专利名称：一种印刷机精度检测装置及精度检测的方法
技术领域：
本发明属于印刷机检测技术领域，涉及一种印刷机精度检测装置，本发明还涉及一种利用该装置进行印刷机精度检测的方法。
背景技术：
印刷机精密度主要包括输纸精度和传纸精度两个参数，印刷机的精密度直接影响着最终的印刷品质量，是印刷机装配、调试、机器大修以及出厂的重要衡量指标。CY/T5-1999规定平印套印精度，精细印刷品的套印允许误差< O. IOmm ;一般印刷品的套印允许误差< O. 20mm ;印刷机出厂合格检测精度〈=0. 02mm。我国采用国标JB/T5434-2004单张纸平版印刷机测试印版来规范印刷机出厂质量，通过传统的套印数据来检测印刷机精密度，该方法需要人工从放大镜读取套印数值；由 于国内现在多采用人眼通过放大镜连续观测数据，对于大量的数据而言，其检测误差较大、自动化程度低。中国人民解放军信息工程大学硕士论文“平版胶印四色机出厂检测方式方法的研究”中提到一种输纸精密度的检测方法，通过放大镜把“十字星标”放大为40倍，采用的是人眼通过放大镜观测，在检测中需要分别调整物镜和目镜，直到观察网点为止，物镜上带有平面坐标式的刻度，可以直接读出套印的误差值，合格产品控制在O. 045mm，明显超出了欧洲印艺技术研究会标准(FOGRA)中所规定的O. 015mm,限制了中国高端印刷设备的出口，此方法工作效率低，人为误差大、自动化程度低。中国洛阳圣瑞机电技术有限公司在2007年申报了 “一种印刷套印方法”的专利，专利申请号是200710053931. 8，公开号是CN101007458，其中提到了采用摄像机抓拍套准图像的套准检测方法，测量一张样张实时的套准数据，用于在线调节印刷机，这种方法并没有与印刷机精密度测量直接联系起来。意大利的Grafikontrol公司开发了卷筒纸胶印机质量控制系统,通过高速线阵CCD扫描印刷质量控制条，计算纸带横向和纵向的套印偏差，并把信号传给伺服电机，以实时调整纸带偏差，此种方法广泛应用于卷筒纸印刷机中，但不适用于单张纸印刷机。德国的SID公司向市场推出了印刷机套准测量系统，该系统用专用照相机提取套准图像的相关参数，用概率统计模型有效的检测到四色套印的套准误差，通过统计量和输出图形来判断印刷机传纸部件、输纸部件、咬纸牙排的各类故障，该套系统制造精度要求高，配套价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种印刷机精度检测装置，解决了现有印刷机精度检测过分依赖人工经验操作、工作效率低，精度低、自动化程度低的问题。本发明的另一目的是提供一种利用该装置进行印刷机精度检测的方法。本发明采用的技术方案为，一种印刷机精度检测装置，包括电子检测仪及计算机连接而成，还包括一个检测印版，在检测印版上所要印刷的印版图像结构是，由正方形边框和框内的四个符号标识组合而成，每个符号标识由横纵直线组成，形似“田”字，都有一个缺口，缺口方向不同代表不同色组，边框即为检测基准标识；该四个符号标识，即为第一色组输纸精度检测标识、第二色组传纸精度检测标识、第三色组传纸精度检测标识、第四色组传纸精度检测标识；所述的电子检测仪的结构是，在检测器外壳内部一侧设置有观测窗口、图像采集窗口、数字显微镜，观测窗口位于该侧壁，图像采集窗口位于观测窗口面前的底板上，数字显微镜位于该侧顶板上，向下与图像采集窗口对正；在检测器外壳内部另一侧设置有LED阵列光源，LED阵列光源与图像采集窗口之间设置有散射玻璃，该散射玻璃的安装角度与图像采集窗口之间的夹角为45°，数字显微镜通过数据线与计算机连接。