便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀

便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀是21世紀(jì)出現(xiàn)的新生事物。21世紀(jì)初葉，隨著市場中對(duì)版面檢測日益凸顯的便攜性要求，一些市場敏感性較強(qiáng)、技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的公司，開始研發(fā)便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀。

?羅賽爾公司于2002年率先研制出世界上第一臺(tái)便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀并投入市場，迅速被制版印刷龍頭企業(yè)所采用。運(yùn)城制版、精工制版、中鈔、保鈔、中郵、羅德印刷、江陰申通制版、常州廣宇制版等幾十家企業(yè)先后采購了該設(shè)備。

圍繞便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀，羅賽爾公司對(duì)其所涉及的核心技術(shù)申請(qǐng)了專利:

《便攜式網(wǎng)穴深度測量儀》，ZL 2009 3 0127886.6

《高精度非接觸三維面型測量裝置》，200710099770

《大幅面精細(xì)柔性材料測量與數(shù)據(jù)處理方法》，201110094535.6

國內(nèi)有些公司看到有利可圖，也紛紛投入到便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的研制中，但由于技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)積累所限，產(chǎn)品性能和質(zhì)量都存在一些缺陷。

更有甚者，有的公司采用了不光彩的手段，從羅賽爾公司盜取技術(shù)秘密和生產(chǎn)圖紙后，換上自己的標(biāo)牌進(jìn)行生產(chǎn)和銷售。這些公司由于自身能力所限，一些技術(shù)難點(diǎn)無法解決，產(chǎn)品無法演進(jìn)，同時(shí)還承擔(dān)著巨大的法律風(fēng)險(xiǎn)。

有些用戶采購了這種"盜版"產(chǎn)品后，不僅產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證，還因知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題面臨極大的法律風(fēng)險(xiǎn)，用戶的權(quán)益根本無法保障。

下圖是某公司竊取技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，除了商標(biāo)不同以外，其它細(xì)節(jié)均與羅賽爾公司的產(chǎn)品一模一樣。

配套式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀原本是 電子雕刻機(jī)的選配件之一。早期的配套式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀一般都是隨電子雕刻制版機(jī)從國外進(jìn)口的。近些年，隨著電子雕刻制版機(jī)國產(chǎn)化進(jìn)程的深入，國內(nèi)廠家也紛紛研制出與自產(chǎn)的配套式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀。

配套式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀一般由取像頭和上位機(jī)兩部分組成。取像頭從版面獲取網(wǎng)點(diǎn)顯微圖像，上位機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理。

配套式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀作為電子雕刻機(jī)的選配件，基本上圍繞一臺(tái)或一組電子雕刻制版機(jī)進(jìn)行使用，因此設(shè)備不注重便攜性要求，其體積都比較大，線路連接也比較多，因此整個(gè)系統(tǒng)比較笨重，不利于攜帶、操作和維護(hù)。

目前，市場上的網(wǎng)點(diǎn)測量儀主要有兩種:二維網(wǎng)點(diǎn)測量儀和三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀。三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀又稱:三維網(wǎng)點(diǎn)測試儀、三維網(wǎng)穴測量儀、三維網(wǎng)穴測試儀、網(wǎng)穴深度測試儀、網(wǎng)點(diǎn)深度測試儀。

三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀是針對(duì)凹印版、壓紋版等凹凸版面上的網(wǎng)點(diǎn)(網(wǎng)穴)進(jìn)行面積和深度三維測量的儀器。對(duì)于使用化學(xué)蝕刻、機(jī)械雕刻、激光雕刻等方式加工而成的凹版、柔版、網(wǎng)紋輥版、絲網(wǎng)版、印花版等版面，它可以對(duì)版面上的網(wǎng)點(diǎn)(網(wǎng)穴)進(jìn)行三維測量顯示、分析處理、打印輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)版面的質(zhì)量控制。

