視覺檢測技術綜合了機械、電子、光學、計算機等方面的技術，涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、機電一體化等多個領域。

視覺檢測系統(tǒng)一般由光源、鏡頭、CCD照相機、圖像處理單元（或圖像采集卡）、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊、輸入輸出單元和計算機系統(tǒng)組成，通過照相機將被攝取目標轉換成圖像信號，中央處理單元分析像素分布點、亮度、顏色、距離等信息，轉變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)再對數(shù)字信號進行各種運算來抽取目標的特征，根據(jù)預設的容許度和其他條件輸出結果，指揮運動系統(tǒng)或I/O系統(tǒng)執(zhí)行相應的控制動作。

視覺檢測系統(tǒng)的特點是自動化、客觀性、非接觸、高精度和可靠性，廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領域，提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度。

專家預測，未來90%的檢測任務都是由視覺檢測技術來完成。

在印刷包裝領域，視覺檢測技術特別適用于大批量生產(chǎn)過程中的質(zhì)量檢查，用于檢測缺陷和防止缺陷產(chǎn)品，今天跟大家分享圖書生產(chǎn)質(zhì)量控制方面進行探索應用。

1視覺檢測技術

在配頁機錯帖控制方面的應用探索

在書刊裝訂過程中，配頁（俗稱“排書”）是一道極為重要的工序。然而，因為配頁工序操作簡單，又常常被列入簡單工序，未引起高度重視。

在機器配頁生產(chǎn)過程中，為了保證每一個不同的書帖按正確的順序排列組合成一本書，不至于造成“錯帖”而釀成嚴重的質(zhì)量事故，裝訂車間一般都在每一個書帖的工作位置上，醒目懸掛正確的書帖樣張，還用特殊記號筆進行標注，提醒“架書工”不要架錯書帖。

同時，在半成品、成品工序階段，還安排專門人員進行“錯貼”檢查。盡管費了九牛二虎之力，但是還是有“錯貼”的書流出生產(chǎn)線，弄得領導狼狽不堪，員工叫苦不迭。

究其原因，主要還是“人為”的不可控因素。

一般印刷企業(yè)裝訂員工工作時間長，雖注意力高度集中，但畢竟有疲憊的時候，稍不留神，可能就會拿錯書帖架錯位置，造成錯帖，特別是在夜班和長期連續(xù)不間斷生產(chǎn)時期；

其次，印刷企業(yè)在生產(chǎn)忙季，可能都會招聘一些臨時性季節(jié)性用工，或者科室干部下生產(chǎn)線“架書帖”“碼書頁”，更容易造成“錯貼”；

再次，因生產(chǎn)流程管控和質(zhì)量管控存在瑕疵，書帖在轉序和暫存過程中，碼在上方的書帖不嚴實，存在被風吹散后撿回放錯、被人隨意拿看后放錯等等現(xiàn)象，從而造成排書“錯貼”；

再者，盡管后道還有對半成品、成品書的檢查，但無法做到逐本檢查，人工的“海量”檢查也有眼睛疲勞的時候，前道工序出現(xiàn)的錯貼，靠最后幾個人抽查，是無法全部檢查出來的。當然，管控錯貼，各家都有自己的高招。

為了避免“錯帖”，我們選擇了“技防+人防”的措施。技防就是運用視覺檢測技術，在排書機的每一個工作站（當然，可根據(jù)情況選擇部分工作站）加裝照相機、傳感器、PLC排廢系統(tǒng)，進行布線，四組（或六組配頁工位）共用一臺操作顯示器，連接至電腦，并與排書機控制系統(tǒng)連接，形成“錯帖視覺檢測系統(tǒng)”，對錯帖進行自動檢測、排廢。

智能錯帖檢測系統(tǒng)

其工作原理是：當某一本書需要配頁時，在機器配頁站上對相應的書帖選一塊區(qū)域進行取像，電腦系統(tǒng)進行記憶。當正常工作時，書帖下落觸發(fā)傳感器，照相機進行拍照，并與系統(tǒng)的取像進行對比，判斷書帖的正確性。

