CN203772759U - 一种烫金质量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种烫金质量检测装置，用于对被检产品的烫金表面的烫金质量进行检测，该装置包括：光源、成像装置、用于承载所述被检产品的输送装置以及单片机，光源置于所述被检产品的一侧，朝向所述被检产品的烫金表面发出照射光；成像装置置于所述被检产品的另一侧，采集经照射的所述被检产品的图像，所述图像中包含所述烫金表面；单片机与所述成像装置相连接。本实用新型的烫金质量检测装置能够稳定地获取烫金产品的烫金质量，同时能够在极短的曝光时间内实现高精度的扫描，只需要在现有装置的基础上通过简单地改变原有机械结构即可实现本实用新型的装置。

Description

一种烫金质量检测装置

技术领域

本实用新型涉及机器视觉检测领域，具体涉及一种用于机器视觉检测中的检测装置。 

背景技术

目前，在印刷领域中，通常会用到烫金工艺，以便增加装饰或防伪效果。烫金工艺指的是利用热压转移的原理，将电化铝中的铝层转印到承印物表面(通常为纸张)以形成特殊的金属效果，既达到了装饰效果，提高了产品的附加值，又赋予了产品较高的防伪性能。目前超过85％的烟标使用了烫金工艺，烫金纸的材料可以是金色、银色、镭射金、镭射银、黑色、红色等多种颜色。 

由于烫金过程是一个纸张受热和受压的过程，在生产过程中如果出现烫金速度、电化铝材料、承印材料、温度、压力、烫印时间等因素匹配不当，就会出现如下缺陷类型： 

1、烫印不上或烫印不实； 

2、反拉，即烫印后电化铝将承印材料上的印刷油墨或印件上光油拉走； 

3、糊版、烫印后电化铝变色； 

4、烫金位置不准确等等。 

一般印刷行业对于烫金质量的检测，多采用人工方式，由于个体差别、易疲劳等特点，人工检测无法保证产品质检的稳定性并满足自动化生产的高效率，机器视觉检测作为一种提高质量控制能力的方式，具有精度高、速度快、标准稳定等优点，代替人工检测成为必然趋势。 

目前也有一些国外的自动检测设备生产商以及国内的科研机构，对于烫金工艺的质量检测采用图像处理的方式。然而，现有设备大多是采用正向光照射，然后采集正面的烫金图像，从而利用烫金图像与背景图案的色差，或者利用烫金工艺的反射率高于周围的漫射材质的原理，来对烫金的 质量进行自动的判断。 

这种检测方式对于产品和平台均有较多的限制，如承印物的底色与烫金色类似时，图像处理不易分割，会造成检测不准确；而当物体运动稍微不平稳或有起伏时，其烫金的反光方向即会改变，反光效果不稳定也会造成检测不准。在有些论文中提出了一些图像处理算法，然而这些图像处理算法过于复杂，虽然理论上是可以降低一定的误检率，但是需要一定的处理时间，使得检测速度无法匹配快速的生产速度，与应用脱节。综上，目前国内外的各种烫金质量检测方式均导致烫金质量检测不尽如人意。 

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种烫金质量检测装置，该装置基于机器视觉检测能够对烫金表面的烫金质量进行快速、准确地检测。 

具体而言，本实用新型提供一种烫金质量检测装置，用于对被检产品的烫金表面的烫金质量进行检测，所述烫金质量检测装置包括：光源、成像装置、用于承载所述被检产品的输送装置以及单片机，其特征在于， 

所述光源置于所述被检产品的一侧，朝向所述被检产品的烫金表面发出照射光； 

所述成像装置置于所述被检产品的另一侧，采集经照射的所述被检产品的图像，所述图像中包含所述烫金表面； 

所述单片机与所述成像装置相连；所述输送装置将若干被检产品依次输送通过检测位置，所述光源和所述成像装置均对向所述检测位置，所述输送装置包括第一输送部件和第二输送部件，所述第一输送部件和所述第二输送部件之间具有一缝隙。 