二維網(wǎng)點(diǎn)測量儀只能測量版面上的二維信息(長和寬)，而三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀還可以測量網(wǎng)點(diǎn)的深度，進(jìn)而推算出容墨量、紋理深度等一系列關(guān)鍵的版面狀態(tài)參數(shù)。因此，三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀具有更加強(qiáng)大的版面檢測功能。

三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀由顯微系統(tǒng)、CCD攝像頭、測量觀察軟件、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部分構(gòu)成。三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀將網(wǎng)點(diǎn)圖像經(jīng)顯微鏡放大后，通過CCD攝像頭獲得圖像，然后經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件處理、輸出，能及時(shí)而精確的反映網(wǎng)點(diǎn)狀態(tài)并加以分析。網(wǎng)點(diǎn)測量儀主要用于網(wǎng)點(diǎn)的觀察與制版實(shí)時(shí)控制，有效地保證了版面的質(zhì)量。

三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀分為配套式和便攜式兩種類型。

目前市場上，便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀已經(jīng)逐漸形成主流，即使制版廠采購電子雕刻制版機(jī)或激光雕刻制版機(jī)，一般也會(huì)采用便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀作為配套設(shè)備。因此，本文對(duì)三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的描述，以便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀為主。

三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的組成部分如圖所示。由以下部分構(gòu)成:

基座。將三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀架設(shè)在待測版面之上;

XY移動(dòng)平臺(tái)。使三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀能夠左右前后移動(dòng)，在不必移動(dòng)三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀基座的情況下，使鏡頭能夠?qū)?zhǔn)測量目標(biāo);

處理器艙。內(nèi)置三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的中央處理器、存儲(chǔ)等電子控制部分，是三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的大腦;

遙控和倍率顯示。遙控窗口可以接受遙控器的指令，倍率顯示指示燈能夠顯示當(dāng)前鏡頭的倍率;

顯示器。顯示器可以顯示鏡頭和相機(jī)所觀測到的圖像;

鏡頭組。一組倍率不同的鏡頭。用戶可以選擇適當(dāng)倍率的鏡頭以觀測不同的對(duì)象;

CCD相機(jī)。是一個(gè)工業(yè)攝像機(jī)，將光學(xué)鏡頭觀測到的影像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮訄D像;

粗調(diào)和微調(diào)旋鈕。使鏡頭可以上下移動(dòng)以觀察網(wǎng)點(diǎn)不同深度的圖像;

遙控器?？梢赃b控三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的XYZ三維運(yùn)動(dòng)。使用遙控器可以避免人工轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕時(shí)造成三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的震動(dòng)從而影響觀測。

微視野勻光照明技術(shù)。這是影響設(shè)備性能的關(guān)鍵點(diǎn);

高精度進(jìn)給與測量技術(shù)。進(jìn)給測量一體化設(shè)計(jì)的新技術(shù)方法，長期使用不須重新標(biāo)定校正。

微系統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟硬件集成技術(shù)。實(shí)現(xiàn)能耗管理、遙控操作、自動(dòng)測量，達(dá)到高精度便攜的要求

無論是制版廠、印刷廠、皮革廠、壁紙廠等，對(duì)于使用化學(xué)蝕刻、機(jī)械雕刻、激光雕刻等方式加工而成的凹版、柔版、網(wǎng)紋輥版、絲網(wǎng)版、印花版等版面，都可以使用三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀進(jìn)行版面的質(zhì)量檢測。

三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的主要應(yīng)用為以下幾種。

理想的凹印網(wǎng)點(diǎn)程棗核形狀，其特性有:凹印網(wǎng)點(diǎn)壁厚度均勻，邊緣清晰無鋸齒形狀，表面具有凹孔吸收油墨，凹印網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)該允許特定的墨量進(jìn)入和轉(zhuǎn)移出來，并且使印刷過程更加優(yōu)化。但因刮墨刀的磨損、油墨不干凈，有雜物和起泡、雕版的網(wǎng)點(diǎn)變化、不一致的印刷承印物等因素，造成了以下問題:

1、邊緣起毛后堵住了凹印網(wǎng)點(diǎn)表面的凹陷處，抑制油墨的進(jìn)入和轉(zhuǎn)移;

2、由于凹印網(wǎng)點(diǎn)壁較薄出油墨外溢，造成不均勻的油墨沉積量、不規(guī)則的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大率、起臟并出現(xiàn)條痕;

3、變形的凹印網(wǎng)點(diǎn)壁傳遞不同的墨量。

三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀器能夠完全檢測出上述問題，它的優(yōu)勢在于:

1、可以多人一起觀看的功能。讓品質(zhì)檢測部檢測員可以同時(shí)分析錯(cuò)誤以達(dá)到共識(shí)。并且可以開多個(gè)窗口對(duì)不同的版材進(jìn)行對(duì)比，分析錯(cuò)誤的原因，將圖像中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)的記錄下來，并把分析報(bào)告遠(yuǎn)程傳遞給制版廠，對(duì)于造成印刷錯(cuò)誤的原因達(dá)成共識(shí)。

2、提供一個(gè)很好的分析工具，分析之前的樣本印刷品，找到差距，幫助印刷人員做到99%的成功復(fù)制，a)看線數(shù) b)看網(wǎng)角 c)看網(wǎng)點(diǎn)百分比d)看深度。

3 、記錄歸檔，將企業(yè)所發(fā)生的每一只版輥檔案用電子文檔保存，方便快捷。

特種版表面為凹凸不平的紋路，工作時(shí)靠壓力在工件(如皮革、布料、紙張等等)表面壓出陰陽相反的圖案。

特種版因?yàn)樵谳^高的壓力下工作，而且工件容易對(duì)其造成嚴(yán)重磨損，因此，對(duì)特種版質(zhì)量的檢測尤為重要。

三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀可以對(duì)特 種版版面進(jìn)行質(zhì)量檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)磨損、網(wǎng)墻破裂、深度誤差、層間錯(cuò)位、谷部堵塞等問題。

同樣，三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀也可以用于柔版和陶瓷網(wǎng)紋版的版面質(zhì)量檢查。

選擇三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀，應(yīng)主要從以下方面加以考慮:

1、是否具有良好的微視野照明。微視野照明的技術(shù)難度比較高，不是所有品牌的產(chǎn)品都能處理好。如果微視野照明不理想，對(duì)版面的成像和觀測必然造成很大影響，造成照明不均勻，網(wǎng)點(diǎn)不清晰，網(wǎng)點(diǎn)頂部和底部判斷不準(zhǔn)確，無法得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果;

2、便攜式設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)備輕巧靈便，無需接外接電源或其它線路;有些廠家生產(chǎn)的網(wǎng)點(diǎn)測量儀沒有可充電電源及能耗智能管理，需要連接外部電源，不能實(shí)現(xiàn)真正的便攜使用;

3、機(jī)械和光學(xué)系統(tǒng)的精密性。運(yùn)動(dòng)平滑準(zhǔn)確，光學(xué)系統(tǒng)清晰易調(diào);

4、是否具有電腦接口?？蓪y量數(shù)據(jù)保存到電腦中，方便進(jìn)一步分析和存儲(chǔ);.

5、是否具有多倍率鏡頭，以便進(jìn)行不同的觀測;

6、是否支持遙控操作，減少測量誤差;

7、廠家的專業(yè)性。專業(yè)性的廠家往往在印刷制版行業(yè)發(fā)展歷史較長，對(duì)行業(yè)理解較深，往往擁有多款行業(yè)產(chǎn)品，對(duì)網(wǎng)點(diǎn)測量儀也有明確的產(chǎn)品體系和演進(jìn)思路。而非專業(yè)廠家往往以代理業(yè)務(wù)為主，技術(shù)力量薄弱，只能簡單仿制甚至照抄，產(chǎn)品單一，演進(jìn)乏力，難以形成體系，無法滿足不同用戶需求，升級(jí)服務(wù)無法保障;

