视觉检测系统到底好用吗?听听这家烟包企业怎么说?

时间:2020-12-24 来源:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
近几年,随着工业4.0概念的普及,印刷行业加快了对印刷设备更新换代的脚步,设备的精度、速度、稳定性、功能性都得到了很大程度提升。与此同时,终端客户对印刷品的品质要求也越来越高,传统的人工目测品检,在速度、精准度、可持续性等方面已经不能满足需求,以全自动品检设备代替人工目测的行业需求越发迫切。在这样的背景下,机器视觉检测设备在印刷表面检测领域应运而生,其引进使用到高效产出对印刷企业提出了一个新的技术课题。

 

 
接装纸印刷行业表面检测现状
 

 

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传统检测工艺
 

 

传统接装纸表面检测工艺可分为印前打样抽检、印刷过程中的人工抽检、烫印等其他印后工艺环节的人工抽检、分切过程中的人工抽检4个环节。人工检测方式为目测、手持式频闪仪器以及静止画面,最终都要通过人眼去观察,去发现缺陷。

 

02
传统人工检测的弊端
 

 

首先,人工检测不能实现持续连续检测,人容易疲劳,只能实现不定时抽查,而没有抽查到的位置是否存在缺陷是未知的。

 

其次,人工检测只能实现局部定点观察,无法实现全幅面查看,不管是手持式频闪仪器还是静止画面,都只能抓拍局部印刷画面,拍不到的位置是否存在缺陷也是未知的。

 

最后,人工检测只能适用于低速,当设备速度不断提升时,人工检测速度就跟不上了。

 

 
自动品检机的引进目的和应用环节选择
 

 

01
引进目的
 

 

基于传统人工检测的各种弊端,接装纸印刷企业迫切需要通过自动化的设备代替人工检测,实现精准度检测、可持续检测、全幅面检测。而先进的印刷车间也是向着机械代替人工、解放劳动力的方向发展的,这也是印刷企业契合工业4.0概念的发展方向。

 

02
应用环节的选择
 

 

接装纸的小盘成型出货,是接装纸生产的最终环节,因此在分切机上面加装在线检测设备,可以在接装纸完成印刷、烫印等工艺之后,出货之前控制质量,把残次品拦截在最终环节,保证接装纸出厂质量。

 

安装在接装纸分切机上进行在线质量终检,是接装纸印刷企业成本投入相对较少的应用方式,适用于接装纸印刷企业自动品检设备从无到有,性价比最高。

 

 
自动品检机的工作原理和引进预期
 

 

01
工作原理
 

 

通过光电成像技术将被摄取目标转换成数字图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素的分布、亮度、颜色等信息通过各种图像处理算法来抽取目标特征,对产品表面质量进行判别,进而根据判别结果来控制现场的设备动作。

 

在线检测设备通过工业线扫描相机,采集印刷品高清图像,通过软件分析,将瑕疵产品与标准样进行细节比对,不同于标准样的细节,分类报为缺陷,通过声光报警的方式提醒机长问题产生。与此同时,检测软件可以实现对所报缺陷的尺度调整,通过调节尺度,控制报出缺陷的面积大小、深浅、位置等,以此达到人性化的质量控制标准。

 

02
引进设备预计达到的效果
 

 

通过分切在线检测设备的引进,预计达到的完美效果是在分切过程中,调整合适的尺度,把不合格的瑕疵产品检测出来,剔除缺陷,实现完美的成品质量控制。同时,通过对瑕疵图像长期检测的数据分析,判断产生瑕疵的前端生产原因,指导前端印刷、烫印等环节进行相应的质量提升与改善,最终达到降低废品率、提升利润率和指导整个生产环节质量改进的目的。

 

 
自动品检机引进初期的效果与问题
 

 

01
设备引进初期的问题
 

 

设备成功安装验收初期,对产品传统瑕疵问题的检测效果比较理想,能有效检测出漏印、脏点、烫印偏位、刀线、色差、蚊虫、褶皱等缺陷(如图1所示),极大提高了检测效率和产品质量,但高精度检测对印刷品本身的质量提出了更高的要求,使用初期还伴随一定数量的“误报”。

