AniCAM — 3D-микроскоп для спецвидов

  13/03/2012 00:00

Вряд ли нужно убеждать читателей или напоминать им, что оценка и контроль состояния печатного оборудования и материалов — важнейшая составляющая качества и стабильности печати тиражей, вне зависимости от того, каким способом они печатаются. Также вряд ли нужно объяснять, что во флексографском производстве наибольшее влияние на конечный результат оказывает состояние растровых точек флексоформ и ячеек анилоксовых валов, а в глубокой печати — ячеек гравированных цилиндров (поскольку именно они определяют, какое количество краски и как именно переносится на запечатываемый материал в том или ином участке изображения). Контроль за этими элементами при помощи приборов, производящих только плоские двухмерные измерения, затруднителен, так как они не позволяют вычислить высоту растровых точек или глубину ячеек (которые не менее важны при оценке общей геометрии и объема переносимой краски, чем форма элементов в плоскостной проекции). Измерительных приборов, позволяющих получать трехмерные результаты, существуют не так много и один из них, приобретающий все большую популярность с момента появления 5 лет назад, — 3D-микроскоп AniCAM, разработка британской компании Troika Systems.



Несмотря на свое название, компания не имеет никакого отношения ни к российским традициям, ни к лошадям или транспортным средствам. У себя на родине в Англии такое название, видимо, немного добавляет компании таинственной экзотики. С другой стороны, в контексте данного обзора и прибора AniCAM слово «тройка» приобретает определенный смысл, поскольку один и тот же прибор может быть использован для трех различных целей — измерение рельефа флексографских форм, геометрии поверхности анилоксовых валов и ячеек цилиндров глубокой печати. В зависимости от применения прибор существует в трех версиях — FlexoCAM, AniCAM и GravureCAM, по сути отличающихся только парой аксессуаров и версиями программного обеспечения, идущего в комплекте. Пользователям, заинтересованным сразу в нескольких типах измерений, нет необходимости покупать несколько устройств — программные опции нужные для изучения флексоформ и цилиндров глубокой печати могут быть добавлены к базовому комплекту AniCAM предназначенному для измерения анилоксов.



AniCAM

Технически прибор AniCAM представляет собой видеокамеру со сравнительно невысоким разрешением 640×480. В последних модификациях производитель отказался от «веб-камерного» датчика, снимавшего картинку в RGB 24 бита в пользу монохромного CMOS-датчика, позволяющего получать более точные данные. Камера оснащена системой фокусировки, управляемой с компьютера по интерфейсу USB, позволяющей получать серию снимков с микроскопическим изменением шага по глубине. Другая не менее важная система — светодиодная подсветка, состоящая из двух типов источников освещения — прямого осевого, направленного вертикально вниз, также как и камера, и необходимого, в частности, для функции автофокуса, и двух рядов из 9 светодиодов боковой радиальной подсветки, которая используется для освещения участков, на которые не попадает сверху прямой свет, например, стенок ячеек анилокса и цилиндра глубокой печати. Степень интенсивности подсветки рассчитывается автоматически, исходя из отражающих свойств измеряемого материала.



Устройство поставляется с набором из трех сменных линз, дающих увеличение в 4, 10 и 20 раз и предназначенных для съемки объектов с различными размерами и глубиной рельефа. Так, например, 4-кратная линза используется для измерения анилоксовых валов с линиатурой 100–224 lpi и глубиной ячейки 30–96 мкм, 10-кратная — 225–600 lpi и 10–72 мкм, а 20-кратная — 601–1200 lpi и 5–36 мкм, соответственно. Все измерения AniCAM производит бесконтактным способом, не касаясь поверхности форм, валов и цилиндров измерительной частью. Для уменьшения площади контакта корпуса в устройстве используются пластиковые насадки на боковых ножках-полозьях корпуса. Подобная конструкция ножек также позволяет осуществлять установку прибора на цилиндрических поверхностях (формы на гильзах, валы или цилиндры), имеющих диаметр 63 мм или больше.

Управление камерой и превращение серии двумерных снимков в единую трехмерную картину, а также расчет физических характеристик вроде углов, толщин, глубин и объемов производится на компьютере при помощи соответствующего программного обеспечения. Как уже упоминалось, ПО существует в трех версиях для разного типа измерений — FlexoPlate QC Application, Anilox QC Application и Gravure QC Application. Количество окон, названия кнопок и пунктов меню у всех трех версий общие, отличия сводятся к специфическому для каждого из трех применений набору параметров (например, «объем ячейки» и «толщина стенки», актуальные в версии для работы с анилоксами, не имеют большого смысла применительно к флексоформам, или наоборот, такая характеристика, как «процент растровой точки», не имеет особого отношения к анилоксовым валам), алгоритмам вычисления этих параметров и функциональности интерактивных инструментов, при помощи которых пользователь может самостоятельно изучать полученные результаты.

Кроме программ для управления прибором в ходе измерений компания Troika Systems также предлагает и бесплатную версию ПО — AniCAM Remote Viewer, предназначенную только для просмотра результатов измерений тем, у кого нет доступа к самому прибору. При помощи такой программы можно открывать ранее созданные файлы во внутреннем формате ПО и изучать результаты в интерактивном режиме, что может быть более наглядно, чем распечатки или отдельные статические изображения в растровом формате.