优选地，所述光源朝向所述缝隙进行照射，所述成像装置朝向所述缝隙进行拍摄，所述第一输送部件逐个将被检产品从所述第一输送部件跨过所述缝隙输送到所述第二输送部件。 

优选地，所述光源为高亮照明装置，所述高亮照明装置与所述缝隙的距离在1mm～100mm之间。 

优选地，所述光源位于所述被检产品的背面，垂直于所述被检产品进行照射；所述成像装置位于所述被检产品的正面，垂直于所述被检产品的 表面对所述被检产品进行拍摄。 

优选地，所述烫金质量检测装置还包括聚焦装置，所述聚焦装置位于所述光源和所述被检产品之间，以将所述光源所发出的照射光会聚到所述被检产品的烫金表面的位置处。 

优选地，所述成像装置为线扫描相机，所述线扫描相机采集的位置在所述光源照射于所述被检产品上的照明带的中央。 

优选地，所述被检产品为具有烫金图案的片状结构。 

本实用新型中的处理器，可以为通用的计算机或其它图像处理设备。本实用新型中的烫金质量检测装置还可以包括控制设备用以控制线扫描相机与输送装置之间的配合。本实用新型的烫金质量检测装置还可以包括其他外围辅助，以协助成像装置、光源和输送装置更好地相互配合，输出具有烫金质量信息的图像。 

本实用新型主要是基于这样的原理：当一束光线入射到介质的表面时，介质材料特性决定其对不同波长光线的吸收、折射与反射的能力，烫金材质的主要成分是铝(或者为铝合金或其他金属)，对于可见光及近红外波段，与纸张的透射率有很大差别，铝材的透射率远小于纸材，因此在背光的照射下，烫金的轮廓线清晰可见；烫金的主要缺陷，如漏烫、反拉、烫金偏等，会造成透射率的变化，通过这种与标准模板的差异将缺陷稳定检测出来。 

本实用新型的烫金质量检测装置具有如下优势： 

1、能够稳定地获取烫金工艺的印刷质量； 

2、能够通过简单地改动原有机械结构即可实现本实用新型中的装置的构造。 

附图说明

下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的具体实施例进行详细描述： 

图1为根据本实用新型的一个实施例的质量检测装置的结构示意图； 

图2为根据本实用新型的另一个实施例的质量检测装置的结构示意图。 

具体实施方式

如图1所示，本实施例中的烫金质量检测装置包括成像装置101、光源102、处理器104。在本实施例中，成像装置101采用线扫描相机，光源102采用高亮照明光源。处理器104采用通用计算器，该通用计算机中安装有图像质量判断软件，用于将成像装置101所采集到的被检产品的图像与标准图像进行比较。处理器104还可以采用单片机、图像处理器等其他图像处理设备。 

如图1所示，为了更好地对产品的烫金质量进行检测，将产品放置在输送装置103(例如，传送带)上。高亮照明光源位于传送带下方，朝向被检产品的烫金表面发出照射光，输送装置103可以由透明材料制成，以便由高亮照明光源所发出的照射光能够透射通过该传送带103，进而照射在被检产品的背面。高亮照明光源的波长可以在可见光波段或者近红外波段。高亮照明光源可以是LED光源或其它发光原理的光源；照射光可以是汇聚线光、发散线光或者准平行光。 

线扫描相机位于被检产品的上方，线扫描相机采集经照射的被检产品的图像，所述图像中包含烫金表面。在一种实现方式中，线扫描相机与被检产品的表面垂直。在另一种实现方式中，线扫描相机与被检产品的表面法线成一定夹角θ。线扫描相机可以采用CCD/CMOS、黑白/彩色、单线/多线扫描方式的相机，亦可采用面阵相机完成采集，但是如果选择后者，光源需要更换成视野和亮度与其匹配的面阵背光光源。 

处理器与线扫描相机相连，并且从该相机接收所采集的被检产品的图像，以便对所采集的图像进行进一步处理，例如，与标准产品的图像进行比较。 

如图2所示，在本实用新型的另一个实施例中，输送装置包括第一输送部件105和第二输送部件106，第一输送部件105和第二输送部件106之间具有一缝隙。该缝隙的宽度小于被检产品的宽度，大于被检产品的烫金图案的宽度。光源朝向所述缝隙进行照射，成像装置朝向缝隙进行拍摄。第一输送部件能够逐个将被检产品从所述第一输送部件跨过所述缝隙输送到第二输送部件。 

在上述实施例的装置使用前，可以提前确认检测位置。通常将光源的照射区域的中央确认为检测位置，然后，将成像装置对准该检测位置(在图2所示装置中，缝隙部分就作为检测位置)。并且，在正式进行检测之前，需要预先采集模板图像。具体而言，可以首先开启输送装置，使一个或若干个标准产品匀速、平稳地穿过检测位置，线扫描相机采集标准产品的表面的图像。图像中包含标准烫金印刷产品的图像信息，可以将一个标准产品的图像作为标准模板，或者可以对若干个标准产品的图像进行处理，得到优化的标准模板。 

