CN111693540A - 一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于印刷质量在线检测技术领域，具体公开了一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置、检测单元及检测方法。所述检测装置包括检测相机和倾斜设置的光源发生器；所述检测相机的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品的待检测区域；所述光源发生器采用白光光源发生器，且所述检测相机的镜头前和白光光源发生器的出光口分别设置有偏振片。本发明能有效去除光彩光变油墨印刷图案上的高亮光带而形成与光变油墨印刷图案对应的暗色图案，从而保证光彩光变油墨印刷图案的完整性检测。

Description

一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及印刷质量检测技术领域，具体的说，是一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置、检测单元、检测系统及检测方法。

背景技术

机检系统作为质量控制的重要手段，已成为印钞工艺改革中重要的组成部分。新工艺、新技术的应用，对机检管理提出更高的要求。

2019年版人民币采用二代丝印印刷工艺，对光彩光变油墨进行印刷，印刷出来的丝印产品较原有07T品所采用的一代丝印印刷工艺，有着滚动效果更明显，亮度更高的特点。这种现象导致在红外光源下，采集的图像有一条明显的光带，此光带与非丝印图文区域的灰度值非常接近，对机检对丝印完整性检测产生了不利的影像，按原有07T品丝印检测方案已无法满足二代丝印检测。行业现有各类小张检测清分机也均无法解决此类问题。

为确保新版人民币出厂质量可靠，必须提升现有机检系统的应用性能。因此，亟需找到一种可有效检测2019版人民币所采用的二代丝印印刷工艺下光彩光变油墨印刷图文完整性的方案。

发明内容

针对现有技术中新版光彩光变油墨印刷图案因滚动条的高亮度光带而无法有效检测的问题，本发明提供了一套可有效检测2019版人民币所采用的二代丝印印刷工艺下光彩光变油墨印刷图文完整性的方案，采用偏振技术，通过软硬件的提升，有效消除丝印图案上滚动条反射的高亮光带，以达到检测图案完整性的目的。

一、本发明提供了一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，包括检测相机和倾斜设置的光源发生器；所述检测相机的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品的待检测区域；所述光源发生器采用白光光源发生器，且所述检测相机的镜头前和白光光源发生器的出光口分别设置有偏振片。

所述检测装置，用能发出白光的白光光源发生器替换现有技术中的红光光源发生器，同时新增偏振装置，确保光彩光变油墨印刷图案的完整性检测。

经试验发现，新版光彩光变油墨印刷图案滚动条的光带亮度较高，且与光源照射角度（相对输纸方向的角度）无关。考虑到光带的反射光波振动方向具有特定方向性，如采用光源、相机端双偏振，有望有效去除滚动条反射的高亮光带。但原有红外光检测方案，对红外光偏振效果不佳，达不到检测要求。由于目前机器视觉领域成熟应用的偏振以可见光居多，为了确保方案与硬件成熟可靠，采用了白光偏振方案。因此，将光彩光变油墨印刷图案的完整性检测，由从红外光源下检测，整合到了白光光源下进行检测。

二、本发明提供了一种光彩光变油墨印刷图文质量检测单元，包括机架和分别安装在机架上的吹风管组件、压纸轮组件、检测组件；

所述吹风管组件，包括吹风口朝向印刷品表面的吹风分管；

所述压纸轮组件，包括安装在机架上的压轮辊；所述压纸辊上安装有延长臂；所述延长臂远离压纸辊的远端滚动安装一个压纸轮，且压纸轮能够贴合在印刷品表面；

所述检测组件包括安装在机架上的检测装置；所述检测装置包括白光光源发生器和检测相机，所述检测相机的镜头前和白光光源发生器的出光口分别设置有偏振片；

所述吹风分管与压纸轮之间的区域为印刷品的待检测区域，所述检测相机的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品的待检测区域。

三、本发明提供了一种光彩光变油墨印刷图文质量检测系统，包括过纸单元和检测单元；所述检测单元包括机架和分别安装在机架上的吹风管组件、压纸轮组件、检测组件；

所述过纸单元，包括张紧印刷品的过纸辊和驱使印刷品匀速传输的驱动装置；

所述吹风管组件，包括安装在机架上的出风总管和连通出风总管的多个吹风分管，多个吹风分管均匀分布在出风总管上，且每个吹风分管的吹风口都朝向印刷品表面；

所述压纸轮组件，包括安装在机架上的压轮辊和安装在压轮辊上的多个延长臂，每个延长臂上滚动安装一个压纸轮，且压纸轮能够贴合在印刷品表面；

所述检测组件包括安装在机架上的多组检测装置；所述检测装置包括白光光源发生器和检测相机，所述检测相机的镜头前和白光光源发生器的出光口分别设置有偏振片；

所述吹风分管与压纸轮之间的区域为印刷品的待检测区域，所述检测相机的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品的待检测区域。

