一种标签印刷缺陷在线检测装置的制作方法

本实用新型涉及工业视觉检测技术领域，尤其涉及一种标签印刷缺陷在线检测装置。

背景技术：

在现有的标签印刷过程中，都是依靠人工目检的方式对标签的印刷缺陷进行检测。然而，人工目检的方式容易造成检测人员视觉疲劳，长时间工作后会降低工作效率，同时，人工目检也会因检测人员的不同而产生差异，无法满足一些精度要求较高的场合，另外，如果标签上出现了一些外文文字，不懂该语言的检测人员很难发现问题，极易造成漏检。

目前，随着机器视觉技术的发展，越来越多的机器被用来代替人工对工业产品的质量进行检测，在人工目检的方式已无法满足目前标签缺陷检测的实际需要时，有必要开发出一种基于机器视觉技术的标签印刷缺陷在线检测装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种标签缺陷在线检测装置，提高标签印刷缺陷的检测速度和检测精度，保证标签印刷品的生产效率。

本实用新型用于解决以上技术问题的技术方案为，提供一种标签印刷缺陷在线检测装置，包括机架和安装在所述机架上的检测机，所述机架还用于安装打印机，其特征在于，所述检测机包括：

检测箱，其设置有贯穿所述检测箱的检测通道；

动力轮，可转动安装于所述检测通道上，用于带动所述打印机打印出的标签在所述检测通道内进行传送；

CIS传感器，安装在所述检测通道上，用于采集所述标签的印刷图像信息，并将其发送；

工控机，连接所述CIS传感器，用于接收所述印刷图像信息，并根据所述印刷图像信息对标签的印刷缺陷进行检测，以获得所述标签是否存在印刷缺陷的检测结果并进行存储和显示，还用于在判定所述标签存在印刷缺陷时，控制标记组件对存在印刷缺陷的标签进行标记。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述检测箱包括第一箱体和安装于所述第一箱体上方的第二箱体，所述第一箱体具有第一传送面，所述第二箱体具有第二传送面，且所述第一传送面与第二传送面间隙配合形成所述检测通道；所述检测通道具有标签入口和标签出口，所述标签入口正对所述打印机的打印出口。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述CIS传感器紧邻所述标签入口安装在所述第二传送面上，且所述CIS传感器与所述第二箱体之间设置有弹簧，用于使所述CIS传感器弹性抵持所述标签。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述第一传送面上安装有条形面板，且所述条形面板设置在所述CIS传感器下方；所述条形面板的颜色为白色。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述动力轮包括：

主动轮，其可转动安装于所述第一箱体上；

从动轮，其可转动安装于所述第二箱体上；

所述从动轮凸出所述第二传送面并与所述主动轮间隙配合，所述标签穿过所述主动轮和从动轮之间的间隙并与所述主动轮和传动轮摩擦接触。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述检测机还包括：

电机，其安装在所述第一箱体上，所述电机连接所述主动轮，用于驱动所述主动轮进行转动；

角度传感器组件，紧邻所述标签入口安装在所述第二箱体外，用于检测所述标签的绷直状态信息，并将其发送；

所述工控机连接所述电机和角度传感器组件，用于根据所述绷直状态信息调整所述电机的转速，以使所述标签处于平直状态。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述检测机还包括：

编码器，安装在所述第二箱体上，所述编码器与所述传动轮同轴连接，用于检测所述传动轮的转速；

所述工控机连接所述编码器，用于根据所述传动轮的转速确定所述CIS传感器的图像采集频率。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述第一箱体朝向所述打印机的一侧安装有卡槽板，所述卡槽板具有开口朝向所述标签入口设置的限位槽，所述标签穿过所述限位槽后进入所述标签入口。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述标记组件包括标记笔和安装在所述标记笔下方的凸轮，所述标记笔紧邻所述主动轮安装在第一箱体上；

所述凸轮通过控制系统连接所述工控机，用于接收所述工控机发送的转动指令，并依据所述转动指令进行转动，用于将所述标记笔顶出所述第一传送面，以在存在印刷缺陷的标签的背面划出标记。

本实用新型上述的在线检测装置中，所述角度传感器组件包括两个可转动安装于所述第二箱体上的摆杆、可转动安装于两个所述摆杆之间的滚轮，以及连接所述摆杆的倾角传感器，所述滚轮与所述标签摩擦接触，所述倾角传感器通过测量所述摆杆的倾斜角度获得所述标签的绷直状态信息。

实施本实用新型提供的在线检测装置，具有以下有益效果：所述在线检测装置利用视觉检测技术能够对打印机打印出来的标签直接进行印刷缺陷检测，从而替代人工目检的检测方式，提高标签印刷缺陷的检测速度和检测精度，保证标签印刷品的生产效率；同时，在发现标签存在印刷缺陷后，不仅能够显示和保存检测结果，而且还能够通过标记组件在存在印刷缺陷的标签上划出标记，极大的方便了用户的进一步处理工作。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例提供的在线检测装置的结构示意图；

