卷盤煙包產(chǎn)品全新質(zhì)量檢測方案應(yīng)用探討

張珂+余文勇

在印刷工藝日益復(fù)雜和多樣化的今天，客戶對卷盤煙包產(chǎn)品的成品檢驗(yàn)要求越來越高。雖然目前已經(jīng)逐步采用自動檢測系統(tǒng)替代人工檢測方式，但仍存在一定的技術(shù)缺陷，無法達(dá)到預(yù)期的檢測目的。筆者綜合分析了目前煙包印刷行業(yè)卷盤煙包產(chǎn)品的檢測系統(tǒng)，并提出了一種全新的檢測方案，與行業(yè)人士共享。

現(xiàn)階段檢測方式的優(yōu)缺點(diǎn)

目前，卷盤煙包產(chǎn)品的檢測方式主要有以下3種。

1.檢測系統(tǒng)安裝于燙金機(jī)

這種檢測方式是對每大卷的燙印質(zhì)量檢測結(jié)果按照分切列生成質(zhì)量報(bào)表數(shù)據(jù)，通過人工篩選，再將篩選之后的產(chǎn)品傳遞至分切機(jī)，分切機(jī)確定每小卷的編號和長度，再傳遞給復(fù)卷機(jī)，由復(fù)卷機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測，遇到缺陷自動停機(jī)，再由人工進(jìn)行剔廢。

優(yōu)點(diǎn)：燙金機(jī)速度較慢，可以實(shí)現(xiàn)較高檢測精度的燙印生產(chǎn)質(zhì)量控制，并能及時發(fā)現(xiàn)燙印質(zhì)量問題；節(jié)約成本，只需一套檢測系統(tǒng)，即可解決所有卷盤煙包產(chǎn)品的質(zhì)檢問題。

缺點(diǎn)：卷盤煙包產(chǎn)品的缺陷長度不易控制，在燙印工序檢測所得的缺陷位置，經(jīng)燙印大卷到分切小卷，再到復(fù)卷工序，中間經(jīng)歷了去皮、上卷、人工牽引等過程，不僅會造成紙張損耗，還會影響最終缺陷定位精度，導(dǎo)致復(fù)卷機(jī)自動停機(jī)的位置不精確，反而導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下；分切工序造成的質(zhì)量問題不能檢出。

2.檢測系統(tǒng)安裝于分切機(jī)

這種方式適用于有多臺燙金機(jī)的煙包印刷企業(yè)，其優(yōu)點(diǎn)類似于將檢測系統(tǒng)安裝在燙金機(jī)上，但也存在一定缺點(diǎn)。

（1）分切機(jī)速度較快，通常在250m/min以上，不易達(dá)到較為理想的檢測精度。

（2）缺陷定位精度較方式一高，但仍依賴于操作人員對軟件和設(shè)備的熟練程度。因此，有些煙包印刷企業(yè)在對卷盤煙包產(chǎn)品進(jìn)行分切檢測時，直接按分切列打印缺陷報(bào)表，附在小卷盤上，在復(fù)卷工序進(jìn)行人工剔廢。

3.檢測系統(tǒng)安裝于復(fù)卷機(jī)

這種檢測方式是最理想的質(zhì)量控制手段，發(fā)現(xiàn)問題能及時倒卷處理，但缺點(diǎn)在于單套檢測系統(tǒng)效率較低，多套同時使用又必然會加大投資成本。

全新檢測方案的特點(diǎn)及應(yīng)用

為提高產(chǎn)品質(zhì)量，我公司與華中科技大學(xué)等高等院校合作，在印刷質(zhì)量管理體系上進(jìn)行了深入研究，分別在印刷機(jī)、燙金機(jī)上配置了在線檢測系統(tǒng)，在單張卷盤煙包成品檢測中配置了高速檢品機(jī)及復(fù)卷檢測系統(tǒng)，通過先進(jìn)的檢測設(shè)備和技術(shù)手段有效改善和提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低了損耗。

1.檢測方案系統(tǒng)組成

全新檢測方案的整個質(zhì)量控制體系由兩大部分組成，即過程質(zhì)量控制和出廠質(zhì)量控制，如圖1所示。

過程質(zhì)量控制的目的是在線監(jiān)控生產(chǎn)過程，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題并第一時間進(jìn)行處理，防止產(chǎn)生更大、更多的損耗和浪費(fèi)。過程質(zhì)量的主要控制手段是通過在線檢測系統(tǒng)（印刷和燙印工序）來實(shí)現(xiàn)。

