专利名称：印刷品质量在线视觉检测系统的制作方法
技术领域：
本发明属于机械视觉技术和工业检测技术领域，特别涉及一种印刷品质量视觉检
测系统。
背景技术：
现有技术中，已有在印刷机上安装实时检测纸张印刷质量的装置，以便及时发现 印刷废品并尽快停机检查。如专利号为ZL00262013.8题目为"人民币大张印刷质量在线检 测装置"的中国实用新型专利，该专利涉及一种人民币大张印刷质量在线检测装置，包括悬 挂于印刷流水线履带下部的摄像箱，光电编码器设置于印刷流水线拐点处的轮轴上，该实 用新型专利将检测装置安装在印刷流水线履带即传输链道的下方，检测装置对印钞机中传 输链道上的大张钞票进行实时印刷质量检测，由于传输中的大张钞票受到传输链道抖动的 影响，检测装置所采集到的图像常有扭曲变形的情况发生、无法精确地对印刷品的质量进 行判断，即检测装置的技术指标受到了限制。
发明内容
为了克服现有技术中印刷品质量在线检测装置受传输链道抖动影响导致检测精 确度低的缺陷，本发明提供一种印刷品质量在线视觉检测系统，对印刷滚筒上的印刷品进 行在线检测，不仅检测精确度高，而且设计巧妙、体积小、不占用额外的外部空间。
技术方案 印刷品质量在线视觉检测系统，用于在线检测印刷机印刷的印刷品质量，所述印 刷机包括印刷滚筒，和用于传输印刷滚筒印刷后的印刷品的传输链道，所述传输链道的输 入端靠近印刷滚筒表面，以及位于所述传输链道下方的提供油墨、图案的系列墨辊和传墨 辊，所述印刷滚筒、传输链道和系列墨辊、传墨辊形成一沿印刷滚筒轴向方向贯通的小空 间；所述印刷品质量在线视觉检测系统包括编码器和安装有检测组件的检测机箱，所述检 测组件包括线阵摄像机组件和光源组件，所述检测机箱及安装其上的检测组件设置于所述 印刷机的小空间内；所述检测机箱的靠近印刷滚筒的一端设置有朝向印刷滚筒表面、平行 于印刷滚筒转轴的狭缝，所述狭缝的长度不小于印刷滚筒的轴向长度；所述光源组件同样 位于所述检测机箱的靠近印刷滚筒的一端上，用于照亮印刷品表面；所述线阵摄像机组件 位于检测机箱的远离印刷滚筒的一端上，并通过所述狭缝摄取印刷滚筒上的印刷品的图 像；所述编码器设置在印刷滚筒的转轴上。 所述小空间为其轴线平行于所述印刷滚筒转轴的类三棱柱形状，所述类三棱柱的 横截面呈类倒三角形，所述检测机箱位于所述类三棱柱形状的小空间内并且靠近上方设置。 所述检测机箱为类楔形结构，其小端朝向印刷滚筒表面，其大端背向印刷滚筒表 面。 在所述小空间内位于检测机箱的下方还设置有支架，所述支架固定在所述印刷机上，所述检测机箱可拆卸地安装在所述支架上。 所述支架为槽钢结构，该槽钢的两端分别固定在所述印刷机的机梆上。 所述检测机箱的下表面还固定设置有连接架，所述检测机箱通过该连接架可拆卸
地安装在所述支架上。所述光源组件为包括平行于所述印刷滚筒转轴设置的线阵LED发光管的线形LED
光源组件，或为包括平行于所述印刷滚筒转轴设置的线形日光灯的线形日光灯组件。 所述光源组件为两个线形LED光源组件或两个线形日光灯组件，所述两个线形
LED光源组件或两个线形日光灯组件间形成狭长通道，所述狭缝为所述狭长通道。 所述线形LED光源组件的朝向印刷滚筒的一端设置有与线阵LED发光管相应的窗
口 ，所述窗口上设置有防尘玻璃，在所述线阵LED发光管与所述防尘玻璃之间还设置有其
轴线平行于印刷滚筒转轴的柱状玻璃透镜。 所述线形LED光源组件的背向印刷滚筒的一端设置有散热器。 还包括对称设置在所述检测机箱前后两侧的用于调节光源组件位置的光源调节机构。 所述检测组件还包括出气口朝向印刷滚筒表面的吹风展平机构，所述吹风展平机 构位于所述狭缝和光源组件的下方。 所述检测组件还包括设置在所述连接架上的其出气口朝向印刷滚筒表面的吹风 展平机构。 所述出气口为设置在吹风展平机构的靠近印刷滚筒的端面上的阵列出风管，所述 阵列出风管沿所述印刷滚筒转轴方向纵向设置。 所述线阵摄像机组件包括至少一个线阵CCD摄像机，所述线阵CCD摄像机通过所