本发明采用的另一技术方案为，一种利用上述装置进行印刷机精度检测的方法，包括以下操作步骤 步骤I、测量输纸精度在第一色组将同一印张印刷两次第一次，在印刷机的第一印刷单元上，在原始检测印版上印刷出检测基准标识，得到初次检测印张；第二次，将第一次印刷后的初次检测印张收集，将印刷机的第一印刷单元上印版更换为只有第一色组输纸精度检测标识，重新对初次检测印张进行二次印刷之后，得到二次检测印张，该二次检测印张上同时包含检测基准标识和第一色组输纸精度检测标识，将若干张上述的二次检测印张作为输纸精度检测统计对象，经过电子检测仪检测所有的标识区域，再通过计算机中的分析软件进行数据分析处理，得到印刷机的输纸精度值；如不符合技术要求，根据结果误差对印刷机相关部件进行调节，直到最终符合技术要求，即得到印刷机的输纸精度值；步骤2、测量传纸精度印刷机传纸精度的测量，需要在一次印刷中，通过四个印刷单元，得到传纸的检测印张，即印刷机的第一色组只印刷检测基准标识，第二、三、四色组分别印刷第二色组传纸精度检测标识、第三色组传纸精度检测标识、第四色组传纸精度检测标识，印刷完成后，每张传纸的检测印张上均印刷有四个标识符号，即检测基准标识、第二色组传纸精度检测标识、第三色组传纸精度检测标识、第四色组传纸精度检测标识，将若干张上述的附有四个标识符号的检测印张作为传纸精度统计对象，经过电子检测仪检测标识区域，再通过计算机的分析处理，得到印刷机的传纸精度值，如不符合技术要求，根据结果误差对印刷机相关部件进行调节，直到最终符合技术要求，即得到印刷机的传纸精度值，即成。本发明的有益效果是，I)是利用专用检测印张来获得印刷机精度数据，从而为印刷机的装配、制造、维修提供了依据；2)在一定程度上可以替代人工检测，自动化程度高；3)可为印刷调节节约大量的时间，并且提高调节精度。
图I是本发明装置的总体结构示意图；图2是本发明装置所用的印版图像的示意图；图3是本发明装置中的电子检测仪的结构示意图；图4是印版图像在实际使用时在印版上的6个检测标识位置示意图；图5是印版图像在实际使用时在印版上的10个检测标识位置示意图；
图6是本发明方法进行输纸精度的检测流程图；图7是本发明方法进行传纸精度的检测流程图。图中，I.检测印版，2.印刷机，3.检测印张，4.电子检测仪，5.计算机，7.检测基准标识，8.第一色组输纸精度检测标识，9.第二色组传纸精度检测标识，10.第三色组传纸精度检测标识，11.第四色组传纸精度检测标识，12.观测窗口，13.图像采集窗口，14.数字显微镜，15.散射玻璃，16. LED阵列光源，17.检测器外壳，18.数据线。
具体实施例方式本发明印刷机精度检测装置的硬件结构部分，包括电子检测仪4及计算机5连接。参照图I，将检测印版I放置到印刷机2中，开机印刷，检测印版I印后称为检测印张3，将检测印张3通过电子检测仪4获取图像信息并输入计算机5，由计算机5中预装的分析软件完成分析运算，得出精度检测结果；然后，再根据该计算结果校正印刷机2中的相应部件、机构的安装位置，直到印刷出来的检测印张3符合所需要求。参照图2，本发明在检测印版I上印刷的印版图像结构是，由正方形边框和框内的四个符号标识组合而成，每个符号标识由横纵直线组成，形似“田”字，组合后大小为IOmmXlOmm矩形，都有一个缺口，缺口方向不同代表不同色组。该检测印版I包含1个基准印版，I个输纸精度检测印版，3个传纸精度检测印版。边框(基准印版)即为检测基准标识7，加在印版咬口和拖稍附近，作为后续检测步骤过程中的基准；该四个符号标识中，I个输纸精度检测印版即第一色组输纸精度检测标识8，用于检测印刷机的输纸精度；3个传纸精度检测印版，即第二色组传纸精度检测标识9，第三色组传纸精度检测标识10，第四色组传纸精度检测标识11，在实际使用时根据情况分别使用于不同的印刷色组上。