出廠質(zhì)量控制的目的是保證產(chǎn)品出廠的合格率，所有工序出現(xiàn)的質(zhì)量問題必須在出廠前檢測出來，并對廢品進(jìn)行剔除，絕不允許殘次品流入客戶端，否則將造成不可估量的質(zhì)量事故。出廠質(zhì)量的主要控制手段是復(fù)卷檢測系統(tǒng)或復(fù)卷檢品機(jī)。

2.在線檢測系統(tǒng)

在線檢測系統(tǒng)如圖2所示，該系統(tǒng)采用多個彩色線陣CCD相機(jī)，對大幅面印品進(jìn)行同步采集，圖像數(shù)據(jù)通過FPGA/DSP采集卡進(jìn)行輔助處理，由對應(yīng)處理單元進(jìn)行圖像比較、缺陷提取和分類，最終缺陷數(shù)據(jù)通過高速以太網(wǎng)傳送到服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理，隨后輸出報(bào)警信號和缺陷位置信息。在線檢測系統(tǒng)能夠通過光電編碼器與整個生產(chǎn)保持同步。

根據(jù)印刷或燙印工序的重復(fù)性原理，在線檢測系統(tǒng)通過高速攝像頭連續(xù)拍攝印刷或燙印圖案，并將其與完好無缺的基準(zhǔn)圖案作比較，當(dāng)拍攝圖案與基準(zhǔn)圖案的差別超出設(shè)定范圍時，在線檢測系統(tǒng)判定缺陷產(chǎn)生，保存缺陷圖案并發(fā)出聲光報(bào)警。

（1）印刷工序的使用情況

卷盤煙包產(chǎn)品印刷缺陷在線檢測系統(tǒng)采用兩臺橫向分辨率為4096像素、縱向分辨率為30000像素的彩色線陣CCD相機(jī)對幅寬為820mm的印刷版面進(jìn)行在線檢測，通過千兆以太網(wǎng)進(jìn)行并行處理和分布式控制，通過客戶機(jī)/服務(wù)器方式進(jìn)行集中數(shù)據(jù)查詢和管理，可以滿足最高300m/min的印刷速度要求。

該系統(tǒng)除發(fā)現(xiàn)缺陷及時報(bào)警之外，還提供實(shí)時畫面顯示功能，通過特殊的成像角度，能觀察細(xì)小的網(wǎng)點(diǎn)變化，比靜止畫面系統(tǒng)能更好地凸顯某些印刷特征。在線檢測系統(tǒng)能檢測出的印刷缺陷有：飛墨、拉墨、套印不準(zhǔn)、色差等。

（2）燙印工序的使用情況

卷盤煙包產(chǎn)品燙印缺陷在線檢測系統(tǒng)與印刷缺陷在線檢測系統(tǒng)類似，采用兩臺橫向分辨率為4096像素、縱向分辨率為17000像素的彩色線陣CCD相機(jī)對幅寬為820mm的燙印版面進(jìn)行檢測，可以滿足最高120m/min的燙印速度要求。

由于燙印速度較慢，檢測系統(tǒng)的檢測分辨率可達(dá)到0.1mm×0.1mm，能檢測和觀察到細(xì)小的燙印缺陷，如套印不準(zhǔn)、燙印不實(shí)、糊版、粉塵、電化鋁質(zhì)量問題（接頭、臟點(diǎn)、亮點(diǎn)、氣泡點(diǎn)）等，為燙印質(zhì)量控制提供有效的檢測手段。

3.復(fù)卷檢測系統(tǒng)

卷盤煙包產(chǎn)品在印刷、燙印和分切工序中出現(xiàn)的所有質(zhì)量問題，必須在復(fù)卷工序全部剔除，而且每卷產(chǎn)品還應(yīng)達(dá)到規(guī)定的長度和一定的接頭數(shù)量（通常為3～4個）要求，才能作為合格品出廠。對此，可在復(fù)卷機(jī)上安裝檢測系統(tǒng)，將質(zhì)量數(shù)據(jù)分配到其他復(fù)卷機(jī)進(jìn)行剔廢和拼盤。

復(fù)卷檢測系統(tǒng)如圖3，整個系統(tǒng)由多個相機(jī)組成，分別檢測印刷缺陷、燙印缺陷和背面缺陷，最大檢測機(jī)速可達(dá)180m/min?？筛鶕?jù)檢測對象和成像方式的不同，靈活調(diào)整相機(jī)的個數(shù)，其檢測原理類似于在線檢測系統(tǒng)，每個相機(jī)都能單獨(dú)檢測整個幅面，通過高速攝像頭連續(xù)拍攝圖案，并將其與對應(yīng)的基準(zhǔn)圖案作比較。endprint

