Міністерство освіти і науки україни

Українська академія друкарства

Бенеш Рената Вітольдівна

УДК 655.3.062 : 681.51

Автоматизований аналіз критеріїв якості відбитків для удосконалення технології друкування

05.05.01 - машини і процеси поліграфічного виробництва

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Львів - 2006

Дисертацією є рукопиc

Робота виконана в Українській академії друкарства Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Шаблій Ігор Васильович,

Українська академія друкарства,

декан факультету “Видавничо-поліграфічної,

інформаційної технології”

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук,

старший науковий співробітник

Шовгенюк Михайло Васильович,

Інститут фізики конденсованих систем НАН України

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Запоточний Василь Йосипович,

директор науково-виробничої фірми “

Поліграфічні технології”

Провідна установа: Національний технічний університет України

„Київський політехнічний інститут”

Міністерства освіти і науки України,

Видавничо-поліграфічний інститут

Захист відбудеться „ 22 ” лютого 2006 р. о „ 15 ” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.101.01 в Українській академії друкарства (79020, м.Львів, вул. Підголоско, 19, ауд.101).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Української академії друкарства (м.Львів, вул. Підвальна, 17).

Автореферат розісланий “____” ______________2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Жидецький В.Ц.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Удосконалення сучасних технологій відтворення інформації засобами поліграфії тісно пов’язані з автоматизацією і цифровими системами керування. Особливо дина-мічно ця тенденція розвивається з кінця минулого століття завдяки створенню форматів даних, програмного забезпечення, нової мікропроцесорної техніки із флеш-технологіями, підвищенням продуктивності процесорів та створенням нових специфікацій шин передавання даних. Це відображено у працях Грувера М., Єфімова М.В., Зиммерса Е., Ізбіцкого Е.І., Леймонта Л.Л., Мартіна Дж.

У працях науковців основна увага приділяється технічній реалізації засобів автоматизації, здійснюється їх класифікація і математичне імітаційне моделювання. Поза увагою вчених-до-слідників поліграфічних технологій часто залишаються такі питання як упорядкований збір, аналіз та передавання інформації, оцінка їх об’єктивності, яка необхідна для ефективної роботи систем автоматизованого керування. У нормативній документації, яка регламентує проведення техно-логічних поліграфічних процесів на вітчизняних підприємствах з різним технічним оснащенням, часто зустрічаються невідповідності. Наприклад, значення денситометричних норм друкування у західних і вітчизняних стандартах (створених до 1991 р.) значно відрізняються. Максимальна різниця між європейським стандартом DIN 16536 і ОСТ 29.66-90 на оптичну густину становить 0,1 - 0,3 одиниці. Немає єдиного підходу до складу і розмірів шкал контролю відбитків. Такі особ-ливості утруднюють нормалізацію друкарських процесів та збільшують виробничі затрати. У процесі друкування регулювання основних параметрів здійснюється на базі даних про якість відтворення зображення на відбитках. Для цього друкарське устаткування інтеґрується з вимірювальними засобами: денситометрами, спектрофотометрами, принцип роботи яких базуєть-ся на визначенні оптичних параметрів зображення. При цьому поза увагою залишаються гео-метричні спотворення друкарських елементів на відбитках. Не існує вимог до комплектації таких вимірювальних систем.

Таким чином, науковою задачею дисертаційної роботи є встановлення критеріїв оціню-вання якості відбитків, синтез тест-шкали, розроблення моделі структури вимірювальної системи, аналіз критеріїв якості відбитків у процесі друкування накладу.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науковий напрямок дисер-таційної роботи пов’язаний з темою “Інтенсифікація технологічних процесів поліграфічного виробництва та оцінка якості продукції”, що розвивається на кафедрі “Технологія друкованих видань і пакувань”, а також планами роботи науково-методичної комісії з напрямку освіти “Видавничо-поліграфічна справа” затвердженої наказом №11 міністра освіти і науки України від 1.01.2002 року.

Участь автора полягала у розробленні моделі базової структури вимірювальної системи для контролю якості друкованого зображення та синтезі тест-шкали.

Мета та задачі дослідження. Метою роботи є удосконалення технології друкування впровадженням вимірювальної системи контролю якості друкованого зображення.

Задачі дослідження, які необхідно вирішити для досягнення мети:

-

-

-

-

-

-

-

Об’єктом досліджень є процес друкування на різних видах паперу з використанням фарб офсетного друку.