四、本发明还提供了一种光彩光变油墨印刷图文质量检测方法，采用具有白光光源发生器和偏振装置的镜头对印刷品上由光彩光变油墨印刷的图文进行完整性检测。具体是指，将光彩光变油墨印刷图文放置在白光光源检测点下，利用偏振装置有效去除光彩光变油墨印刷图案上的高亮光带，镜头中呈现与光彩光变油墨印刷图案对应的暗色图案，此时再通过人工或机器视觉软件对暗色图案进行丝印图案的轮廓、填充等内容是否完整的检测。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所述的一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，用能发出白光的白光光源发生器替换现有技术中的红光光源发生器，同时新增偏振装置，确保光彩光变油墨印刷图案的完整性检测。

（2）本发明所述的一种光彩光变油墨印刷图文质量检测方法，通过白光加偏振的方式，克服光彩光变油墨印刷图案滚动条高亮度光带的干扰，获取用于检测的光彩光变油墨印刷图案的完整图案。因此，能适应新的生产要求，最大程度上提高机检能力，在确保安全、质量的前提下，实现印钞新型光彩光变油墨印刷图文质量在线质量检查，满足质量终检要求。

附图说明

图1为现有技术中红外检测点实际采图。

图2为偏光片滤光原理示意图。

图3为本发明中检测装置及检测单元的主视图。

图4为本发明中检测装置的使用状态示意图。

图5为本发明中检测系统的立体结构示意图一。

图6为本发明中检测系统的立体结构示意图二。

图7为本发明中检测系统的立体结构示意图三。

图8为本发明中两个白光光源发生器非对称安装时检测装置结构示意图。

图9为白光偏振改造前所拍摄的06T正面丝印图文成像效果。

图10为白光偏振改造后所拍摄的06T正面丝印图文成像效果。

其中，001、印刷品；

100、检测组件；200、吹风管组件；300、压纸轮组件；400、机架；

1、检测相机；2、白光光源发生器；3、偏振片；4、散热风扇；5、镜头防护罩；6、过纸辊；21、吹风分管；31、压纸轮；41、左墙板；42、右墙板；43、撑杆；44、主体横梁。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的技术特征、目的和效果，现结合附图以实施例具体说明本发明的具体实施方式。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

2019新版人民币采用了新型光彩光变油墨印刷工艺，使得新的光彩光变油墨图案滚动条印刷效果较100元钞有着滚动效果更明显，亮度更高的特点。这种现象导致原有光彩光变油墨印刷图文质量检测方案均无法有效检测2019版新版人民币。

在详细说明本实施例提供的改进后的技术方案之前，需要先说明技术改造前的成像环境。技术改造前的成像环境是：原有07T丝印缺陷检测是通过使用红外光在票面反射后，通过对丝印图案的完整性进行检测。红外检测点实际采图如图1所示，可以看到在红外光的照射下，丝印图案轮廓完整，无明显光带，可以通过高低值设置，对图文的缺印，气泡、浅缺等缺陷进行有效检测。但是在06T产品开发过程中，因为二代丝印技术的采用，丝印图案中的聚光效果更明显，在原红外检测点上所拍摄的图片有明显的光带，如图9所示，此光带与非丝印图文部分灰度值相近，无法通过阈值设置有效区别丝印图文与非图文部分，严重影响光带部位丝印缺陷的检测。原有07T所采用的一代丝印检测方案，无法将06T品的二代丝印图文缺陷有效检出。

本发明提出的改进方案其技术思路如下：

光线的偏振效果与波长有直接关系，不同波段的光线需使用不同的偏振片3；而且目前机器视觉领域成熟应用的偏振以可见光居多。为了确保方案与硬件成熟可靠，本实施例中采用了白光偏振方案，通过在镜头上设置白光光源发生器2，提供正面检测的白光光源，并在光源处增加偏振装置；同时在正面检测镜头处，增加偏振装置。改造后的硬件装置配合检测程序，将原本在红外检测下的丝印完整性检测，整合到正面检测点上检测。由于消除了特定振动方向的光波，进入到相机中的光线相对大幅度减少，因此使用原光源颗粒会导致亮度不足。为了提高光源亮度，需要在光源前端增加主要由偏振片3组成的偏光装置。由此，最终光源外形尺寸、角度等均与原光源不同，机械支架需重新加工设计，LED颗粒功率、电路板、散热装置等也需要重新选型设计。其中，偏光装置中偏光片滤光原理如图2所示。