参照图3，本发明装置中的电子检测仪4的结构是，在检测器外壳17内部一侧设置有观测窗口 12、图像采集窗口 13、数字显微镜14，观测窗口 12位于该侧壁，图像采集窗口13位于观测窗口 12面前的底板上，数字显微镜14位于该侧顶板上，向下与图像采集窗口13对正；在检测器外壳17内部另一侧设置有LED阵列光源16，LED阵列光源16由3排LED灯，每排5个，共15个LED灯组成，LED阵列光源16与图像采集窗口 13之间设置有散射玻璃15，该散射玻璃15的安装角度与采集标识(或图像采集窗口 13)之间的夹角为45°，数字显微镜14通过数据线18与计算机5连接。观测窗口 12是检测时，用于观测图像采集窗口 13与数字显微镜14初步对齐的情况；图像采集窗口 13用于获取检测印张3上的印版图像(即图2所示);散射玻璃15用于将LED光源16均匀照射在图像采集窗口 13上，保证了采集图像的照明效果；数据线18采用标准的USB接口。电子检测仪4分辨率高，每个像素可检测尺寸为O. 005mm,能够达到实际印刷工作要求。光源设置与分析软件的解析算法是本发明的重点，光照不均对最终的计算结果影响较大。计算机5中安装的分析软件基于Matlab环境下编写，识别检测内容与需要检测的印版图像(图2所示)信息对应。参照图4，每个印版上检测标识的位置以及个数根据印刷机幅面大小的不同，标识位于印版非图文区域的版卡位置附近，即上下边缘处附近上下对称，且等间距排列，当用于四开胶印机及小幅面时设置6个检测标识，上下边缘处各三处，其位置参照图4 ;或者用于对开胶印机及更大幅面时设置10个检测标识，上下边缘处各五处，其位置参照图5。本发明的印刷机精度检测方法，利用上述的装置及分析软件，待输纸精度调节至 要求范围后，才能继续测量传纸精度，按照以下步骤实施步骤I、测量输纸精度由于输纸精度与第一色组相关联，故印版图像中仅用到检测基准标识7和第一色组输纸精度检测标识8，对同一批检测纸张需要两次印刷完成，目的是得到检测基准标识7与第一色组输纸精度检测标识8的相对位置变化。参照图6，印刷机输纸精度的检测是，在第一印刷单元(即第一色组)将同一印张印刷两次第一次，在印刷机2的第一印刷单元上，在原始检测印版I只印刷出检测基准标识7，得到初次检测印张3 ;第二次，将第一次印刷后的初次检测印张3收集，将印刷机2的第一印刷单元上印版更换为只有第一色组输纸精度检测标识8，进行二次印刷之后，得到完成输纸精度的二次检测印张3，该二次检测印张3上同时包含检测基准标识7和第一色组输纸精度检测标识8，将若干(优选100)张上述的二次检测印张3作为输纸精度检测统计对象，经过电子检测仪4检测所有的标识区域，经过计算机5中的分析软件进行数据分析处理，得到印刷机的输纸精度值；如不符合要求，根据结果误差对印刷机相关部件进行调节，直到最终符合要求，即得到印刷机的输纸精度值；步骤2、测量传纸精度传纸精度涉及胶印机的四个印刷色组，因此测量前，在检测印版I的印版图像需要完成一遍四色印刷，分别承印来自四个印刷单元相对应的检测标识。参照图7，印刷机传纸精度的测量，需要在一次印刷中，通过四个印刷单元，得到传纸的检测印张3，即印刷机2的第一色组只印刷检测基准标识7，第二、三、四色组分别印刷第二色组传纸精度检测标识9、第三色组传纸精度检测标识10、第四色组传纸精度检测标识11，印刷完成后，每张传纸的检测印张3上均印刷有四个标识符号，即检测基准标识7、第二色组传纸精度检测标识9、第三色组传纸精度检测标识10、第四色组传纸精度检测标识11，将若干(优选100)张附有该四个标识的检测印张3作为统计对象，经过电子检测仪4检测标识区域，再通过计算机5的分析处理，得到印刷机的传纸精度值；如不符合要求，根据结果误差对印刷机相关部件进行调节，直到最终符合要求，即得到印刷机的传纸精度值，即成。