述狭缝拍摄印刷品的拍摄范围之和至少覆盖印刷滚筒的轴向长度。
技术效果 本发明的检测机箱及安装其上的检测组件结构紧凑，使其与现有印刷机中的印刷 滚筒、传输链道和系列墨辊、传墨辊所形成的小空间相适配，充分利用了印刷机内部的现有 的空间，即不占用印刷机的外部空间，从而不会影响其操作和美观。并且本发明的印刷品质 量在线视觉检测系统的检测组件的设置是对位于印刷滚筒上的印刷品进行在线检测，工作 状态的印刷滚筒绕自身转轴匀速、平稳转动，并且印刷品被印刷滚筒的叼牙固定，不会发生 印刷品的抖动现象，避免了现有技术中检测系统所采集到的图像扭曲变形的情况发生，可 以精确地对印刷品的质量进行判断，提高了在线视觉检测系统的检测精度；此外，印刷滚筒 的直径很大，比如印刷人民币的印钞机，其印刷滚筒的直径为860mm，印刷品在大直径的滚 筒上即印刷滚筒上的平整度很高，有利于提高检测质量；另外，本系统所设置的位置是对刚 刚由印刷滚筒印刷完成、还未进入传输链道的印刷品进行检测，检测及时、一旦发现废品可 以尽快停机或采取其他措施，最大限度地降低废品率。本发明的编码器直接设置在印刷滚 筒的转轴上，提供印刷品转动的精确同步信号。本发明的检测组件(除编码器)均设置在 检测机箱上，检测机箱通过其下表面的连接架与支架可拆卸连接，方便检测机箱及检测组 件的安装，尤其方便检测机箱及检测组件的拆卸维修。 本发明的光源组件为线形LED光源组件或线形日光灯组件，用于照亮印刷品；设 置的两个线形LED光源组件或两个线形日光灯组件之间形成狭缝，以便线阵摄像机组件通
5过该狭缝摄取到印刷品上的图像。 所述线形LED光源组件包括线阵LED发光管，妥善控制每个LED发光管的电流， 可以控制均匀照明和非均匀照明，采用非均匀照明的方式可以补偿摄像机存在的视场渐晕 现象，提高图像的均匀性，有利于提高检测质量；线形LED光源组件朝向印刷滚筒的一端设 置有与线阵LED发光管相应的窗口 ，所述窗口上设置有防尘玻璃，将线阵LED发光管密封起 来，以免受到污染；在线阵LED发光管与防尘玻璃之间还设置有其轴线平行于印刷滚筒转 轴的柱状玻璃透镜，所述柱状玻璃透镜起聚光作用，能将线阵LED发光管发出的光聚集在 印刷品上，大大提高了光效率；线形LED光源组件背向印刷滚筒的一端设置的散热器将热 量发散掉，以免线阵LED发光管因温度过高而损坏。 对称设置在检测机箱两侧的光源调节机构用于调节光源组件的位置，使光源组件 所发出的光线能较好地聚集在印刷品上。 本系统还包括吹风展平机构，气体均匀的从阵列出风管吹出，形成排风吹向印刷 品，使其紧贴印刷滚筒而不会随意飘动，进一步地保证线阵摄像机组件能摄取到清晰和无 畸变的印刷品图像，另外还可以将印刷品上飘出的纸屑和油墨颗粒吹离光源组件和检测机 箱，以免受到污染。
说明书附图
图l是本发明印刷品质
图2是本发明印刷品质
图3是本发明印刷品质 的结构示意图； 图4是本发明印刷品质
图5是本发明印刷品质
图6是本发明印刷品质 图； 图7是本发明印刷品质
量在线视觉检测系统的结构示意图； 量在线视觉检测系统的原理量在线视觉检测系统的检测机箱和安装其上的检测组件
量在线视觉检测系统的线阵摄像机的示意图； 量在线视觉检测系统的线形LED光源组件示意图； 量在线视觉检测系统的线形LED光源组件的A-A面剖面
量在线视觉检测系统的吹风展平机构示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
