标签离线质量检测设备的应用及发展趋势

    近年来，国内标签印刷行业保持高速增长的态势，但是随着行业的扩展，新进入者大量增加，业内企业不断扩充产能、加速产业整合与技术升级，导致行业内的竞争日趋激烈。同时，客户不断提升的质量要求也对标签印刷企业提出了更高要求。

    标签印刷企业质量检测工作面临的困境

    从目前标签印刷企业的生产情况来看，由于质量检测而引发的问题主要表现在以下5个方面。

    （1）客户对于产品质量的要求越来越苛刻，投诉也越来越多，退单、返单情况时有发生，甚至还有大规模返单、退单现象发生。

    （2）退单、返单、客户对质量要求的不确定性，使标签印刷企业无法准确预计产能。在生产旺季会出现供货压力大、质检工作量大的问题，导致漏检和返单情况增加，继续增加质检环节的工作压力。这样的恶性循环，常使企业白白丢失订单，严重影响企业效益。

    （3）因为质检人员素质及经验参差不齐，责任心及工作态度各不相同，很难保证检测水平的稳定，企业只能依靠不断增加质检人员的方式来维持公司的质量控制水平。质检工作压力增加时，甚至导致质检人员数量成倍增加。

    （4）通常质检部门是标签印刷企业的第二大部门，随着新劳动法的出台，普通质检人员的薪酬成本增加了约30%，质检人员的人工成本已经成为企业的重要成本支出之一。

    （5）人员增加，管理的复杂性也增加，相应的管理成本和风险无形中加大了企业的负担，而这部分成本往往会被企业所忽视。

    标签离线质量检测设备的应用现状 为了摆脱上述困境，业内有前瞻意识的标签印刷企业开始尝试利用自动化设备解决质量控制问题。因此，视觉检测设备开始被标签印刷企业所认知，并尝试性地应用在标签生产和检验环节。

    视觉检测设备可以对印品进行100%的质量检测，实现高精度、高一致性的质量控制。能够有效降低人工检测的漏检率，大幅减少退单、返单的数量。而且，视觉检测设备是在固定的精度条件下进行检测，不会因为印品质量要求高而降低检测效率，也避免了人工检测中由于不同印品的检测速度不一致而产生的产能难以预测的情况。

    据了解，业内大部分大型标签印刷企业已经开始使用标签质量检测设备对重点产品进行质量控制，提升了质量水平和客户满意度。但是，目前国内将标签质量检测设备作为质量控制环节主要工具的标签印刷企业数量还很少。

    既然标签质量检测设备可以有效提升质量水平、减少浪费、降低成本，为什么多数标签印刷企业不依靠标签印刷检测设备来*解决标签质量检测问题呢？主要原因是当前的标签离线质量检测设备存在下列3个主要问题。

    （1）离线检测效率低

    现有的离线视觉检测设备的运行方式为：将产品复卷，遇到问题马上停机，进行人工判断，如果确认为缺陷则剔除不良品。一旦设备检出的废品率达到1%以上，则设备检测效率将降低到2000枚/小时以下，这是对客户投资的巨大浪费。按照这样的效率评估，一家年产值5000万元的企业要达到利用离线视觉检测设备实现全面出厂产品质量控制的总投资需要1000万～2000万元，这样的投入产出比是广大标签印刷企业难以承受的。

    （2）检测精度要求高

    一般离线视觉检测设备可以准确检测出的zui小缺陷的面积为0.2mm²，即可满足一般用户对质量的要求，但是，部分客户对于印品质量的要求近乎苛刻，要求可检测的zui小缺陷面积控制在0.02mm²以内。正是这些高质量要求的订单，给标签印刷企业的质量检测带来了巨大的压力，而离线视觉检测设备的检测能力达到0.02mm2是对检测设备的巨大挑战。
 

    （3）特殊缺陷检测能力不足

    对于一般的脏点、飞墨、漏白等缺陷，大部分离线视觉检测设备都可以检出。但是对于划痕、气泡、斩型不良，尺寸和间距等缺陷，以及对镀铝、烫印、镭射等特殊光学特性产品的检测普遍存在问题。

    由上述分析不难看出，检测效率低直接造成了标签离线质量检测设备的性价比较低，精度限制和对于缺陷、材料的包容性导致了标签质量检测设备还很难广泛适应标签印刷企业的主要印品检测和客户日趋提升的质量要求。”