图2是图1提供的在线检测装置中第一箱体的结构示意图；

图3是图1提供的在线检测装置中第二箱体的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更加清楚地理解本实用新型，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述。

图1是本实施例提供的标签印刷缺陷在线检测装置的结构示意图，如图1所示，所述在线检测装置包括机架10和安装在机架10上的检测机，机架10上设置有四个限位部13，四个限位部13围合形成用于安装打印机11的安装位。机架10和所述检测机之间安装有升降支架15，用于调节所述检测机的高度，以使所述检测机和打印机11的打印出口平齐。

所述检测机包括检测箱20、工控机和安装在检测箱20内的动力轮和CIS传感器40(Contact Image Sensor，接触式图像传感器)，检测箱20设置有贯穿检测箱20的检测通道，所述动力轮可转动安装于所述检测通道上，用于带动打印机11打印出的标签在检测通道内进行传送；CIS传感器40安装在所述检测通道上，用于采集所述标签的印刷图像信息，并将其发送。所述工控机连接CIS传感器40，用于接收所述印刷图像信息，并根据所述印刷图像信息对标签的印刷缺陷进行检测，以获得所述标签是否存在印刷缺陷的检测结果并进行存储和显示，还用于在判定所述标签存在印刷缺陷时，控制标记组件对存在印刷缺陷的标签进行标记。

本实施例中，所述在线检测装置可检测的标签印刷缺陷包括但不限于连墨、断墨、缺笔、划痕等缺陷。

进一步地，结合图2和图3所示，检测箱20包括第一箱体21和安装于第一箱体21上方的第二箱体22，第一箱体21的侧壁朝向第二箱体22外延伸设置且与第二箱体22的外壁相互抵持，用于限位安装第二箱体22，结构简单实用，不仅能够节约空间，且便于随时更换。

第一箱体21具有朝向第二箱体22设置的第一传送面23，第二箱体22具有朝向第一箱体21设置的第二传送面24，第一传送面23与第二传送面24间隙配合形成所述检测通道；所述检测通道具有标签入口12和标签出口14，且标签入口12对齐打印机11的打印出口，具体的，打印机打印出标签后，所述标签具有印刷图像的一面朝向第二传送面24进入所述检测通道内进行印刷缺陷检测。

CIS传感器40为长条状，其紧邻标签入口12安装在第二传送面24上，以在标签入口处采用线扫的方式对标签的印刷图像进行扫描成像。CIS传感器40与第二箱体22之间设置有弹簧(未示出)，即CIS传感器40与第二箱体22之间通过弹簧连接，用于使CIS传感器40弹性紧贴标签，保证CIS传感器40的成像质量。

为了进一步提高CIS传感器40的成像质量，第一传送面23上安装有呈长条状且沿第一箱体21的宽度方向延伸设置的条形面板25。本实施例中，条形面板25的颜色设置为白色，与标签底纸颜色相同，当标签经过白色的条形面板25时，两张标签之间的底纸过渡区在白色面板的反衬下会增加与标签之间的对比度，以便于CIS传感器40识别。

所述动力轮包括主动轮31和从动轮32，且主动轮31和从动轮32均为橡胶轮，第一箱体21和第二箱体22上分别开设有开口相对设置的第一动力轮安装槽和第二动力轮安装槽，主动轮31可转动安装于第一动力轮安装槽内，从动轮32可转动安装于第二动力轮安装槽内；从动轮32凸出第二传送面24与主动轮31间隙配合，所述标签穿过主动轮31和从动轮32之间的间隙并与主动轮31和从动轮32的外表面相互摩擦接触。

所述检测机还包括安装在第一箱体21上的电机，所述电机连接所述主动轮31，用于驱动主动轮31进行转动，进而带动标签在所述检测通道内进行传送。

所述检测机还包括安装在第二箱体22外的角度传感器组件60，角度传感器组件60包括两个可转动安装在第二箱体22上的摆杆61、可转动安装于两个摆杆61之间的滚轮62，以及连接所述摆杆61的倾角传感器(未示出)。滚轮62与所述标签摩擦接触，并在标签的带动下进行转动；摆杆61根据标签的起伏呈现不同的倾斜角度，所述倾角传感器通过测量摆杆61的倾斜角度间接检测出所述标签的绷直状态信息，以检测处于打印机11的打印出口和标签入口12之间的这段标签是否处于绷直状态，并将其发送。

所述工控机连接所述电机和倾斜传感器，用于根据所述标签的绷直状态信息调整所述电机的转速，以使所述标签处于平直状态，避免电机转速不均匀造成的标签轻微拉伸或压缩变形的问题。

