一种基于机器视觉的烫金质量智能检测系统的制作方法

本实用新型属于印刷检测技术领域，具体涉及一种具有实时检测、检测标准统一、检测效率高、误检率低的基于机器视觉的烫金质量智能检测系统。

背景技术：

随着包装印刷业的快速发展，烟草包装、日化用品、医药等行业的包装在防伪、装潢效果方面的要求也在相应地提高。在包装产品的印后加工中，烫印工艺因其图案清晰、美观，图文呈现出强烈的金属光泽，色彩鲜艳夺目、永不褪色、耐磨、耐候等表面整饰效果和防伪方面的特殊作用被人们所喜爱，在钞票、烟标、药品、化妆品等高档包装都有应用。烫金主要有两种功能，一是表面装饰，提高产品的附加值；二是赋予产品较高防伪性能，采用全息定位烫印商标标识，防假冒、保名牌。同时，烫金非常能够表现产品包装的个性化而且安全环保。因此，许多高档包装都采用了烫金工艺。

近年来，随着现代科学技术的快速发展和市场竞争越发激烈，人们对印刷品的质量要求日渐提高。目前，包装印刷企业一般采用人工印刷过程中抽样检查和印后逐一目测的方法分拣废品。诸如在烟标印刷企业常常出现这样一种现象：在凹印、烫模和综合车间，多数是国外进口的一流印刷设备在飞快的生产；而在品检车间，对于一些特殊的烟标，几十上百的工人在紧张地对印好的成品做逐一检测，即使是在品检机上，往往也是几个人在紧张的配合着对成品进行检测，如果配合不到位或者机器出现一点故障，也要忙得不可开交，有时候几台品检机同时运转也存在待检成品堆积的现象。可见目前的检测方法效率低、成本高、工人劳动强度大，而且人工质检主观性强，人工质检的检测精度很判断能力不同， 容易造成检测标准的不统一。 进而造成烟标质量不稳定以及误检， 不利于企业品牌的树立；其次，人工质检需要大量的的质检员，培养一批质检员和质检员的工资对于企业来说是一笔巨大的财务支出，而且人工质检效率低，严重阻碍了企业的快速发展，是制约很多生产型企业快速发展的主要原因。 第三，人工质检具有很严重的滞后性，都是离线进行的，不能进行实时检测，会在印刷过程中出现质量问题时不能得到及时解决，造成连续的成百上千件废品，形成大量的原材料和工时的浪费，还会影响企业的生产计划，造成不能及 时交货、产品质量下降等问题，严重影响企业的经济效益。

虽然基于机器视觉的印刷品在线检测系统研究取得了一定的发展进步，也开始应用于实际生产。由于烫金区域会随着观察角度的不同，烫金图案形状会有所不同，现有的基于机器视觉的印刷品在线检测系统应用于诸如烟标等复杂的烫金质量检测时，难以兼顾既要能能检测出烫印不牢、字迹模糊、糊版、图案烫印无光泽等所有的烫金缺陷，而且还要能检测烫金图案颜色是否存在过浅或过浓等色差问题，同时还需要具备识别功能，能够识别烫金区域中人眼很不容易看到的号码、条形码、中英文字符。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有实时检测、检测标准统一、检测效率高、误检率低的基于机器视觉的烫金质量智能检测系统。

本实用新型的目的是这样实现的：包括：

图像采集单元，用于在线采集各烫金工序后的烫金图像并传送给服务器；

输入输出单元，用于现场机台人机交互以及获取烫金位置信号，将人机交互信息传送给图像处理单元，将烫金位置信号传送给服务器；

服务器，用于接收烫金图像并在屏幕上进行实时显示并把图像处理单元传送的缺陷图像数据库中，用于把烫金位置信号与图像采集单元的检测过程进行同步，预处理烫金图像并传送给图像处理单元；

图像处理单元，用于接收并检测人机交互信息，用于对接收到的烫金图像利用预设的缺陷检测算法进行缺陷检测并将缺陷图像传送给服务器同时将缺陷信息传送给输入输出单元的现场机台实时显示和/或发出动作指令；

剔废装置，用于标记或剔除图像处理单元检测的缺陷烫金产品；

所述图像采集单元与服务器电连接，所述服务器与图像处理单元电连接，所述剔废装置与输入输出单元和/或图像处理单元电连接，所述输入输出单元分别与服务器、图像处理单元电连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1）、采用在线实时检测与剔废装置相结合，能够有效阻断缺陷废品和实时提醒缺陷，克服了传统后期肉眼检测的弊端，提高检测效率和可靠性，杜绝了批量质量事故，并能够有效地节省人力成本；