图1和图2分别为本发明印刷品质量在线视觉检测系统的结构示意图和原理图。 如图1和2所示，印刷机包括有传输链道1、印刷滚筒2、系列传墨辊3a和系列墨辊3b，传 输链道1的输入端靠近印刷滚筒2的表面、用于传输印刷滚筒2印刷后的印刷品，系列墨辊 3b和系列传墨辊3a位于传输链道l的下方、用于提供油墨、印刷图案到纸张表面，所述传输 链道1下方、印刷滚筒2左侧和系列墨辊3b、系列传墨辊3a的上方形成一沿印刷滚筒轴向 方向贯通的小空间。所述小空间为类三棱柱形状，其轴线平行于印刷滚筒的转轴、其横截面 为类倒三角形，且小空间贯穿印刷机纵向、上宽下窄。本发明的检测机箱5及安装其上的检 测组件、连接架11、支架4分别沿印刷滚筒轴向方向纵向延伸，从上至下相互连接并且横截 面依次变窄，连接后的整体结构正好与所述小空间相适配。其中，支架4为槽钢结构位于所
6述小空间的下部并固定安装在印刷机两侧的机梆上，连接架11固定在检测机箱5的下表面 上，检测机箱5通过该连接架11与支架4可拆卸连接，方便了检测机箱的安装和因维修或 其它原因的拆卸。检测机箱5的靠近印刷滚筒2的一端安装有两个线形LED光源组件6并 彼此间形成狭缝，在连接架11上位于线形LED光源组件6的下方设置有吹风展平机构7，检 测机箱5的前后两侧设置有用于调节光源组件位置的光源调节机构8，检测机箱5的远离印 刷滚筒2的一端沿纵向平行安装有两个线阵摄像机组件9，编码器10设置在印刷滚筒2的 转轴上。检测机箱5及安装在检测机箱5上的检测组件全部设置在印刷机内部的小空间内， 设计巧妙、结构简单，安装、维修方便；并且对印刷滚筒上的印刷品进行在线检测，提高检测 精度、縮短检测反应时间、降低废品率。 见图2，当印刷机开始工作时，印刷滚筒2上的叼牙2a将纸张叼住，以使其跟随印 刷滚筒2顺时针转动。印刷滚筒2上的纸张经过墨辊印出图案成为印刷品后，随即就转到了 检测系统的狭缝所对应处，接受印刷品质量在线视觉检测系统的检测，因此，本发明的检测 系统检测及时、大大縮短从印刷完毕到检测的时间、大幅度地降低废品率、降低成本。设置 在印刷滚筒2转轴上的编码器IO，用于测量印刷滚筒2的转速并输出与印刷滚筒旋转精确 同步的脉冲信号，为线阵摄像机组件9中的线阵彩色CCD摄像机9b提供线扫描控制信号； 线阵彩色CCD摄像机9b (参见图4)通过狭缝实时摄取运动的印刷品的彩色图像，并输出到 信息处理系统，信息处理系统包括图像采集卡、图像处理卡和1/0卡等，用于采集线阵彩色 CCD摄像机9b的图像数据、对图像进行处理、给出印刷品图像的印刷质量指标，并通过监控 系统控制印刷机的分仓工作、运行工作、报警工作和统计工作等。 图3为本发明的检测机箱5及安装在其上的检测组件的结构示意图。如图所示， 检测机箱5呈类楔形结构，其下表面固定有沿印刷滚筒轴向方向纵向延伸、中空的连接架 ll，并通过连接架11与其下的支架4可拆卸连接；检测机箱5的上表面设置有长条形电线 槽5a，其内可放置电源线和信号传输线，起到美观和保护的作用。检测机箱5的靠近印刷滚 筒2的小端设置有两个分别沿印刷滚筒轴向方向纵向延伸的线形LED光源组件6，两个线形 LED光源组件6朝向印刷滚筒的一侧彼此靠近形成狭缝，详见图5，每个线形LED光源组件 6内均设置有线阵LED发光管6a(见图6)且该线阵LED发光管6a平行于印刷滚筒2的转 轴纵向延伸，两个线形LED光源组件6的端部分别固定在连接架6b上(见图5(a)、 (b))， 两个线形LED光源组件的一侧彼此靠近在横截面上形成"八"字结构，使光源集中，而"八" 字结构的小开口端所对应的狭长通道即为狭缝(见图5(c))，连接架6b将两个线形LED光 源组件6连接到光源调节机构8上从而固定到检测机箱5上。图6为线形LED光源组件6 的A-A面剖面图，包括线阵LED发光管6a，可以通过控制每个LED发光管的电流来实现均匀 照明或者非均匀照明，尤其采用非均匀照明时可以补偿线阵摄像机存在的视场渐晕现象， 提高图像的均匀性；在线形LED光源组件6的朝向印刷滚筒的一端设置有与线阵LED发光 管6a相应的窗口，窗口上设置有防尘玻璃6c，将线阵LED发光管6a密封起来，起到保护的 作用，以免受到污染；在线阵LED发光管6a与防尘玻璃6c之间还设置有其轴线平行于印刷 滚筒2转轴的柱状玻璃透镜6d，所述柱状玻璃透镜6d起聚光作用，能将线阵LED发光管6a 发出的光聚集在印刷品上，大大提高了光效率；线形LED光源组件6的背向印刷滚筒的一端 设置有散热器6e，用于将热量发散掉，以免线阵LED发光管6a因温度过高而损坏。如图3， 在检测机箱5的前后两侧分别设置有一个光源调节机构8，并通过连接架6b与线形LED光