當為正確書帖時，系統(tǒng)不采取任何動作。如果判斷為錯誤書帖，立即輸出信號給排書機，排書機在排廢出口自動排出的帶有錯誤書帖的整本書帖。同時，系統(tǒng)給出錯誤顯示和警報提示。智能錯帖檢測系統(tǒng)有五種檢測模式，圖片、文字、字母、數(shù)字都能檢測，也可以通過檢查白頁、黑頁、條形碼和二維碼模式來達到無混料錯帖的效果。

為了謹慎起見，避免出現(xiàn)其他意想不到的問題，安徽新華先在一臺膠訂線的排書機上進行加裝，通過長時間高強度生產(chǎn)試驗，并與日常管理進行對接，確認達到預想效果后，再對全公司5條膠訂線、騎訂線的排書進行逐次加裝改造，基本全面實現(xiàn)配頁錯貼自動檢測，在正確操作情況下，保證了配頁“不錯帖”。

2視覺檢測技術

在折頁機錯頁控制方面的應用探索

單張紙印刷后的印品，可能存在錯頁、白頁，或單面漏印，特別是漏印頁面正好朝下，折頁機時難以發(fā)現(xiàn)，從而埋下質(zhì)量隱患。

視覺檢測系統(tǒng)在配頁機上應用取得的效果，使我們對該技術應用更加感興趣，公司又開始對折頁機加裝視覺檢測系統(tǒng)。不同的是，我們在折頁機的上下兩面都加裝了照相機，正反兩面全部進行視覺檢測。

當紙張從飛達進入折頁機還沒有開始折頁之前，正反兩面都進行視覺檢測，一旦檢測結果與取像結果不符，折頁機立即停機，員工拿出壞片即可。

折頁機

折頁機錯頁視覺檢測系統(tǒng)不僅解決了錯頁、白頁、漏印、過版紙等質(zhì)量問題，解放了折頁過程中需要始終查看印品的工作時間，還大大提高了折頁效率。同樣，我們在一臺折頁機試驗得到滿意成果后，再逐次推廣到所有折頁機，徹底解放了折頁工的“眼睛”。

3鎖線機錯帖視覺檢測系統(tǒng)探索改造

鎖線產(chǎn)品一般書帖較多，基本都是精裝書，質(zhì)量要求較高，如果出現(xiàn)錯帖，造成的影響和成本浪費都是巨大的。為此，我們又將視線轉移到鎖線機，開始研究對鎖線書帖錯貼進行檢測。

膠訂線

與配頁機、折頁機不同的是，鎖線書帖檢測在一個循環(huán)內(nèi)，每一個書帖都不一樣，每次取像與系統(tǒng)對比都是不一樣的。

每一個品種的所有書帖，每一個循環(huán)周期與另一個循環(huán)的書帖檢測都是相同的。因此，在程序設計上要進行調(diào)整，操作設置時，按鎖線書帖的順序先進性一個循環(huán)的整體設置，得到正常生產(chǎn)時每次取像與對應的系統(tǒng)存儲值進行對比，系統(tǒng)判斷正確或錯誤。

正常生產(chǎn)時，“系統(tǒng)”一旦發(fā)現(xiàn)“錯誤”，將驅(qū)動鎖線機停機，操作人員對錯誤的書帖再進行處理。系統(tǒng)加裝后，操作人員主要精力就轉移到鎖線質(zhì)量提高和效率提高上了，無需在正常生產(chǎn)過程中時刻去關注書帖是否出錯，因為視覺系統(tǒng)已解決了這些問題。

視覺檢測技術的應用確實為解決錯帖質(zhì)量帶來了自動化、智能化，減少了檢查人員，提升了生產(chǎn)效率。僅是膠訂線加裝該系統(tǒng)后，一個班一條生產(chǎn)線就減少了兩人，人力成本的節(jié)約就相當可觀。節(jié)約下來的人力，正好可以補充到其他工序，同時解決招工難和人力不足問題。

需要注意的是，智能不等于萬能，有了視覺檢測系統(tǒng)，不等于就完全進入了保險箱，還需要根據(jù)企業(yè)具體情況進行有效管理，對系統(tǒng)進行有效維護，要按照規(guī)程嚴格執(zhí)行。