每卷產(chǎn)品完成檢測后，由人工通過缺陷篩選軟件進(jìn)行缺陷分類和合并，缺陷數(shù)據(jù)通過485總線發(fā)送到剔廢復(fù)卷機(jī)，剔廢復(fù)卷機(jī)收到缺陷數(shù)據(jù)后，根據(jù)缺陷長度自動停機(jī)，由操作人員手動剔廢。

復(fù)卷檢測系統(tǒng)與在線檢測系統(tǒng)最大的不同在于多了一個缺陷篩選軟件。由于檢測系統(tǒng)軟件給出每卷產(chǎn)品的檢測結(jié)果可能有幾十甚至上百條，而產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對每卷剔廢接頭數(shù)量有一定要求，為達(dá)到質(zhì)量要求以及方便剔廢，缺陷篩選軟件必須具備如下功能。

（1）缺陷合并功能。對于連續(xù)發(fā)生的缺陷，根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將其合并成一條可剔廢的記錄。

（2）自動拼盤功能。對所有卷盤煙包產(chǎn)品給出的檢測結(jié)果，經(jīng)過人工篩選之后，自動組合成同時滿足規(guī)定長度和一定接頭數(shù)量的卷盤，然后將這些卷盤數(shù)據(jù)發(fā)送到多個復(fù)卷機(jī)進(jìn)行下一步的剔廢和拼盤（如圖4）。值得注意的是，需要將全部卷盤檢測完成后，才能給出拼盤規(guī)劃，這在一定程度上影響了生產(chǎn)效率，因此操作人員應(yīng)根據(jù)各卷產(chǎn)品的剔廢狀況，靈活決定拼盤方案。

4.復(fù)卷檢品機(jī)

復(fù)卷檢品機(jī)適用于成品檢驗(yàn)，檢測原理與復(fù)卷檢測系統(tǒng)類似，復(fù)卷檢品機(jī)的檢測單元采用1臺2048像素的彩色線陣CCD相機(jī)和2臺2048像素的灰度線陣CCD相機(jī)，分別檢測整張獨(dú)立產(chǎn)品的印刷缺陷、燙印缺陷和背面缺陷，檢測機(jī)速最高可達(dá)280m/min。其主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾個方面。

（1）經(jīng)過拼盤的卷盤煙包產(chǎn)品很可能存在剔廢不凈、剔廢過程中粘膠、接頭數(shù)量超標(biāo)等問題。產(chǎn)品出廠前可采用復(fù)卷檢品機(jī)進(jìn)行一定比例的抽檢，以防大批量廢品流出。通常待檢卷盤的長度會大于標(biāo)準(zhǔn)卷盤的長度，一方面可保證檢測長度的準(zhǔn)確，另一方面一旦發(fā)現(xiàn)接頭數(shù)量大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)量，可立即卸下此卷盤，重新接卷，以防接頭數(shù)量超標(biāo)。

（2）復(fù)卷檢品機(jī)具有缺陷自動定位功能，因此不必操作缺陷篩選軟件，而是由操作人員在線決定當(dāng)時發(fā)生的缺陷是否需要剔除，如必須剔除，則輕點(diǎn)一下缺陷記錄，復(fù)卷檢品機(jī)即自動停機(jī)，開始反轉(zhuǎn)到缺陷發(fā)生位置，進(jìn)行人工剔除，完成接頭后繼續(xù)正轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測。

（3）復(fù)卷檢品機(jī)省去了對缺陷記錄進(jìn)行人工篩選的過程，操作簡單直觀，效率較高。筆者認(rèn)為，復(fù)卷檢品機(jī)的性價比非常高，如果煙包印刷企業(yè)能夠認(rèn)可，建議采用多臺復(fù)卷檢品機(jī)來取代多套復(fù)卷檢測系統(tǒng)進(jìn)行出廠檢測。

高速生產(chǎn)的卷盤煙包產(chǎn)品是煙包行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，其印刷質(zhì)量控制體系的建立是一項(xiàng)復(fù)雜、難度高的工程，與單張產(chǎn)品不同，卷盤產(chǎn)品的質(zhì)量控制必須依賴高性能的檢測儀器和管理手段，目前國內(nèi)多家大型煙包印刷企業(yè)在卷盤產(chǎn)品的質(zhì)檢方面還處于摸索階段，方法也不盡相同，我公司經(jīng)過多年摸索，得出過程質(zhì)量控制和出廠質(zhì)量控制的綜合解決方法，在實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用，當(dāng)然還存在檢測數(shù)據(jù)與企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理系統(tǒng)的結(jié)合問題，如何將檢測數(shù)據(jù)信息通過網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部建立數(shù)據(jù)庫并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，進(jìn)而為生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制提供正確的依據(jù)，是我公司下一步的研究方向。endprint