在进行检测时，将被检产品等间距地放置在输送装置上。开启输送装置，使被检产品匀速、平稳地依次通过检测位置。当每个被检产品到达检测位置时，线扫描相机采集被检产品的图像，尤其是被检产品的烫金表面的图像。然后将该图像输出给计算机，通过计算机将被检产品的烫金表面的图像与标准模板进行对比，判断被检烫金区域是否有异常区域，并且对异常区域的形态、聚类等特点进行分析，给出烫金质量的检测结果。 

或者，可以将被检产品的图像与标准产品的图像进行比较，如果被检产品与标准模板之间的差异超过预定标准，判定该产品为疑似次品，将该产品剔除或进行标记，以便进一步处理。这里所提到的预定标准可以为一定的匹配度阈值。 

由于被检产品往往为带有烫金图案的纸张，所以，在图1中并未将被检产品画出。不过，本领域技术人员应该理解，被检产品就放在输送装置上，并且，在检测时，被检产品位于高亮光源的照明范围内。 

另外，为了更好地将照明光源所发出的光聚集到被检产品上，本实施例中的烫金质量检测装置还可以包括聚焦透镜，聚焦透镜可以放在光源和被检产品之间，以将光源所发出的照射光会聚到被检产品的烫金表面的位置处。 

在本实施例中，光源与检测位置的距离可以设定在1mm～100mm之间，例如，30mm、50mm、70mm等。相机与检测位置的距离则由检测精度决定，若精确度要求越高，则距离检测位置越近；若精确度要求越低，则距离检测位置越远。 

另外，由于本实施例中的装置一般用于生产线中，光源的照明角度和 相机的位置受生产线中现有机械结构的限制，因此，在具体应用中，可以对光源的光轴及相机的光轴进行适当调整，以便适应现场环境。 

本实用新型对于烫金引起的镭射转印膜或镭射转移卡纸的缺陷也有很好的检测效果，因为镭射转移的部分其材质透过率远低于烫金部分的，因此由于烫金加热导致的反拉缺陷，可以通过本实用新型的装置进行清晰检测。 

另外，由于采用的是背光光源，检测结果只与材质对于照明装置的波段的吸收和透射相关，因此如果在检测过程中被检产品存在轻微的不平整、运动不平稳(如起翘、抖动)现象，对于图像可能会有轻微的变形，这些可以采用简单的图像处理算法进行分析，对最终检测没有影响。 

本实用新型适用于普通的彩色电化铝、全息防伪电化铝、镭射电化铝的烫印产品。 

在本实用新型中，被检产品的表面可以为平面或曲面。 

本实用新型可以应用在多种材质上，例如，片材或卷材。可以应用在纸、聚合物(如PE、PP、PVC)、金属箔等上。 

需要说明的是，本实用新型的附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除其与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本实用新型的原理进行说明，图中所示部件的具体细节并非对实用新型保护范围的限定。本领域技术人员也应该理解，上述实施例也仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。 

Claims (6)

1.一种烫金质量检测装置，用于对被检产品的烫金表面的烫金质量进行检测，所述烫金质量检测装置包括：光源、成像装置、用于承载所述被检产品的输送装置以及单片机，所述单片机与所述成像装置相连，其特征在于，所述光源置于所述被检产品的一侧，朝向所述被检产品的烫金表面发出照射光；所述成像装置置于所述被检产品的另一侧，采集经照射的所述被检产品的图像，所述图像中包含所述烫金表面；所述输送装置将若干被检产品依次输送通过检测位置，所述光源和所述成像装置均对向所述检测位置，所述输送装置包括第一输送部件和第二输送部件，所述第一输送部件和所述第二输送部件之间具有一缝隙，所述光源朝向所述缝隙进行照射，所述成像装置朝向所述缝隙进行拍摄，所述第一输送部件逐个将被检产品从所述第一输送部件跨过所述缝隙输送到所述第二输送部件。 

2.根据权利要求1所述的烫金质量检测装置，其特征在于，所述光源为高亮照明装置，所述高亮照明装置与所述缝隙的距离在1mm～100mm之间。 

3.根据权利要求1所述的烫金质量检测装置，其特征在于，所述光源位于所述被检产品的背面，垂直于所述被检产品进行照射；所述成像装置位于所述被检产品的正面，垂直于所述被检产品的表面对所述被检产品进行拍摄。 

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的烫金质量检测装置，其特征在于，所述烫金质量检测装置还包括聚焦装置，所述聚焦装置位于所述光源和所述被检产品之间，以将所述光源所发出的照射光会聚到所述被检产品的烫金表面的位置处。 

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的烫金质量检测装置，其特征在于，所述成像装置为线扫描相机，所述线扫描相机采集的位置在所述光源 照射于所述被检产品上的照明带的中央。 

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的烫金质量检测装置，其特征在于，所述被检产品为具有烫金图案的片状结构。