[发明专利]一种胶印机异常状态检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种胶印机异常状态检测装置，其特征在于，包括电子检测仪器(1)和检测标识(5)，所述电子检测仪器(1)包括壳体(7)，所述壳体(7)底部设置有检测窗口(2)，所述壳体(7)内顶部设置有工业面阵相机(6)，所述检测窗口(2)与所述工业面阵相机(6)同轴设置，所述壳体(7)内还相对设置有LED光源(3)和反射镜(9)；所述检测标识(5)包括“田”字形检测基准标识(10)，所述“田”字形检测基准标识(10)上均匀设置有第一色组套准标识(11)、第二色组套准标识(12)、第三色组套准标识(13)和第四色组套准标识(14)。

2.如权利要求1所述的一种胶印机异常状态检测装置，其特征在于，所述工业面阵相机(6)连接有数据传输线(8)；所述LED光源(3)连接有电源线(4)。

3.如权利要求1所述的一种胶印机异常状态检测装置，其特征在于，所述第一色组套准标识(11)为黑色套准标识、第二色组套准标识(12)为青色套准标识、第三色组套准标识(13)为品色套准标识、第四色组套准标识(14)为黄色套准标识；所述第一色组套准标识(11)、第二色组套准标识(12)、第三色组套准标识(13)和第四色组套准标识(14)的大小均为3×2.5mm；所述“田”字形检测基准标识(10)的大小为10×10mm。

4.利用如权利要求1所述的胶印机异常状态检测装置进行检测的方法，其特征在于，基于胶印机异常状态检测装置，包括以下步骤：

步骤1：制作检测印版

按照印刷色序将多个检测标识(5)依次设置在相应印版上，检测基准标识(10)的基准线在黑色印版上，得到检测印版；

步骤2：印刷检测印张

使用所述步骤1得到的检测印版连续印刷多张样张，得到印有检测标识的检测印张；

步骤3：采集图像

将所述步骤2得到的印有检测标识的检测印张置于电子检测仪器(1)的检测窗口(2)处，电子检测仪器(1)对所述步骤2得到的印有检测标识的检测印张进行图像采集并传送到计算机中；

步骤4：图像处理及数据分析

采集所述步骤3传送到计算机中印有检测标识的检测印张图像的套印偏差数据，测量各色组套准标识与检测基准标识(10)边框的横向及纵向距离，得到多变量套准偏差数据，将多变量套准偏差数据进行排列得到多变量套准偏差数据矩阵，然后进行多元统计分析，从而判断胶印机印刷状态是否异常。

5.如权利要求4所述的利用胶印机异常状态检测装置进行检测的方法，其特征在于，所述步骤1中多个检测标识(5)均匀分布在所述印版的非图文区域。

6.如权利要求4所述的利用胶印机异常状态检测装置进行检测的方法，其特征在于，所述步骤4中多元统计分析采用主元分析法，具体包括以下步骤：

步骤4.1：计算统计量阈值

首先根据胶印机在正常状态下印刷的连续印张建立数学模型，计算胶印机正常状态下的连续印张的统计量阈值Q′；

假设X∈R^m×n是生产稳定状况下的运行数据，由m个样本n个向量构成，首先对数据进行标准化得到矩阵，利用公式(1)求取矩阵的协方差阵R的特征向量p_i和特征值λ_i，根据公式(2)计算出谱分解系数t_i，将分解为式(3)的形式：

Rp_i＝λ_ip_i   (1)

ti=X‾pi---(2)]]>

X‾=t1p1T+t2p2T+···+tnpnT---(3)]]>

其中i＝1,2…n，为特征向量的转置；

然后选取累积方差贡献率CPV来确定主元数，将协方差矩阵R的特征值λ_i从大到小排列，根据式(4)计算前k个特征值所占的累积比例，根据下限值N确定主元数k；

Σi=1kλi/Σi=1nλi≥N---(4)]]>

由此得到主元模型式(5)并由式(6)计算得到新的主元Y:

X‾=t1p1T+t2p2T+···+tkpkT+E---(5)]]>

Y＝XT_k   (6)

y_i＝t_1ix₁+t_2ix₂+…+t_kix_k   (7)

其中,E为残差矩阵，T_k为主元得分系数矩阵，i＝1,2…k，k<n；得到的新的主元Y相互独立，且数据维数由n维降低到k维，降低了数据的复杂程度；

平方预测误差统计量表征某个样本的测量值对于主元模型的偏离程度，主要刻画新主元没有包含的信息成分，设置信区间为α，通过式(8)计算统计量阈值Q′：

Q′=θ1[cα2θ2h02θ1+1+θ2h0(h0-1)θ12]1/h0---(8)]]>

其中，h0=1-2θ1θ2/(3θ22),θl=Σj=k+1nλjl,l=1,2,3,j=k+1,k+2,···,n,]]>λ_i是协方差矩阵R的第i个特征值，c_α是正态分布在置信区间α下的临界值；

步骤4.2：计算统计量值

为确保连续印张对胶印机状态的反应能力，对得到的多变量套准偏差数据矩阵进行分组，计算的特征向量并根据特征向量的选取对各组数据矩阵进行特征提取，通过式(9)计算印张的统计量值Q：

Q=X‾h(I-PkPkT)X‾hT---(9)]]>

其中，P_k＝(p₁,p₂,…p_k)是前k个主元负载向量构成的特征向量矩阵，为P_k的转置矩阵，为的转置矩阵，I为单位矩阵；

步骤4.3：绘制多元统计量控制图并进行状态判断

根据步骤4.1得到的统计量阈值Q′和步骤4.2得到的统计量值Q，绘制多元统计量控制图，以统计量阈值Q′作为状态判断标准，判断胶印机状态是否异常，若统计量值Q大于统计量阈值Q′，则胶印机出现异常，并对异常状态及时报警。