基于上述技术思路，本实施例提供了一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，包括光源发生器和检测镜头，如图3、图8所述，所述光源发生器采用白光光源发生器2，且白光光源发生器2处设置一套偏振装置；同时所述检测镜头处也设置一套偏振装置；所述偏振装置主要由偏振片3组成。所述检测相机1的图像采集端正对印刷品001的待检测区域，以检测相机1的图像采集端和印刷品001的待检测区域二者的连线为中间光路，所述光源发生器的出光口朝向印刷品001的待检测区域，使光源发生器形成的光束倾斜照射到印刷品001的待检测区域。所述检测装置的检测镜头可直接采用相机的镜头，也可以搭配单独的图像数据处理装置。采用改造后的检测装置进行检测，如图10所示，有效的去除了二代丝印图文上的光带反应。此时，整个二代丝印图案轮廓清晰，图文与非图文区域分割明显，具备进行图文缺陷检测的成像条件。

上一代检测装置采用红外进行普通油墨印刷图案完整性检测，在上一代检测装置的基础上，硬件方面通过对检测装置的光源及镜头进行改造，软件方面更新成目前较为成熟的图像分析软件，形成新一代的检测装置。新一代的检测装置使用偏振技术有效去除光彩光变油墨印刷图案上的高亮光带，再配合检测分析软件，将原本在红外光源检测点下的丝印完整性检测，整合到白光光源检测点上检测。

因此，本实施例能有效去除光彩光变油墨印刷图案上的高亮光带而形成与光变油墨印刷图案对应的暗色图案，从而保证光彩光变油墨印刷图案的完整性检测。

在另一具体实施方式中，对白光光源发生器2的数量及安装位置进行优化。所述检测相机1的图像采集端正对印刷品001的待检测区域，以检测相机1的图像采集端和印刷品001的待检测区域二者的连线为中间光路；如图3、图8所示，所述白光光源发生器2的数量为两个，两个白光光源发生器2分别设置中间光路的两侧，且两个光源发生器的出光口均朝向印刷品001的待检测区域，使光源发生器形成的光束倾斜照射到印刷品001的待检测区域。进一步地，如图3所示，两个白光光源发生器2沿中间光路对称设置。如图8所示，两个白光光源发生器2沿中间光路非对称设置。

在另一具体实施方式中，为了解决白光光源发生器2长时间使用状态下的发热问题，在所述白光光源发生器2的光源发生端设置散热风扇4。

本实施例所述技术方案的创新点主要是对检测装置硬件的改造，在软件方面的改造仅是对上一代软件产品的升级或替换，且软件可以是单独的市售产品也可以是采用现有技术开发的能接入当前质量在线检测系统的插件，因本实施例中软件是现有产品或者现有技术，且本实施例的改进点的并不在于软件，故不再赘述。

本实施例为适应新的生产要求提出的改造方案，最大程度上提高机检能力，在确保安全、质量的前提下，实现印钞新型光彩光变油墨印刷图文质量在线质量检查，满足质量终检要求。通过对在线印刷质量的有效检测及缺陷产品信息的有效记录和传递，达到质量风险控制力强、生产效益明显的效果。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，提供了一种光彩光变油墨印刷图文质量检测方法，采用上述检测装置对新版光彩光变油墨印刷图案进行完整性检测，将光彩光变油墨印刷图文放置在白光光源检测点下，利用偏振装置有效去除光彩光变油墨印刷图案上的高亮光带，对镜头中呈现的暗色图案进行丝印完整性检测。

在实施本实施例提供的检测方法时，先进行硬件安装调试，再进行软件安装调试，最后进行项目测试。

硬件安装调试时，更换正面检测点的白光光源及其支架。在光源镜头上加装偏振装置，如：偏振片3。反复调节焦距，重新制作白平衡，使成像条件达到检测要求。

软件安装调试时，升级、安装软件系统，重新进行采图、建模。并根据生产机台反馈的实际需求进行了主站软件显示及操作功能的优化。对检测数据的上传、下载、判废、剔废单打印等功能进行了相应的升级，以符合新系统的数据结构要求。

本实施例所提供的技术方案实现了印钞产品在光可变油墨印刷后的一种质量在线检测，即对光可变油墨印刷图案的轮廓、填充区域是否完整进行在线检测。实现了二代丝印缺陷从当初无法检测到目前稳定、可靠检测的跨越。从现场缺陷测试和后工序漏废反馈可以看出，二代丝印检测技术的丝印缺陷检测能力要明显优于一代丝印检测技术，完全可以安全、高效在提升品检测中成功使用。下阶段将在各型丝印设备上进行推广，为未来各提升品顺利分流生产，提供了技术储备。