7源组件6相连，以此来调节线形LED光源组件6的位置，使线阵LED发光管6a所发出的光 线能较好地聚集在印刷品上。另外，在连接架11上还设置有吹风展平机构7，详见图7，为 吹风展平机构7的示意图，包括类长方体结构的风管体7a，在朝向印刷滚筒2的一端设置有 阵列出风管7b，与阵列出风管7b相对的一端设置有进气口 7c，其余各面为密封结构，气体 从进气口 7c进入吹风展平机构7，并均匀的从阵列出风管7b吹出，形成排风吹向印刷品，使 印刷品紧贴印刷滚筒2而不会随意飘动，进一步地保证线阵摄像机组件9能摄取到清晰和 无畸变的印刷品图像，另外还可以将印刷品上飘出的纸屑和油墨颗粒吹离线形LED光源组 件6、检测机箱5及其他检测组件，以免受到污染。图3中还示出了两台沿纵向平行设置的 线阵摄像机组件9，包括线阵彩色CCD摄像机9b和用于保护线阵彩色CCD摄像机9b的摄像 机壳9a，图4为线阵彩色CCD摄像机9b的示意图，线阵彩色CCD摄像机9b的观察范围覆盖 了印刷滚筒2的整个轴向长度，同时，两台线阵彩色CCD摄像机的设置还使得摄像部分在印 刷品的中部还有一小部分重叠，以消除检测空隙，线阵彩色CCD摄像机摄取的为彩色图像， 也可以使用线阵黑白CCD摄像机摄取黑白图像。
权利要求
印刷品质量在线视觉检测系统，用于在线检测印刷机印刷的印刷品质量，所述印刷机包括印刷滚筒，和用于传输印刷滚筒印刷后的印刷品的传输链道，所述传输链道的输入端靠近印刷滚筒表面，以及位于所述传输链道下方的提供油墨、图案的系列墨辊和传墨辊，所述印刷滚筒、传输链道和系列墨辊、传墨辊形成一沿印刷滚筒轴向方向贯通的小空间；所述印刷品质量在线视觉检测系统包括编码器和安装有检测组件的检测机箱，所述检测组件包括线阵摄像机组件和光源组件，其特征在于，所述检测机箱及安装其上的检测组件设置于所述印刷机的小空间内；所述检测机箱的靠近印刷滚筒的一端设置有朝向印刷滚筒表面、平行于印刷滚筒转轴的狭缝，所述狭缝的长度不小于印刷滚筒的轴向长度；所述光源组件同样位于所述检测机箱的靠近印刷滚筒的一端上，用于照亮印刷品表面；所述线阵摄像机组件位于检测机箱的远离印刷滚筒的一端上，并通过所述狭缝摄取印刷滚筒上的印刷品的图像；所述编码器设置在印刷滚筒的转轴上。
2. 根据权利要求1所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述小空间为 其轴线平行于所述印刷滚筒转轴的类三棱柱形状，所述类三棱柱的横截面呈类倒三角形， 所述检测机箱位于所述类三棱柱形状的小空间内并且靠近上方设置。
3. 根据权利要求2所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述检测机箱 为类楔形结构，其小端朝向印刷滚筒表面，其大端背向印刷滚筒表面。
4. 根据权利要求2或3所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，在所述小空 间内位于检测机箱的下方还设置有支架，所述支架固定在所述印刷机上，所述检测机箱可 拆卸地安装在所述支架上。
5. 根据权利要求4所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述支架为槽 钢结构，该槽钢的两端分别固定在所述印刷机的机梆上。
