印刷领域的视觉应用

印刷（Printing，Graphic Arts）是把经审核批准的印刷版，通过印刷机械及专用油墨转印到承印物的过程。

同时，印刷也是将文字、图画、照片、防伪等原稿经制版、施墨、加压等工序，使油墨转移到纸张、纺织品、塑料品、皮革、PVC、PC等材料表面上，批量复制原稿内容的技术，这也意味着印刷工艺要借助图文传播（Graphic Communications）。

通常根据印版上图文与非图文区域的相对位置印刷方法被划分为凸版印刷、凹版印刷、平版印刷及孔版印刷四大类：

（1）凸版印刷，印版的图文部分凸起，明显高于空白部分，印刷原理类似于印章，早期的木版印刷、活字版印刷及后来的铅字版印刷等都属于凸版印刷；

（2）凹版印刷，印版的图文部分低于空白部分，常用于钞票、邮票等有价证券的印刷；

（3）平版印刷，印版的图文部分和空白部分几乎处于同一平面，利用油水不相溶的原理进行印刷的方式；

（4）孔版印刷，印版的图文部分为洞孔，油墨通过洞孔转移到承印物表面，常见的孔版印刷有镂空版和丝网版等。

根据印刷工艺，从纵向上可简单分为三大类：

印前：主要为胶卷制版；

印中：主要为色标，专色，实地印刷，校色，打样等阶段；

印后：主要为覆膜，UV上光，胶装，裱糊，分切，烫金等；

而印刷领域工业自动化主要针对的就是印中工艺段，关键工艺点如下图：

印中工艺段关键工艺点

视觉在印中工艺中，主要存在于前端的入纸纠偏、印版对齐、压力调节、油墨调节、色标套准、印刷品质检测。其中核心工艺为压力调节、油墨调节、色标套准及品质检测四大工艺，而国内印刷领域视觉应用暂时未有压力调节与油墨调节的产品及方案出现，就连色标套准视觉也暂时还未有成熟的市场化方案。

没有准确的套印，就没有印刷质量。要求彩色印品准确套印，是最起码与最基本的条件。根据纸张的幅面大小、网线的多少和品质要求的高低等不同要求，印刷彩色网线印刷品时，纸张套印的准确程度，应当达到以下标准：纸张就印时位置的误差，应小于两个相邻网点之间距离的一半。一般来说，这个标准约在0.05～0.10 mm的范围之内；对于一些套印质量要求不太高的印刷品，可以放宽到0.15～0.25 mm。

针对这一市场缺陷，汇川视觉于2021年10月推出了胶印、柔印两种大机型的视觉色标套准系统，并已在行业内TOP客户中进行了试机与小批量销售，实际精度可达0.04mm，胶柔印兼容每版80ms的处理速度，可以满足750切/min的速度要求。多相机产品方案针对多机组的机型，只需一个半机身长度纠偏即可完成，单相机产品方案针对少机组的间歇式胶印与柔印，只需60版以内完成纠偏。

汇川工艺流程图

汇川视觉针对胶印、柔印的解决方案

汇川视觉电子轴智慧印刷包含自动套准，压力控制，油墨控制，色彩管理，品质检测五大工艺检测模块，其中自动套准，压力控制，油墨控制，均是与运动控制一体化的智能化，自动化功能，可以无人工完成对应的工艺调节。而色彩管理，品质检测作为检测类功能，对印刷内容的质量进行标准化保证，去除人为因素，实时监控，进行全物料检测，降低由于抽检带来的印刷质量问题。本次主要介绍汇川视觉在胶印、柔印方面的解决方案：

胶印主要为标签印刷，市面绝大多数机型为间歇式胶印，印刷速度较慢，但工艺较为稳定，质量也相对较高。根据间歇式胶印的工艺特性，汇川视觉推出末端套观一体机，在整个印刷机的末尾加装视觉模块，完成套色后，可以通过关闭套准打开静止画面的按钮实现模式转换，通过推拉模块，以及调整印刷脉冲实现对不同区域的观测。而为保障在套准过程中，可以同步观测咬口区域的色标进行斜拉板及压力的调整情况，汇川视觉开发了同版次二次拍照的功能，可以实现套准与咬口信息观测的同步进行。

柔印主要为包装印刷，市面上绝大多数机型为多机组柔印，印刷速度快，容易受到压力、油墨、张力的影响导致套准不良，需要持续进行套准纠偏。根据多机组柔印的工艺特性，汇川视觉推出多色套准产品，在每一个机组后端加装视觉模块，多机组并行套色，单控制器进行操作与监控，套色速度快，精度高。

汇川视觉色标套准系统研发的行业意义

汇川视觉色标套准系统的研发符合国家对印刷行业数字化，智能化，自动化的要求，实现了对印刷行业的产业升级，推动国家工业4.0的大趋势方向。同时可降低印刷行业普遍的物料浪费，配合国家碳中和与绿色化的推动；降低国家印刷行业发展缓慢的核心难点人工问题，用自动化设备替代人工，推动国家印刷行业飞速发展；现印刷行业视觉技术主要来源于国外厂商，国内无太多此方面的积累，汇川的电子轴印刷方案作为国内首批全工艺段的视觉解决方案出现，打破了国内此类技术的空白，推动了国家完成工业自动化进口替代的进程。