实施例3：

本实施例在实施例1或实施例2的基础上，提出一种光彩光变油墨印刷图文质量检测单元，如图3所示，包括机架400和分别安装在机架400上的吹风管组件200、压纸轮组件300、检测组件100；

所述吹风管组件200，包括吹风口朝向印刷品001表面的吹风分管21；

所述压纸轮组件300，包括安装在机架400上的压轮辊；所述压纸辊上安装有延长臂；所述延长臂远离压纸辊的远端滚动安装一个压纸轮31，且压纸轮31能够贴合在印刷品001表面；

所述检测组件100包括安装在机架400上的检测装置；所述检测装置包括白光光源发生器2和检测相机1，所述检测相机1的镜头前和白光光源发生器2的出光口分别设置有偏振片3；

所述吹风分管21与压纸轮31之间的区域为印刷品001的待检测区域，所述检测相机1的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品001的待检测区域。

本实施例中，如图4所示，为检测组件100配套设置吹风管组件200和压纸轮组件300；通过压纸轮组件300中的压纸轮31将匀速通过检测区域的印刷品001压平，同时通过吹风管组件200中的吹风分管21向印刷品001表面定向吹风，避免通过检测区域的印刷品001起皱而影响到检测相机1采集的图像。

在另一具体实施方式中，对白光光源发生器2的数量及安装位置进行优化，所述检测相机1的图像采集端正对印刷品001的待检测区域，以检测相机1的图像采集端和印刷品001的待检测区域二者的连线为中间光路；所述白光光源发生器2的数量为两个，两个白光光源发生器2分别设置中间光路的两侧，且两个光源发生器的出光口均朝向印刷品001的待检测区域，使光源发生器形成的光束倾斜照射到印刷品001的待检测区域。进一步地，两个白光光源发生器2沿中间光路对称设置。

在另一具体实施方式中，为了解决白光光源发生器2长时间使用状态下的发热问题，在所述白光光源发生器2的光源发生端设置散热风扇4。

在另一具体实施方式中，所述机架400上安装有主体横梁44；所述主体横梁44上安装有镜头防护罩5；所述镜头防护罩5位于检测相机1镜头前的偏振片3的前方。进一步地，所述镜头防护罩5上设置长条形的取景框。通过取景框明确检测相机1采集图像的区域，减少干扰。

本实施例的其他部分与实施例1或实施例2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例1-实施例3任一项的基础上，提出一种光彩光变油墨印刷图文质量检测系统，如图5、图6、图7所示，包括过纸单元和检测单元；所述检测单元包括机架400和分别安装在机架400上的吹风管组件200、压纸轮组件300、检测组件100；

所述过纸单元，包括张紧印刷品001的过纸辊6和驱使印刷品001匀速传输的驱动装置；

所述吹风管组件200，包括安装在机架400上的出风总管和连通出风总管的多个吹风分管21，多个吹风分管21均匀分布在出风总管上，且每个吹风分管21的吹风口都朝向印刷品001表面；

所述压纸轮组件300，包括安装在机架400上的压轮辊和安装在压轮辊上的多个延长臂，每个延长臂上滚动安装一个压纸轮31，且压纸轮31能够贴合在印刷品001表面；

所述检测组件100包括安装在机架400上的多组检测装置；所述检测装置包括白光光源发生器2和检测相机1，所述检测相机1的镜头前和白光光源发生器2的出光口分别设置有偏振片3；

所述吹风分管21与压纸轮31之间的区域为印刷品001的待检测区域，所述检测相机1的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品001的待检测区域。

进一步地，所述机架400包括左墙板41、右墙板42、撑杆43、主体横梁44；所述主体横梁44安装在左墙板41、右墙板42之间，且所述主体横梁44上安装有镜头防护罩5，与检测相机1一一对应的镜头防护罩5位于检测相机1镜头前的偏振片3的前方；所述撑杆43安装在左墙板41、右墙板42之间，增加机架400的强度；所述出风总管安装在左墙板41和/或右墙板42上，且多个吹风分管21均位于左墙板41、右墙板42之间；所述压轮辊安装在左墙板41、右墙板42之间。

本实施例的其他部分与实施例1-实施例3任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，包括检测相机（1）和倾斜设置的光源发生器；所述检测相机（1）的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品（001）的待检测区域；其特征在于：所述光源发生器采用白光光源发生器（2），且所述检测相机（1）的镜头前和白光光源发生器（2）的出光口分别设置有偏振片（3）。