要制訂針對性的管理制度，促進員工積極使用，把系統(tǒng)用好，用積極的態(tài)度和有效的辦法擁抱新技術，而不是舍不得老傳統(tǒng)進行抵觸。在技術管理和維護保養(yǎng)上，也要進行加強，不能一裝了事，一用出事。

首先，要加強對系統(tǒng)的清潔保養(yǎng)。照相機、傳感器都是精密光敏器件，一旦被紙灰等贓物污染，就會喪失靈敏度，因此，要跟隨配頁機保養(yǎng)時進行清潔擦拭，使其干凈整潔；

其次，要選擇重要特征取像。每次調(diào)試取像時，要注意書帖圖文區(qū)域場景的選擇，一定要選擇區(qū)別于其他書帖特別是臨近書帖的重要特征，避免因取像相似而造成無法識別；

第三，根據(jù)系統(tǒng)自帶光源，調(diào)整相機與書帖的角度。有效照明會使被測特征對比度最大化，更利于識別檢測，據(jù)統(tǒng)計，90%視覺檢測系統(tǒng)應用的成功案例來自于恰當?shù)恼彰鳎?/p>

第四，人為隨機放置錯帖檢查機器連接是否正常，開機后用錯帖對系統(tǒng)進行一次隨機測試，養(yǎng)成好習慣，同時也是對系統(tǒng)性能和識別精準度的掌握；

第五，要注意檢查元件緊固不松動。在實際生產(chǎn)中可能會因為調(diào)節(jié)機器或塞紙堵車，觸碰到加裝的元件和線路，造成元件松動、位移，從而影響檢測識別；

第六，配置的電腦要專用。不要在電腦上安裝其他軟件，不要隨意刪除電腦里的程序，不要將電腦直接連接外網(wǎng)，外來U盤不要直接往電腦里插拔；

第七，要檢查屏幕顯示的操作是否正確。生產(chǎn)過程中，要注意檢查顯示屏幕，特別是當有其他人員靠近屏幕時，不要讓人用手觸摸屏幕，以免無意的觸摸造成對檢測模式和精度的修改，造成錯誤的操作設定。

隨著技術的進步和對智能制造的不斷需求，視覺檢測技術在印刷品質(zhì)量控制和細節(jié)管理上潛力巨大。在印前環(huán)節(jié)，可利用視覺定位技術實現(xiàn)印版打孔機高精度定位，打孔準確，保證版材在上膠印機前第一道工序合格；可利用視覺檢測技術，對印版進行拍照，與模版文件進行對比，檢查印版是否有圖片、文字、符號等信息缺失，避免造成質(zhì)量問題和生產(chǎn)資料的浪費。

在印刷環(huán)節(jié)，可利用在線/離線的視覺系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)印刷過程中的質(zhì)量問題，如堆墨、飛墨、缺印/淺印、套印不準、顏色偏差等，同時在線設備可將顏色偏差和墨量多少的檢測結果反饋給印刷系統(tǒng),控制印刷設備的供墨量，對供墨量進行在線調(diào)節(jié)，提高印刷質(zhì)量和效率。

在印后環(huán)節(jié)，可利用視覺檢測系統(tǒng)自動化的色碼掃描技術、數(shù)量檢測技術、形狀識別技術，在線/離線實現(xiàn)對成品圖書的儲運管理。視覺檢測系統(tǒng)還可與MES系統(tǒng)對接，對作業(yè)信息進行感知、處理、反饋，實現(xiàn)作業(yè)管理智能化；通過與印刷設備互聯(lián)，實現(xiàn)信息互通，與ERP系統(tǒng)對接進行數(shù)字交互，為印刷企業(yè)信息化管理系統(tǒng)裝上“千里眼”。

解決印刷發(fā)展困境，智能化新技術的應用應是首選之策，視覺檢測技術應用空間巨大。一方面，降低勞動強度、減少人力成本迫切需要新技術；另外一方面，產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高、智能制造迫切需要新技術。利用視覺檢測技術，對傳統(tǒng)印刷設備進行改造，實現(xiàn)數(shù)量質(zhì)量檢測、設備數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)信息管理，不失為智能制造的一劑良方。