Система контроля качества для флексографии

Антон Сапежинский, инженер, ГК «Легион»

Ни для кого не секрет, что именно флексография из-за огромного диапазона запечатываемых материалов занимает на рынке печати упаковки ведущие позиции. Но простота красочного аппарата флексографских машин, по сравнению с офсетными, требует достаточно дорогих и сложных в изготовлении печатных форм. Если методики и соответствующие приборы для контроля офсетных форм достаточно широко распространены, то флексографские печатные формы до недавнего времени инструментальному контролю практически не поддавались по причине сложной структуры поверхности для измерений. Пример такой структуры можно увидеть на рис. 1.

Рис. 1. Разрез флексографской формы, показанный при помощи программы метрик

Из-за отсутствия способов измерения флексографских форм усложняется применение новых способов растрирования, использование компенсационных кривых для снижения растискивания при печати, а отсутствие контроля на этапе изготовления печатных форм может приводить к остановке печатной машины и необходимости изготовления нового комплекта форм, что влечет за собой материальные потери любой типографии.

Задачи

Рис. 2. Измерительный микро- скоп с CCD-камерой

Комплекс состоит из измерительного микроскопа с CCD-камерой (рис. 2), набора сменных объективов различного увеличения, калибровочной шкалы и программного обеспечения FlexoCheck, установленного на персональный компьютер или ноутбук. Для сохранения данных используется широко распространенная программа Microsoft Excel.

Процедура измерений

Рассмотрим порядок работы данного комплекта оборудования для контроля качества флексографской формы.

Для получения точных результатов измерения необходимо откалибровать прибор под каждый из используемых объективов. Эта процедура занимает немного времени и делается один раз. В редких случаях процедура калибровки может быть проделана повторно, но обычно этого не требуется.

Нужный объектив устанавливается на свое штатное место, прибор подключается к компьютеру. Под объектив устанавливается калибровочный стеклянный эталон с делениями, после чего в программе FlexoCheck вызывается соответствующее меню для определения новой измерительной системы (рис. 3). Следуя подсказкам программного обеспечения, необходимо подсчитать число видимых на экране делений, после чего это значение заносится в таблицу калибровки для этой увеличительной линзы (системы измерения).

Рис. 3. Окно программы с калибровочным диалогом

Надо отметить, что необходимые установки программы также могут быть привязаны к системе измерения и сохранены вместе с ней. После сохранения системы измерения комплекс готов к работе.

Измерительный прибор устанавливается на флексографскую форму, после чего при помощи простого ручного механизма регулировки настраивается фокус. На рис. 4 можно видеть фрагмент флексографской формы, которую требуется проверить.

Рис. 4. Окно программы с изображением флексографской формы.
Относительная площадь растровых элементов - около 40%

Программное обеспечение

Программное обеспечение FlexoCheck позволяет производить измерения несколькими способами:

• автоматический;
• автоматический с возможностью убрать ненужные ячейки для измерений;
• выделение точек вручную;
• измерение растра с относительной площадью растровых элементов более 50%;
• ручной способ рисования объектов измерения.

Заметим, что для качественного измерения параметров формы любой линиатуры достаточно всего 9 точек. Рассмотрим автоматический способ (рис. 5), который дополнительно дает возможность убрать ненужные для измерений точки. Этот способ используется чаще других при оперативном контроле флексографской формы. При рассмотрении той формы, которая приведена на рис. 4, видны некоторые участки, которые нежелательно использовать для измерения. После выполнения программой FlexoCheck выделения областей точек можно убрать выделение с некоторых областей для получения более точного результата.

Рис. 5. Окно программы с формой и выделением точек автоматическим способом	Рис. 6. Окно программы с флексографской формой и выделением точек ручным способом

Способ выделения точек вручную (рис. 6) имеет некоторые плюсы по сравнению с автоматическим способом, так как позволяет выделить именно те точки, которые больше всего подходят для измерений. Для выделения точки достаточно просто щелкнуть стрелкой мыши в нужную область. После выделения таким способом девяти точек можно произвести измерение флексографской формы. Точность измерений, произведенных таким способом, будет настолько же высокой, как и при автоматическом способе измерений.
По окончании операции и по соответствующей команде программа FlexoCheck автоматически создает отчет о проделанных расчетах, помещая его в новый лист программы Microsoft Excel. При сохранении документа с данными измерениями можно воспользоваться возможностью html-просмотра этой информации при помощи интернет-браузера, такого, например, как Microsoft Internet Explorer. Кроме того, информация в формате html может быть размещена в интернете.

Рис. 7. Окно программы Excel c отчетом измерений растра с относительной площадью около 40%

На рис. 7 можно видеть отчет о проделанных измерениях в программе Microsoft Excel, в котором отражены линиатура, диаметр точки, расстояние между точками растра, площадь печатных элементов и другие данные.

Измерение точек малого размера

Программа FlexoCheck имеет встроенный механизм распознавания различий в размерах точки и предупреждает пользователя о разбросе этого показателя. Следующий рис. 8 показывает возможность измерять точки малого размера. В данном примере используется форма с растром порядка 5%.

