的第一轮次，在第二轮次中，将至少一个数字测试图像(13)馈入到图像检测系统中，针对该数字测试图像，通过计算机(6)计算出针对所述印刷机(7)的配置参数(17)的包含已定义的偏差在内的用于优化印刷品质的实际补偿值(16)，并且将所述实际补偿值与第一轮次的实际补偿值(15)以及与额定补偿值(18)进行比较，以便由此评估从所述图像检测系统经由数据链路及补偿算法直至所述印刷机(7)的印刷单元的数据产生及数据处理的功能能力。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
通过第一轮次与第二轮次的比较，在没有印刷运行的情况下，检查所述印刷机(7)的硬件问题以及布线错误、寻址错误和软件错误。
6.根据权利要求5所述的方法，
其特征在于，
所述硬件问题包括承印基底输送以及图像检测系统的摄像机校正或者透镜错误。
7.根据权利要求1至3之一所述的方法，
其特征在于，
将具有不同密度特性和/或补偿特性的多个承印样图基底(9)引入，以便生成平均的测试结果。
8.根据上述权利要求1至3之一所述的方法，
其特征在于，
所述印刷机(7)涉及到喷墨页张印刷机(7)，其中，所述承印样图基底(9)是样图页张。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
所述喷墨页张印刷机(7)的配置参数(17)包含：
用于该喷墨页张印刷机(7)的颜色控制的参数，以及
用于控制页张输送的参数，和
关于故障印刷喷嘴的信息。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，
所述用于该喷墨页张印刷机(7)的颜色控制的参数是色密度和色值。
11.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
为了进一步校准所述喷墨页张印刷机(7)，模拟出印刷头数据(14)，其中，应用具有与正常运行相比存在已定义的偏差的虚拟印刷头。
12.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
通过第一轮次与第二轮次的比较，在没有印刷运行的情况下，检查所述印刷机(7)的固件错误。
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