一、套印誤差檢測原理

套印是用多種顏色的油墨基于同一個(gè)參考點(diǎn)印刷疊色圖案的印刷技術(shù)，印品在印刷過程中需要通過多次著墨才能重現(xiàn)原來的顏色，這就要求每次著色都準(zhǔn)確對齊。若幾種顏色沒有對準(zhǔn)，印出來的印品就會(huì)面目全非，即出現(xiàn)了套印誤差。

在印刷過程中，是通過檢測印品特定位置上的標(biāo)記來實(shí)現(xiàn)套印誤差的檢測，此標(biāo)記即通常所說的Mark線(各色印刷標(biāo)記線)，在不至于混淆的情況下，也簡稱為色標(biāo)。

傳統(tǒng)的目視檢測效率低下，且容易引入人為誤差，而隨著社會(huì)生產(chǎn)效率的提高，目視檢測的弊端也愈來愈明顯，而基于機(jī)器視覺的智能檢測技術(shù)已逐漸實(shí)用化。采用機(jī)器視覺做在線檢測不僅具有精度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，還可克服傳統(tǒng)目視檢測的諸多缺點(diǎn)。

二、機(jī)器視覺的概述

機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷，即用計(jì)算機(jī)來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測、測量和控制。機(jī)器視覺技術(shù)最大的特點(diǎn)是速度快、信息量大、功能多。機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動(dòng)作。

機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由工業(yè)級(jí)相機(jī)，鏡頭，光源，圖像分析和處理軟件四部分組成，而這四部分本身都自成一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，性能和規(guī)格相當(dāng)多，要和應(yīng)用匹配需要考慮的事情非常多。然而，每一部分都無法單獨(dú)決定是否可適用于某一個(gè)應(yīng)用，簡單地說，機(jī)器視覺的組成由于本身各部分牽涉的專業(yè)不同，且對于應(yīng)用問題的達(dá)成不可分割，再加上應(yīng)用本身有其另一種專業(yè)知識(shí)，這使得制作出的機(jī)器視覺系統(tǒng)的難度增加。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有：

①非接觸測量，對于觀測者與被觀測者都不會(huì)產(chǎn)生任何損傷，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
②具有較寬的光譜響應(yīng)范圍，例如使用人眼看不見的紅外測量，擴(kuò)展了人眼的視覺范圍。
③長時(shí)間穩(wěn)定工作，人類難以長時(shí)間對同一對象進(jìn)行觀察，而機(jī)器視覺則可以長時(shí)間地作測量、分析和識(shí)別任務(wù)。

隨著機(jī)器視覺產(chǎn)品和技術(shù)不斷在工業(yè)技術(shù)上的應(yīng)用，機(jī)器視覺的概念已經(jīng)不再像前幾年那么陌生，人們已經(jīng)逐漸開始接受機(jī)器視覺檢測技術(shù)，并得到廣泛的應(yīng)用。

三、影響絲網(wǎng)印刷套印精度的因素

根據(jù)實(shí)際印刷的情況，影響印刷質(zhì)量的因素很多，如：印前圖文信息設(shè)計(jì)處理、印版制作的影響、印刷套準(zhǔn)的影響、板材質(zhì)量的影響和油墨配色的影響等等。本文主要討論印刷套準(zhǔn)精度對印刷質(zhì)量的影響。

由于用于彩色的套色版刮印時(shí)要分清墨色層次，一般來說應(yīng)先印淺色后印深色，先印次要后印主要，色序在制作印版時(shí)就應(yīng)安排好。從印刷套印方面來考慮影響絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的因素，主要概括有以下四點(diǎn)：①操作者的影響；②承印物及油墨的影響；③刮墨刀的影響；④絲印機(jī)的影響。

根據(jù)絲印機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式，機(jī)器影響套印精度也是非常顯著的。尤其是機(jī)器的組成及運(yùn)動(dòng)方式。該絲印機(jī)是基于機(jī)器視覺技術(shù)來完成的。

四、工作原理及主要的工作過程

根據(jù)該絲網(wǎng)印刷機(jī)的工作特性，即利用機(jī)器視覺技術(shù)來完成圖像的采取、信號(hào)轉(zhuǎn)換、工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)等一系列的動(dòng)作，來實(shí)現(xiàn)套印精確。

1.工作原理

根據(jù)運(yùn)動(dòng)矩陣來實(shí)現(xiàn)圖像的一個(gè)位置到另一個(gè)位置的移動(dòng)。當(dāng)圖像發(fā)生偏差時(shí)，要首先完成其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再實(shí)現(xiàn)其平動(dòng)。具體如下：

假設(shè)圖像由p1q1起始位置移至pq末位置，并且已知從開始位置至末位置剛體轉(zhuǎn)過了θ角。設(shè)自起始位置繞P1點(diǎn)轉(zhuǎn)過θ角，到達(dá)p1q′位置，然后再由p1q′位置平移到末位置pq。

2.基于機(jī)器視覺技術(shù)的主要工作過程

這個(gè)基于機(jī)器視覺技術(shù)的多色絲網(wǎng)印刷套印精度檢測與控制的主要工作過程如下：

①完成第一色的印刷，在這一步驟時(shí)，不需要套準(zhǔn)精度的檢測與控制。
②圖像采集部分按照事先設(shè)定的程序和延時(shí)，分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)脈沖。
③在電腦信號(hào)的控制下，完成圖像的掃描。
④將采集到圖像信息通過A/D將其數(shù)字化或者是直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，并且圖像采集部分將數(shù)字圖像存放在處理器或計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。
⑤處理器對圖像進(jìn)行處理、分析、識(shí)別，獲得測量結(jié)果或邏輯控制值。
⑥處理結(jié)果控制工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)圖像的套準(zhǔn)以及糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。

它與傳統(tǒng)方法相比，不僅具有精度高、速度快、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，還能克服傳統(tǒng)目視檢測容易引入人為誤差的缺點(diǎn)，并可提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。

基于以上分析，若出現(xiàn)套印誤差，在印刷過程上就表現(xiàn)為C M Y K四色分量沒有精確重合，表現(xiàn)在通過CCD采集的24位真彩圖像上即為圖案的RGB三分量沒有精確重合。因此我們的基于機(jī)器視覺的智能檢測就是把待檢測產(chǎn)品的圖像和標(biāo)準(zhǔn)模板圖像分別分成R、G、B三個(gè)子圖，應(yīng)用模板匹配的方法，在待檢測圖像上檢測R、G、B三個(gè)模板子圖的坐標(biāo)，如果R、G、B三個(gè)模板子圖間的坐標(biāo)誤差小于某個(gè)閾值，就可認(rèn)為沒有套印誤差，否則就認(rèn)為出現(xiàn)套印誤差。一旦處理單元判斷出有套印誤差，則發(fā)出相應(yīng)控制命令由執(zhí)行設(shè)備將其糾正，從而來實(shí)現(xiàn)套印的準(zhǔn)確。

總而言之，機(jī)器視覺是一種比較復(fù)雜的系統(tǒng)。但由于機(jī)器視覺技術(shù)的優(yōu)越性，人們越來越多的應(yīng)用該技術(shù)。不僅可以節(jié)省人力，而且還可以提高精度，使其滿足人們的需求。因此，機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、醫(yī)療、金融甚至體育、娛樂等等得到了廣泛應(yīng)用，也在絲網(wǎng)印刷技術(shù)上也得到了很好的應(yīng)用，并且能更好的控制印刷過程，從而提高了印品的質(zhì)量。