Использование

Как сам прибор, так и программное обеспечение от Troika Systems просты в эксплуатации. От оператора требуется установить AniCAM на измеряемую поверхность и провести начальную фокусировку камеры через программный интерфейс. Фокусировка может производиться и автоматически, но потребует больше времени и в зависимости от свойств материала может не всегда получиться сразу. Вообще отражающие свойства поверхности играют большую роль при проведений трехмерных измерений и их анализе. Например, при измерении флексоформ, которые могут быть изготовлены из материалов различного цвета и степени прозрачности, рекомендуется предварительно нанести на них кисточкой тонкий слой мелкодисперсного порошка, чтобы сделать контуры точек более четкими. Troika Systems предлагает такой порошок собственной разработки, он состоит из плоских частиц шириной 3 мкм и высотой менее 1 мкм, что позволяет производить измерения с минимальными погрешностями.

После того, как начальная фокусировка установлена, устройство проводит серию измерений с шагом по глубине в 1 мкм. При измерении флексоформ серия кадров состоит из 250 снимков, для валов и цилиндров, имеющих меньшую глубину ячеек, — 120 снимков. На всю процедуру у AniCAM требуется менее 1 минуты, в течение которой лучше затаить дыхание в буквальном смысле этого выражения, поскольку на результат измерений могут повлиять внешние вибрации, что вполне объяснимо, если учесть, с какой точностью прибор изменяет настройку фокуса. Программное обеспечение, управляющее прибором, имеет функцию определения и устранения вибраций, благодаря которой прибор автоматически приостанавливает съемку и возобновляет ее лишь после того, как тряска прекратится. Однако при регулярном использовании рекомендуется обратить внимание на условия работы. Например, при измерении анилоксов валы будет лучше устанавливать на подставки с поглощающим вибрации резиновым покрытием и помещать их на отдельно стоящем столе.

Полученные во время измерения данные анализируются, по результатам создается трехмерная модель поверхности. Теперь плоское изображение с камеры может быть раскрашено в соответствии с уровнями высот (подобно географической карте), либо представлено в виде набора поперечных сечений, либо в объемном виде, как компьютерная 3D-модель, которую пользователь может крутить в ту или иную сторону. Попутно производится расчет технологических характеристик в метрических единицах длины и объема. При помощи интерактивных инструментов можно выделять различные области измеренного участка. Это может быть нужно для определения линиатур, углов и геометрических размеров любых видимых элементов с большей точностью. Заявленная в спецификации точность автоматических вычислений составляет ±3%, измерения, проведенные вручную, позволяют понизить погрешность до ±0,5%. Измерения объема ячеек производятся автоматически, с точностью до ±5%.



Как уже вскользь упоминалось, результаты измерений можно сохранить во внутреннем формате программ Troika Systems, экспортировать в одном из популярных растровых форматов (JPEG или BMP), напечатать в виде отчета и экспортировать через специальный программный интерфейс в электронную таблицу или базу данных.



Применение


Устройство вроде AniCAM будет полезно в первую очередь компаниям, у которых есть острая потребность в постоянном контроле технического состояния анилоксовых валов. Например, крупным флексографским производствам с большим парком анилоксов AniCAM позволит следить за состоянием валов, принимать решения о том, пришло ли время очередной чистки или замены того или иного вала, выбирать из нескольких вариантов с одинаковыми технологическими характеристиками наиболее подходящие валы для печати особенно критичных к качеству тиражей. Другой тип пользователей, которым может пригодиться подобный прибор, — компании, оказывающий типографиям сервисные услуги, например, технологические консультации, осуществляющие чистку растровых валов или занимающиеся продажей анилоксов. Сопровождение отчетов о проделанной работе или дискуссий с заказчиками визуальной информацией с микрофотографиями может упростить общение с клиентами.

Накопленные со временем измерения можно хранить либо внутри программы, либо, что более практично, использовать для этого специальную базу данных. Troika Systems предлагает подобное решение в виде отдельного продукта — Anilox Management System (AMS). AMS — это СУБД, предназначенная для учета имеющихся в типографии анилоксовых валов. Для каждого вала здесь создается отдельная запись, отражающая его базовые характеристики — инвентарный номер, производитель, ширина, линиатура, машины, на которых его можно использовать, и т. д. Эта же запись отражает текущее состояние вала как результат измерений при помощи AniCAM, а также всю предшествующую историю изменения этого состояния. AMS может интегрироваться с управляющей прибором программой, которая будет автоматически пополнять базу данных как численными результатами измерений, так и визуальными данными, которые хранятся в этой же базе. Таким образом, пользователь может в любой момент быстро найти информацию по любому валу или создать выборку всех анилоксов с заданными характеристиками, упорядоченную по изношенности.



Для оперативного контроля анилоксов может пригодится «battery pack», позволяющий использовать устройство без подключения к сети электропитания. Время автономной работы, заявленное производителем, — до 8 часов.

AniCAM также пригодится и тем, у кого есть задача измерения или изучения флексоформ. Поскольку прибор предназначен скорее для лабораторных исследований, чем для оперативного контроля при печати тиражей (где будет полезнее более компактное, автономное устройство, быстро измеряющее оптимально-минимальный набор необходимых на практике характеристик), он будет больше востребован во время экспериментов, например, с интенсивностью экспонирования, настройкой параметров обработки для новых формных материалов или с различными технологиями растрирования.

Автор: Рубрика "Продукт номера" журнала Флексо+. По материалам компаний Troika Systems и Легион

   
1561
 

Комментарии (0)

Добавить свой комментарий:
Для офорления текста и вставки изображений используйте панель инструментов.
 

Сейчас обсуждают





 
Rating@Mail.ru