6. 根据权利要求4所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述检测机箱 的下表面还固定设置有连接架，所述检测机箱通过该连接架可拆卸地安装在所述支架上。
7. 根据权利要求1所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述光源组件 为包括平行于所述印刷滚筒转轴设置的线阵LED发光管的线形LED光源组件，或为包括平 行于所述印刷滚筒转轴设置的线形日光灯的线形日光灯组件。
8. 根据权利要求7所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述光源组件 为两个线形LED光源组件或两个线形日光灯组件，所述两个线形LED光源组件或两个线形 日光灯组件间形成狭长通道，所述狭缝为所述狭长通道。
9. 根据权利要求7或8所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述线形 LED光源组件的朝向印刷滚筒的一端设置有与线阵LED发光管相应的窗口，所述窗口上设 置有防尘玻璃，在所述线阵LED发光管与所述防尘玻璃之间还设置有其轴线平行于印刷滚 筒转轴的柱状玻璃透镜。
10. 根据权利要求9所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述线形LED 光源组件的背向印刷滚筒的一端设置有散热器。
11. 根据权利要求1所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，还包括对称设 置在所述检测机箱前后两侧的用于调节光源组件位置的光源调节机构。
12. 根据权利要求1所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述检测组件 还包括出气口朝向印刷滚筒表面的吹风展平机构，所述吹风展平机构位于所述狭缝和光源组件的下方。
13. 根据权利要求6所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述检测组件 还包括设置在所述连接架上的其出气口朝向印刷滚筒表面的吹风展平机构。
14. 根据权利要求12或13所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述出 气口为设置在吹风展平机构的靠近印刷滚筒的端面上的阵列出风管，所述阵列出风管沿所 述印刷滚筒转轴方向纵向设置。
15. 根据权利要求1所述的印刷品质量在线视觉检测系统，其特征在于，所述线阵摄像 机组件包括至少一个线阵CCD摄像机，所述线阵CCD摄像机通过所述狭缝拍摄印刷品的拍 摄范围之和至少覆盖印刷滚筒的轴向长度。
全文摘要
为了解决现有技术中印刷品质量在线检测装置检测精确度低的缺陷，本发明提供一种印刷品质量在线视觉检测系统，检测机箱及安装其上的检测组件设置于印刷机内部的印刷滚筒、传输链道和系列墨辊、传墨辊形成的小空间内，检测机箱的靠近印刷滚筒的一端设置有朝向印刷滚筒表面、平行于印刷滚筒转轴的狭缝；光源组件同样位于检测机箱的靠近印刷滚筒的一端；线阵摄像机组件位于检测机箱的远离印刷滚筒的一端，并通过所述狭缝摄取印刷滚筒上的印刷品的图像；编码器设置在印刷滚筒的转轴上。本发明对印刷滚筒上的印刷品进行在线检测，不仅检测精确度高，而且设计巧妙、体积小、不占用额外的外部空间，适合特殊印刷品和普通印刷品的在线检测。
文档编号G01N21/89GK101750420SQ20081022749
公开日2010年6月23日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者张殿斌, 艾小凯 申请人:北京凌云光视数字图像技术有限公司