 

图1 缺陷检测瑕疵实物报警图

 

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问题产生的原因分析
 

 

通过初期使用设备的经验,以及与品检设备厂家的经验交流,对“误报”产生的原因归纳如下。

 

(1)前端印刷机、烫金机等生产设备的套印范围有波动,尤其是老的生产设备。套印精度有限,一定范围内的套印波动在品检尺度严格的情况下,会被检测软件定义为不符合严格标准的“废品”,从而报警。

 

(2)使用初期,操作人员对软件精细尺度的设置与把控不够灵活,品检设备也需要一定时间的适应期,操作经验随之成熟,最后达到灵活掌控。

 

 
针对问题的改进方法
 

 

针对上述设备引进后实际存在的问题,随着分切机操作人员对检测设备的成熟运用,以及与厂家技术人员的沟通,逐渐找出如下完美解决方法。

 

(1)品质检测的最终目的是提高产品质量,而非仅仅发现剔除废品,好的质量检测能对前端印刷、烫印等环节起到质量反馈的作用。对于经常出现的非处理性“误报”问题,例如印刷套印偏差、烫印偏位等问题,及时反馈前端,进行必要的过程质量管理与提升,提高产品在分切前端的印刷套印质量与烫印偏位质量,杜绝大的、连续的此类问题频繁发生。对于年久的老的前端生产设备,及时迭代更新,提高前端生产质量。

 

(2)在保证前端不会经常性发生大的、连续的,又不需要报警处理的“误报”类缺陷产生的同时,合理地调整检测软件分类缺陷检测尺度,就是解决此类问题的根本方法,找到最合适产品的检测尺度,调整到无“误报”的状态;为不同产品找到适合自身的检测尺度,积累检测经验。

 

对于不同类别的缺陷,设置不同尺度的检测标准,如图2。对于漏印要求严格的产品,要把白点检测尺度调严格;对于偏色要求一般的产品,要把偏色检测尺度调宽松,以免外界环境光的明暗变化,对偏色检测带来“误报”;对于前端印刷和烫印环节套印和偏位控制不是非常好的产品,要把套准检测尺度适当放松,以免套准尺度过于严格带来套准“误报”等。

 

图2 检测软件尺度调节区

 

 
调整后达到的效果
 

 

通过上述两方面的操作,分切在线检测设备度过初期阶段后,基本达到了高速检测无“误报”状态,真正达到了需要检测的不放过、不需要检测的不报警的状态,设备效率和生产效率达到了最大化。

 

 
总结展望
 

 

从设备引进到初期使用,再到后期熟练高效使用,可以得出结论:好的、先进的设备要达到完美的效果是一个人机结合的过程,熟练操作、积累宝贵生产经验是第一前提。

 

质量检测设备的最终目标不仅仅是检测印刷瑕疵,而是参与到整个产品从前到后的质量管理中来,为前端提供质量反馈,指导和推动前端不断改善,提升印刷质量,而前端无瑕疵、检测设备零报警,才是质量追求的最高水平,杜绝浪费、节省利润才是设备带来的最大效益。

 

通过分切在线检测设备的成功引进与应用,我们达到了质量终检和提高成品质量的目的,让废品在出厂前最后一个环节被杜绝。但最终环节检测到的废品,已经产生了原材料浪费,因此印刷过程和烫印过程的实时在线检测就非常有必要了。在线检测设备直接安装在印刷机或者烫金机上面,第一时间发现生产过程中的问题并处理,尤其对于连续缺陷,第一时间处理,能防止连续浪费,节约原材料。

 

全过程的印品自动化质量控制,必将是未来接装纸印刷行业的发展趋势,一方面,节省原材料,杜绝过程浪费;另一方面,控制终检环节,保证成品质量。而自动化品检设备的引入必将成为接装纸印刷企业实现工业4.0目标的重要一环。

 

作者|将军集团临清纸业分公司  崔聿亮  汤兰祥  孙书国