8、知識(shí)產(chǎn)權(quán)是否明晰。作為世界首臺(tái)便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀的研制者，羅賽爾公司早已申請(qǐng)了專利保護(hù)。國內(nèi)有些產(chǎn)品抄襲和竊取了羅賽爾公司的技術(shù)，這些產(chǎn)品都具有非常嚴(yán)重的法律風(fēng)險(xiǎn)，并會(huì)損害用戶的權(quán)益。

三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀曾經(jīng)是國外公司壟斷的產(chǎn)品，但中國企業(yè)經(jīng)過不斷的研究，也研制出了多款國產(chǎn)產(chǎn)品，而且其中某些產(chǎn)品的質(zhì)量絲毫不遜于國外產(chǎn)品。 特別是羅賽爾公司的便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀，完全依靠強(qiáng)大的研發(fā)能力自行研發(fā)，具有自主的核心技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是中國民族工業(yè)的驕傲。

下面，就介紹兩款典型的國產(chǎn)三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀。

北京羅賽爾公司作為研發(fā)生產(chǎn)印刷制版設(shè)備的專業(yè)廠家，研制了多款先進(jìn)的制版和配套設(shè)備，均達(dá)到國內(nèi)顯著領(lǐng)先水平，有些達(dá)到國際先進(jìn)水平，在印刷制版行業(yè)內(nèi)享有盛譽(yù)。

羅賽爾公司于2002年研制出世界第一臺(tái)便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀，當(dāng)時(shí)就引起了市場的強(qiáng)烈反響。產(chǎn)品經(jīng)過多年演進(jìn)，功能性能更加完善，成為世界印刷制版業(yè)中一款經(jīng)典的產(chǎn)品。

羅賽爾便攜式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀有三個(gè)型號(hào):

ROCELL-STAR-I(手動(dòng)型)

ROCELL-STAR-II(遙控型)

ROCELL-STAR-III(聯(lián)機(jī)自動(dòng)型)

主要技術(shù)指標(biāo)

主體:一體化結(jié)構(gòu)，圓滾型支腳

照明:平行光、自動(dòng)調(diào)節(jié)、超長壽命燈管

鏡頭(一套4個(gè)):MF4×、MF10×、MF25×、MF40

焦距控制:粗調(diào)焦距:50mm微調(diào)焦距:2mm

支架行程:X方向25mm Y方向25mm

分辨率:1μm

電源:DC 12v 20W

測量精度:X、Y方向<5‰ Z方向:1μm

數(shù)據(jù)接口:USB2.0

運(yùn)城制版集團(tuán)作為世界制版行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，其下屬的東莞東運(yùn)機(jī)械制造有限公司，具有較強(qiáng)的制版設(shè)備研發(fā)能力。其研制生產(chǎn)的東運(yùn)牌三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀，配套其自產(chǎn)的電子雕刻制版機(jī)，在市場中占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。

東運(yùn)牌三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀屬于配套式三維網(wǎng)點(diǎn)測量儀，是為制版設(shè)備配套使用，不具備便攜性。

性能特點(diǎn)

測量網(wǎng)點(diǎn)大小、并計(jì)算出網(wǎng)點(diǎn)亮度、對(duì)比度、色度和飽和度;

可測量網(wǎng)點(diǎn)亮度、對(duì)比度、色度和飽和度;

網(wǎng)點(diǎn)直接在顯示器上顯示，形象直觀;

系統(tǒng)運(yùn)行在winxp下，操作方便。

技術(shù)參數(shù)

CCD:CMOS130萬像素

影像分辨率:1280*1024 755HZ

調(diào)節(jié)平臺(tái):X、Y兩個(gè)方向

光源:LED

物鏡:10x

X、Y調(diào)整距離:40*40mm

數(shù)據(jù)傳輸及電源:USB2.0