第二箱体22上还开设有与第二动力轮安装槽并排设置的编码器安装槽，所述检测机还包括安装在所述编码器安装槽内的编码器70，编码器70与传动轮32同轴连接，使得编码器70跟随传动轮32进行同步转动，用于检测所述传动轮32的转速，并将其发送；所述工控机连接编码器70，用于根据编码器70发送的传动轮32的转速确定CIS传感器40采集所述标签的图像信息的频率，使得CIS传感器40的图像采集频率与标签传送速度保持同步，当所述电机转动时，CIS传感器40采集印刷图像；当所述电机停止的同时，CIS传感器40也停止采集图像，确保采集到的所述标签的图像信息的完整性。

本实施例中，第一箱体21朝向打印机11的一侧安装有卡槽板26，卡槽板26具有开口朝向标签入口12设置的限位槽(未示出)，所述标签穿过所述限位槽进入标签入口12，避免标签在传送过程中发生左右偏移，影响检测精度。

进一步地，所述标记组件包括紧邻主动轮31安装在第一箱体21上的标记笔51以及安装在标记笔51下方的凸轮，所述工控机通过控制系统控制所述凸轮，用于在判定所述标签存在印刷缺陷时，控制所述凸轮进行转动，由于凸轮的半径不等，当凸轮的半径较大处转动到标记笔51下方时，标记笔51在凸轮的作用下顶出第一传送面23，并在存在印刷缺陷的标签的背面划出标记。

本实施例中，标记笔51采用太空笔，使得标记笔51不会因为长时间倒置而导致墨水无法从笔头流出，适合长期使用。

需要说明的是，本实施例中，所述控制系统包括串口控制器和PLC控制系统，所述工控机通过所述串口控制器连接PLC控制系统，进而控制所述检测机内包括凸轮在内的设备或器件。

所述工控机包括图像分析处理器、存储器和显示器，所述图像分析处理器用于对所述标签的印刷图像信息进行预处理，以获得完整的标签图像，并根据预设的模板图像对所述标签图像进行缺陷检测，以获得检测结果；所述存储器连接所述图像分析处理器，用于存储所述图像分析器检测出的存在印刷缺陷的标签；所述显示器连接所述存储器，用于显示所述图像分析器检测出的存在印刷缺陷的标签以及检测结果。

具体的，所述检测结果的获得包括以下步骤：

S10、CIS传感器以设定频率采集标签的印刷图像信息，每一次扫描获取一行像素的印刷图像信息，并发送到缓冲区，当缓冲区填满以后，缓冲区内的印刷图像信息集合成图像块，并发送到所述工控机；

S20、所述工控机的图像分析处理器接收所述图像块，通过视觉算法检测所述图像块是否包含两张标签之间的过渡区，如果不包含所述过渡区，将该图像块与上一图像块合并成一个较大的图像块，从而完成一张完整的标签图像的采集；如果包含过渡区，则将该图像块从所述过渡区的正中间截断，然后将该图像块的上半部分与前一图像块合并，从而完成一张完整的标签图像的采集，而该图像块的下半部分则作为新的一张标签图像的开端；

S30、所述图像分析处理器启动缺陷检测程序，依据预设的模板图像对所述标签图像进行检测，当所述标签图像与模板图像存在差异且达到设定规模时，判定所述标签存在印刷缺陷；此时，所述工控机将存在印刷缺陷的标签图像以及检测结果发送到存储器进行存储，并通过所述显示器显示标签存在的印刷缺陷。

本实施例中，所述在线检测装置采用自行设计的检测算法，将标签的印刷图像切成大量的图像块并分别对每一个图像块进行检测，不仅检测精度高，而且对图像的变化鲁棒性强，对图像的拉伸和压缩有一定的抵抗能力，在电机转速波动引起的图像变形的情况下，能够依然保持良好的检测效果。

需要说明的是，所述图像分析处理器、存储器和显示器均是通过现有技术的处理芯片、存储芯片和显示器等硬件完成的，本实用新型的创新点在于对其结构的组成以及连接关系进行的改进，而不涉及对工控机本身进行的改进，即并非对方法进行的改进。

进一步地，本实施例还提供所述在线检测装置的具体实施方式，包括以下步骤：

S1、将打印机安装在机架上，先用打印机打印出标签并放入检测箱内，完成打印机和检测机之间的标签连接；

S2、在所述工控机上选择待检测标签的模板；

S3、启动打印机，同时启动检测机开始对标签进行检测；

S4、通过检测机获得标签是否存在印刷缺陷的检测结果；

S5、检测完成，用户在检测机的打印出口处，观察标签的背面是否存在线段标记，如有，则表示所述标签存在印刷缺陷，同时，用户也可以在显示器上查看缺陷的位置、大小等信息。

综上所述，本实用新型提供的在线检测装置利用工业视觉技术能够对打印机打印出来的标签直接进行印刷缺陷检测，从而替代人工目检的检测方式，提高标签印刷缺陷的检测速度和检测精度，保证标签印刷品的生产效率；同时，在发现标签存在印刷缺陷后，不仅能够显示和保存印刷缺陷，而且能够通过标记组件在存在印刷缺陷的标签上划出标记，极大的方便了用户的进一步处理工作。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。