Поскольку при таких малых размерах печатных элементов на флексографской форме появляются искажения в диаметре точек, программное обеспечение предупреждает об этом, помечая синим и красным цветом точки, размер которых отличается от среднего значения (из всех выделенных). Измерения, которые производятся на показанной форме, выполняются ручным способом, в данном случае в отчет будет занесена информация о погрешности формы точки на данной флексографской форме (рис. 9).

Измерение растра с отноительной площадью более 50%

Контрольные измерения такого растра связаны с некоторыми сложностями по причине отсутствия контуров отдельно стоящих точек. Но в программе FlexoCheck существует возможность измерения и таких точек.

Рис. 8. Измерение растра с относительной площадью около 5%

Это можно сделать, используя способ распознавания границ растровых элементов или обрисовав точку вручную. Рассмотрим первый способ измерения. На рис. 10 показана флексографская форма с относительной площадью растра около 70%. На этой форме отчетливо присутствует царапина, что затрудняет получение точных данных. При помощи статического изображения необходимо поставить видимый на рисунке квадрат в углы ячейки, сформированной вокруг точки.

После выполнения данной процедуры программа FlexoCheck выделит подобные объекты на данном изображении (рис. 11). Для получения точных результатов необходимо убрать те точки, которые имеют неправильную форму из-за царапины на пластине.

Поскольку для корректной проверки достаточно и девяти точек, убранные объекты не повлияют на точность измерений. При определенном навыке использования этого метода выделения точек время, затраченное на подобное измерение, невелико. В итоге полученные данные займут свое место в программе Microsoft Excel и могут быть использованы в дальнейшем (рис. 12).

Полученные отчеты могут быть проанализированы, и формы, не соответствующие внутренним требованиям типографии, не пойдут в производство. Система для измерений и контроля флексографских форм компании M-Service может выполнять задачи по проверке качества изготовления флексографских форм и создавать компьютерный отчет о проделанной работе.

Рис. 9. Окно программы Excel c отчетом измерений растра с относительной площадью около 5%	Рис. 12. Окно программы Excel c отчетом измерений растра с относительной площадью около 70%

Градационная коррекция

Следующей особенностью данного комплекса является возможность построения градационных кривых для тонокомпенсации процессов изготовления флексографских форм. Для этого необходимо измерить метрическим способом фотоформы (пленки) и изготовленные с них флексографские формы. Для программного обеспечения FlexoCheck и рассматриваемого комплекса оборудования измерение фотоформ не является непосильной задачей. Измерение геометрических размеров точек на фотоформе осуществляется автоматическим способом, аналогичным тому, который применялся для измерения флексографской формы. Полученные данные могут быть обработаны для внесения соответствующих корректировок в процесс экспонирования фотоформ (построения компенсационных кривых).

Измерение оттисков

При наличии источников дополнительного освещения для прибора компании M-Service контролировать можно не только сами флексографские формы, но и тиражные оттиски.

Рис. 10. Измерение растра с относительной площадью около 70%. Квадратом выделена точка, подходящая для измерений	Рис. 11. Измерение растра с относительной площадью около 70%. Программа выделила точки, подобные обозначенной вручную

На рис. 13 приведен фрагмент изображения на носителе, полученный при помощи различных источников освещения. Таким образом, в некоторых случаях можно контролировать не только размер точки на оттиске, но и порядок наложения красок при многокрасочной печати. Эта функция может быть востребована, например, если заказчик просит повторить этикетку, а порядок наложения красок неизвестен. В этом случае можно попытаться выяснить это при помощи просмотра оттиска с нужным источником освещения.

Измерение анилоксов

Рассмотрим еще ряд функций, которые может выполнять комплекс компании M-Service. Одной из особенностей данного прибора является возможность измерения глубины анилоксовых валов при помощи микрометра и объективов большого увеличения.

Рис. 13. Два окна программы с изображениями оттиска с разным освещением

После установки объектива с нужным увеличением прибор размещается на анилоксовом вале. Благодаря специальному покрытию ножек прибора он не может повредить структуру анилокса. После настройки резкости по нижней границе ячейки анилоксового вала включается микрометр, и регулировочным кольцом фокуса настраивается резкость верхней точки ячейки (рис. 14). Полученный результат будет глубиной ячейки анилоксового вала. Погрешность такого измерения, при определенном навыке работы, не более 1–2 мкм.

На этом возможные функции комплекса для измерений компании M-Service не исчерпываются. Как и измерение анилоксового вала, эти возможности построены на измерениях высокоточной оптикой и программном обеспечении компании.

Рис. 14. Два окна программы с верхним и нижним фокусом на анилоксе

Хотелось бы отметить, что подобные технологии, пока что новые для нашей страны, успешно применяются на производствах в других странах. Использование метрических данных для контроля качества продукции позволяет применять оборудование компании M-Sevice не только для флексографских производств. Существует возможность применения данных разработок для офсета, трафаретной печати (например, для контроля сеток), в наружной рекламе (для измерения пленок со сверхнизкой линиатурой) и других областях, использующих печать во всех ее видах.