本发明方法的工作原理是，分析软件计算的是各个标识之间的相对位置。标识由矩形和直线组成，直线和矩形识别方法采用灰度投影极值积分方法，参照已经发表的论文《灰度投影积分极值法的矩形检测》，其中公开的快速灰度投影积分极值的矩形和直线识别算法原理是将图像上垂直于投影线某一列上的所有像素的灰度值相叠加，所得结果称为灰度积分投影值。图像上的直线平行于投影方向，则该直线在其对应投影点的灰度积分值将呈现极大值或者极小值。计算出不同的投影方向上的灰度积分向量组成一个矩阵，称为图像的灰度积分矩阵。此极值所在的投影方向即为直线的方向，极值在灰度积分矩阵中的位置就对应了直线的位置。由此可以计算出图像中直线的方程式，在这些直线中搜索符合矩形条件直线，即可求得矩形位置及大小。本发明方法根据上述的原理，解析出矩形在检测印张3上的实际位置(作为检测基准)。在实际印刷时，输纸系统不稳定或者输纸精度不足，每个检测印张3上的输纸检测标识的相对位置就会在检测基准矩形中发生微小变化；由于实际印刷时，传纸系统不稳定或者传纸精度不足，每个检测印张3上的传纸检测标识的相对位置就会在检测基准矩形中发生微小变化。本发明方法的检测对象即为上述这种微小变化，检测连续100张(或100以 上)检测印张3的这种微小变化，进行数据统计并进行数据分析，如均值、方差、跨度、直方图、频率统计、标准方差、残差、奇偶性。经过对数据综合分析后，如果这些数据符合标准，则认为印刷机的精度符合出厂要求或者满足印刷要求；如果数据超出标准，根据数据可以指导调节相应部件，以使印刷机精度达到最终的要求。本发明的装置及方法，通过将电子检测仪4的图像采集窗口 13对准印刷样张3上的检测标识位置处，电子检测仪4会自动识别并采集检测标识图像，将其传输到计算机中，分析软件将会计算出标识的相对位置。连续测量100张后，分析软件根据数据进行直方图统计、跨度计算、频率统计、标准方差、残差、奇偶性计算并绘图，通过统计算法最终判断印刷机的传纸精度和输纸精度，以便为印刷机的装配、生产、维修、调节部件进行调整提供重要参考。
权利要求
1.一种印刷机精度检测装置，包括电子检测仪(4)及计算机(5)连接而成，其特征在于 还包括一个检测印版(1)，在检测印版(I)上所要印刷的印版图像结构是，由正方形边框和框内的四个符号标识组合而成，每个符号标识由横纵直线组成，形似“田”字，都有一个缺口，缺口方向不同代表不同色组，边框即为检测基准标识(7);该四个符号标识，即为第一色组输纸精度检测标识(8)、第二色组传纸精度检测标识(9)、第三色组传纸精度检测标识(10)、第四色组传纸精度检测标识(11)； 所述的电子检测仪(4)的结构是，在检测器外壳(17)内部一侧设置有观测窗口(12)、图像采集窗口( 13)、数字显微镜(14)，观测窗口( 12)位于该侧壁，图像采集窗口( 13)位于观测窗口( 12)面前的底板上，数字显微镜(14)位于该侧顶板上，向下与图像采集窗口( 13)对正；在检测器外壳(17)内部另一侧设置有LED阵列光源(16)，LED阵列光源(16)与图像采集窗口( 13)之间设置有散射玻璃(15)，该散射玻璃(15)的安装角度与图像采集窗口(13)之间的夹角为45°，数字显微镜(14)通过数据线(18)与计算机(5)连接。