2.根据权利要求1所述的一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，其特征在于：所述检测相机（1）的图像采集端正对印刷品（001）的待检测区域，以检测相机（1）的图像采集端和印刷品（001）的待检测区域二者的连线为中间光路；所述白光光源发生器（2）的数量为两个，两个白光光源发生器（2）分别设置中间光路的两侧，且两个光源发生器的出光口均朝向印刷品（001）的待检测区域，使光源发生器形成的光束倾斜照射到印刷品（001）的待检测区域。

3.根据权利要求2所述的一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，其特征在于：两个白光光源发生器（2）沿中间光路对称设置。

4.根据权利要求3所述的一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，其特征在于：所述白光光源发生器（2）的光源发生端设置散热风扇（4）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括安装检测相机（1）和白光光源发生器（2）的机架（400）；所述机架（400）上安装有主体横梁（44）；所述主体横梁（44）上安装有镜头防护罩（5）；所述镜头防护罩（5）位于检测相机（1）镜头前的偏振片（3）的前方。

6.根据权利要求5所述的一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，其特征在于：所述镜头防护罩（5）上设置长条形的取景框。

7.一种光彩光变油墨印刷图文质量检测单元，其特征在于：包括机架（400）和分别安装在机架（400）上的吹风管组件（200）、压纸轮组件（300）、检测组件（100）；

所述吹风管组件（200），包括吹风口朝向印刷品（001）表面的吹风分管（21）；

所述压纸轮组件（300），包括安装在机架（400）上的压轮辊；所述压纸辊上安装有延长臂；所述延长臂远离压纸辊的远端滚动安装一个压纸轮（31），且压纸轮（31）能够贴合在印刷品（001）表面；

所述检测组件（100）包括安装在机架（400）上的检测装置；所述检测装置包括白光光源发生器（2）和检测相机（1），所述检测相机（1）的镜头前和白光光源发生器（2）的出光口分别设置有偏振片（3）；

所述吹风分管（21）与压纸轮（31）之间的区域为印刷品（001）的待检测区域，所述检测相机（1）的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品（001）的待检测区域。

8.一种光彩光变油墨印刷图文质量检测系统，其特征在于：包括过纸单元和检测单元；所述检测单元包括机架（400）和分别安装在机架（400）上的吹风管组件（200）、压纸轮组件（300）、检测组件（100）；

所述过纸单元，包括张紧印刷品（001）的过纸辊（6）和驱使印刷品（001）匀速传输的驱动装置；

所述吹风管组件（200），包括安装在机架（400）上的出风总管和连通出风总管的多个吹风分管（21），多个吹风分管（21）均匀分布在出风总管上，且每个吹风分管（21）的吹风口都朝向印刷品（001）表面；

所述压纸轮组件（300），包括安装在机架（400）上的压轮辊和安装在压轮辊上的多个延长臂，每个延长臂上滚动安装一个压纸轮（31），且压纸轮（31）能够贴合在印刷品（001）表面；

所述检测组件（100）包括安装在机架（400）上的多组检测装置；所述检测装置包括白光光源发生器（2）和检测相机（1），所述检测相机（1）的镜头前和白光光源发生器（2）的出光口分别设置有偏振片（3）；

所述吹风分管（21）与压纸轮（31）之间的区域为印刷品（001）的待检测区域，所述检测相机（1）的图像采集方向和光源发生器形成的光束均朝向印刷品（001）的待检测区域。

9.根据权利要求7所述的一种光彩光变油墨印刷图文质量检测装置，其特征在于：所述机架（400）包括左墙板（41）、右墙板（42）、撑杆（43）、主体横梁（44）；

所述主体横梁（44）安装在左墙板（41）、右墙板（42）之间，且所述主体横梁（44）上安装有镜头防护罩（5），与检测相机（1）一一对应的镜头防护罩（5）位于检测相机（1）镜头前的偏振片（3）的前方；

所述撑杆（43）安装在左墙板（41）、右墙板（42）之间，增加机架（400）的强度；

所述出风总管安装在左墙板（41）和/或右墙板（42）上，且多个吹风分管（21）均位于左墙板（41）、右墙板（42）之间；

所述压轮辊安装在左墙板（41）、右墙板（42）之间。

10.一种光彩光变油墨印刷图文质量检测方法，其特征在于：将光彩光变油墨印刷图文放置在白光光源检测点下，利用偏振装置有效去除光彩光变油墨印刷图案上的高亮光带，对镜头中呈现的暗色图案进行丝印完整性检测。

Images