    标签离线质量检测设备的发展趋势 为了有效解决标签离线质量检测设备存在的3大主要问题，北京凌云光视数字图像技术有限公司做了大量的研发工作，推出了LABELCHECK系列标签印刷检测设备，了标签离线质量检测设备发展的新趋势。

    1.设备化催生“Review”模式，大幅提升检测效率 图1为标签质量检测工艺流程图，包含：复卷、观察、判断、发现缺陷、停机、剔除、补标签、分卷过程，其中，剔除、补标签耗时zui长，约占整个检测过程的60%～70%。离线视觉检测设备只能提高观察、判断、发现缺陷环节的精度、准确性和速度，在没有其他高精度自动化设备配合的情况下，无法节省剔除、补标签环节的耗时，这就是标签质量检测设备效率不高的根本原因。为了应对这些问题，视觉检测设备提供商提出了很多解决方案。但更多的是将精力投放在视觉检测设备的检测能力的提升上，并没有从标签印刷企业的工艺流程入手来寻找解决方案。而LABELCHECK系列标签印刷检测设备对检测工艺进行了重构，将zui费时的剔除、补标签等工艺环节与检测环节分离，并在业内推出了“Review”模式，图2为“Review”平台检测原理图。即设备对产品进行检测，将缺陷位置信息及图片上传到检测数据服务器，之后将下载的缺陷位置信息及缺陷图片在凌云光视开发的“Review”机台上进行缺陷的筛选和剔除。“Review”模式实现了检测和处理工艺环节的*分离，充分发挥了检测设备检测精度高、效率高、稳定性好的优势。一般一个检测单元一个工作日可以检测30万枚以上标签（标签的长度按10cm计算），效率较采用见错即停的传统模式提高了3～4倍。

图1 标签质量检测工艺流程图

图2“Review”平台检测原理图

    2.检测精度要求日益提高，“4K高速彩色CCD相机”成为标配标签质量检测设备是通过每个像素点的灰度差值变化来辨别缺陷，因此，其检测精度由两方面决定：一是设备的空间分辨率；二是设备的色彩分辨率（也就是灰度分辨率）。

    一般标签质量检测设备的检测精度可以达到0.2mm²，现在配置较高的标签质量检测设备的空间检测分辨率已经达到0.04mm×0.04mm，可以从容应对标签行业内zui苛刻的检测精度要求。

    在众多标签质量检测指标中，产品表面的刀丝、划伤等长条形连续缺陷由于宽度很窄（一般<0.1mm），对视觉检测设备的精度提出了很高的要求。典型标签质量检测设备的幅宽为330mm，采用4K-4096像元相机进行检测，水平方向检测精度可达到0.08mm，远高于2K相机0.17mm的检测能力，可有效控制刀丝、划伤等连续缺陷。从视觉技术的角度来讲，4K高速彩色CCD相机逐渐成为标签质量检测设备的主流。

    另外，随着CCD相机制造工艺的提升，彩色CCD相机全面替代原有的黑白相机，可全面提升各种色差检测能力，高速相机的扫描速度为14000行/秒，在保障检测精度的同时，检测速度达100米/分钟以上。

    3.特别缺陷全面解决，全面覆盖客户质量控制要求地

    在标签质量检测中，有很多*缺陷，如划痕、气泡、斩型不良、尺寸和间距等缺陷。对一些特殊光学特性材料和工艺，如镀铝、烫印、镭射等的材料检测也有一定的难度。图3为划痕、镭射等特殊缺陷及材料拍摄图。

图3划痕、镭射等特殊缺陷及材料拍摄图

    要很好地检测这些*的缺陷，必须在软件算法和光学系统设计两方面进行突破，这些问题在凌云光视推出的LABELCHECK系列标签印刷检测设备中已经得以解决。

    结束语

    经过多年努力，印刷检测设备的效率、检测能力得到了提升，适用范围的扩展，使标签印刷企业全面应用印刷检测设备来解决出厂产品的质量控制成为可能。据实际应用评估，全面应用标签质量检测设备进行标签质量控制可以使标签印刷企业的退单、返单数量减少80%，质检人员数量减少40%，应对客户投诉人员数量减少80%，由于质检产能配备不足而导致的丢单问题基本杜绝。标签印刷企业利用视觉检测设备全面解决出厂产品质量控制问题之门已经*敞开！