2.根据权利要求I所述的印刷机精度检测装置，其特征在于所述的LED阵列光源(16)由3排LED灯，每排5个，共15个LED灯组成。
3.根据权利要求I所述的印刷机精度检测装置，其特征在于所述的检测印版(I)在制版时印制的多组印版图像，位于印版非图文区域的上下边缘处，多组印版图像上下对称，且等间距排列。
4.根据权利要求3所述的印刷机精度检测装置，其特征在于所述的检测印版(I)上的多组印版图像，当用于四开胶印机及小幅面时设置6个检测标识，上下边缘处各三处；或者用于对开胶印机及更大幅面时设置10个检测标识，上下边缘处各五处。
5.根据权利要求I或2所述的装置进行印刷机精度检测的方法，其特征在于，包括以下操作步骤 步骤I、测量输纸精度 在第一色组将同一印张印刷两次 第一次，在印刷机(2)的第一印刷单元上，在原始检测印版(I)上印刷出检测基准标识(7)，得到初次检测印张(3)； 第二次，将第一次印刷后的初次检测印张(3)收集，将印刷机(2)的第一印刷单元上印版更换为只有第一色组输纸精度检测标识(8)，重新对初次检测印张(3)进行二次印刷之后，得到二次检测印张(3)，该二次检测印张(3)上同时包含检测基准标识(7)和第一色组输纸精度检测标识(8)， 将若干张上述的二次检测印张(3)作为输纸精度检测统计对象，经过电子检测仪(4)检测所有的标识区域，再通过计算机(5)中的分析软件进行数据分析处理，得到印刷机的输纸精度值； 如不符合技术要求，根据结果误差对印刷机相关部件进行调节，直到最终符合技术要求，即得到印刷机的输纸精度值； 步骤2、测量传纸精度 印刷机传纸精度的测量，需要在一次印刷中，通过四个印刷单元，得到传纸的检测印张(3)，即印刷机(2)的第一色组只印刷检测基准标识(7)，第二、三、四色组分别印刷第二色组传纸精度检测标识(9)、第三色组传纸精度检测标识(10)、第四色组传纸精度检测标识(11)，印刷完成后，每张传纸的检测印张(3)上均印刷有四个标识符号，即检测基准标识(7)、第二色组传纸精度检测标识(9)、第三色组传纸精度检测标识(10)、第四色组传纸精度检测标识(11)， 将若干张上述的附有四个标识符号的检测印张(3)作为传纸精度统计对象，经过电子检测仪(4)检测标识区域，再通过计算机(5)的分析处理，得到印刷机的传纸精度值， 如不符合技术要求，根据结果误差对印刷机相关部件进行调节，直到最终符合技术要求，即得到印刷机的传纸精度值，即成。
6.根据权利要求5所述的装置进行印刷机精度检测的方法，其特征在于，优选100张上述的二次检测印张(3)作为输纸精度检测统计对象；同时优选100张上述的附有四个标识符号的检测印张(3)作为传纸精度统计对象。
全文摘要
本发明公开了一种印刷机精度检测装置，包括电子检测仪及计算机连接而成，还包括一个检测印版，在检测印版上印刷的印版图像结构是，由正方形边框和框内的四个符号标识组合而成；电子检测仪的结构是，在检测器外壳内部一侧设置有观测窗口、图像采集窗口、数字显微镜；在检测器外壳内部另一侧设置有LED阵列光源，LED阵列光源与图像采集窗口之间设置有散射玻璃。本发明还公开了利用该装置进行印刷机精度的检测方法，在印刷机上印刷特殊检测标识，得到检测印张；通过连续读取100张检测印张，将解析图像信息数据处理，最终得到印刷机输纸和传纸精度。本发明装置及方法，精确度高，自动化程度高。
文档编号B41F33/00GK102837497SQ2012103192
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者张海燕, 任玲辉, 徐卓飞 申请人:西安理工大学