2）、采用一套控制系统，对于多工序烫金，相比现有在线检测技术需要的硬件设备简单、成本低，而且也能降低维护和使用成本；

3）、针对烫金质量检测采用预设缺陷检测算法的图像处理单元进行判断，不仅检测效率高，而且检测标准统一、误检率低；

4）、通过服务器与数据库连接，具备事后的分析能力，不仅可以提升成品的合格率，还能协助生产商改进工艺流程，建立质量管理体系，达到一个长期稳定的质量标准。

因此，本实用新型具有实时检测、检测标准统一、检测效率高、误检率低的特点。

附图说明

图1为本实用新型典型原理示意框图；

图中：11-镜头组、12-相机，13-图像采集卡，14-用户端，15-照明系统，21-主控制台，22-报警装置，23-光电编码器，3- 服务器，4-图像处理单元，5-剔废装置，6-烫金产品。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型包括：

图像采集单元1，用于在线采集各烫金工序后的烫金图像并传送给服务器3；

输入输出单元2，用于现场机台人机交互以及获取烫金位置信号，将人机交互信息传送给图像处理单元4，将烫金位置信号传送给服务器3；

服务器3，用于接收烫金图像并在屏幕上进行实时显示并把图像处理单元4传送的缺陷图像数据库中，用于把烫金位置信号与图像采集单元1的检测过程进行同步，预处理烫金图像并传送给图像处理单元4；

图像处理单元4，用于接收并检测人机交互信息，用于对接收到的烫金图像利用预设的缺陷检测算法进行缺陷检测并将缺陷图像传送给服务器3同时将缺陷信息传送给输入输出单元2的现场机台实时显示和/或发出动作指令；

剔废装置5，用于标记或剔除图像处理单元4检测的缺陷烫金产品；

所述图像采集单元1与服务器3电连接，所述服务器3与图像处理单元4电连接，所述剔废装置5与输入输出单元2和/或图像处理单元4电连接，所述输入输出单元2分别与服务器3、图像处理单元4电连接。

所述图像采集单元1包括镜头组11、相机12、图像采集卡13、用户端14、照明系统15，所述镜头组11与相机12配对设置于各烫金工序后端上方或下方，所述照明系统15与相机12同向设置与烫金工序后端以确保图像采集环境光源均匀恒定、无影，所述相机12通过图像采集卡13与用户端14电连接，所述照明系统15与用户端14电连。

所述图像采集卡13设置于用户端14的计算机中。

所述照明系统15为矩形LED光源与相机12平行置于烫金工序的烫金产品运动方向上方或下方。

本实用新型每一烫金工序后端设置有两个或多个由镜头组11与相机12组成的图像采集组，所述图像采集组分别通过图像采集卡13与用户端14电连接。

所述相机12为采用全局曝光模式的高分辨率面阵工业相机。

所述输入输出单元2包括主控制台21、报警装置22、光电编码器23，所述主控制台21用于现场机台人机交互并与图像处理单元4电连接，所述报警装置22用于实现报警信号输出并与图像处理单元4和/或剔废装置5电连接，所述光电编码器23通过烫金工序传送辊确定烫金位置信号并与服务器3电连接。

所述报警装置22用于图像处理单元4连续多次判定出现同一类型烫金缺陷时的报警和/或剔废装置5故障报警。

所述输入输出单元2还包括纸张张力检测装置，所述纸张张力检测装置用于检测烫金过程纸张张力并与用户端14电连接，所述用户端14与烫金张力控制装置电连接与控制烫金纸张张力。

所述图像处理单元4为预置缺陷检测算法的主控计算机。

所述剔废装置5为废品标记装置或气动剔废装置，所述废品标记装置用于在烫金产品上标记图像处理单元4判定为缺陷废品的烫金缺陷位置，所述气动剔废装置用于剔除图像处理单元4判定为缺陷废品的烫金产品。

本实用新型工作原理和工作过程：

本实用新型通过图像采集单元在线采集各烫金工序后的烫金图像并传送给服务器，同时通过输入输出单元的光电编码器确定烫金位置信号并传送给服务器，然后经服务器对用户端检测过程进行同步控制，最终通过图像处理单元预设的缺陷检测算法进行缺陷检测并将缺陷图像传送给服务器，同时将缺陷信息传送给输入输出单元的现场机台实时显示和/或根据光电编码器确定的烫金缺陷位置发出动作指令给剔废装置标记烫金缺陷位置或剔除烫金缺陷废品。

如图1，烫金设备工作时，通过设置于烫金工序1和烫金工序2后端上部的镜头11和CCD相机12在照明系统15的配合下摄取烫金产品的烫金图像，烫金图像经图像采集卡13的A/D转换传送给对应的用户端14，用户端14在控制镜头11和CCD相机12的同时把烫金图像传送给服务器3，服务器3接收烫金图像并在屏幕上进行实时显示，同时把光电编码器23采集并送达的烫金位置信号并把与图像采集单元1的检测过程进行同步，将同步预处理的烫金图像传送给预设缺陷检测算法的主控计算机4，并接收主控计算机4传送的缺陷图像写入数据库中；预设缺陷检测算法的主控计算机4接收并检测主控制台21现场机台人机交互信息，对接收到的烫金图像利用预设的缺陷检测算法进行缺陷检测并将缺陷图像传送给服务器3，同时将缺陷信息传送给主控制台21实时显示和/或发出动作指令给报警装置22发出警报和剔废装置5标记烫金缺陷位置或剔除烫金缺陷废品。