Предметом досліджень є друковані відбитки, імітаційні моделі та шкала для контролювання друкарського процесу.

Методи дослідження, що використовуються у роботі, базуються на засадах імітаційного математичного моделювання, теорії автоматичного керування, а також на використанні для проведення експериментальних досліджень візуального та інструментальних методів оцінювання якості відбитків із застосуванням сканера, калібратора настільно-видавничих систем, денси-тометра, цифрового мікроскопа.

Наукова новизна одержаних результатів:

-

-

-

-

Практичне значення одержаних результатів. Реалізовано імітаційні моделі у програм-ному середовищі MATLAB, які забезпечують розрахунок координат кольору при зміні відносної площі растрових елементів на відбитках.

Реалізовано методику з визначення амплітуди оптичної густини фарби на відбитках при друкуванні на офсетних друкарських машинах GTO-52 і S-Offset SORZ на фабриці паперово-білових виробів “Бібльос”.

Розроблено вимірювальну систему для контролю якості відбитків у процесі друкування, яка складається з тест-об’єкту і технічних засобів вимірювання з відповідним програмним забезпеченням, що дозволяє підвищити якість друкованої продукції та зменшити кількість бракованих відбитків.

Розроблено міні-шкалу для контролювання друкарського процесу розміром 1,5Ч77 мм, яка складається з елементів для визначення запропонованих критеріїв якості відбитків та проков-зування, розтискування, точності суміщення фарб, що дає змогу скоротити витрати фарби і паперу при друкуванні.

Розроблено методику визначення критеріїв оцінювання якості відбитків, яка реалізована через вимірювальну систему, функціональна схема якої представлена на рис. 6.

Розробки дисертаційної роботи впроваджені у робочу програму з курсів “Технологія друкарських процесів”, “Системи автоматизованого керування друкарськими процесами” для студентів спеціальності 7.092.704 “Комп’ютеризовані технології та системи видавничо-поліграфічних виробництв”.

Особистий внесок здобувача. Основні ідеї та наукові дослідження, які виносяться на захист розроблені і отримані автором самостійно. У роботах автору належить участь у:

-

-

-

-

-

-

-

-

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації обговорювалися на таких між-народних та українських конференціях: Міжнародній науково-технічній конференції „Видавничо-поліграфічний комплекс на порозі третього тисячоліття” (м. Мінськ 2001), Міжнародній науково-практичній конференції “Динаміка наукових досліджень” (м. Дніпропетровськ, 2002), І заочній Міжнародній конференції “Проблеми сучасної поліграфії” (м. Омськ, 2002), VII Міжнародній науково-практичній конференції "Наука і освіта ‘2004" (м. Дніпропетровськ, 2004), звітних науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу наукових співробітників і аспірантів УАД (м. Львів, 2000–2003 рр.). Робота обговорювалася на засіданнях кафедри технології друкованих видань та пакувань УАД.

Публікації. Основний зміст дисертації розкритий у 12 опублікованих роботах, серед яких: 3 - у наукових журналах, 5 – у збірниках наукових праць, 4 – у матеріалах і тезах конференцій, з них 8 – у фахових виданнях.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку літератури та додатків. Матеріал дисертації викладений на 136 стор., включає 43 рис., 10 табл. та 5 додатків. У бібліографічному списку наводиться 145 посилань.

ЗМІСТ РОБОТИ

У Вступі викладено загальну характеристику роботи, обґрунтовано її актуальність, сформульовано мету та основні задачі досліджень, наукову новизну роботи та практичну цінність одержаних результатів.

У розділі 1 „Аналіз методів оцінювання якості відбитків та систем керування друкарським процесом” розглянуті візуальний та інструментальні методи контролю якості відбитків, проаналізовано засоби контролю і критерії оцінювання якості друкованого зображення. Проведено аналіз сучасних систем керування друкарським процесом, а саме, розглянуті принципи функціонування систем автоматизованого керування друкарським процесом на прикладі PECOM фірми Man Roland, CP 2000 фірми Heidelberg, OPERA фірми KBA. У зв’язку з відсутністю класифікації сучасних систем керування поліграфічним устаткуванням здійснено класифікацію систем автоматичного керування (САК) на основі ознак за особливостями відбору і опрацювання даних для додрукарського і друкарського устаткування. У роботі реалізація такого підходу наведена у класифікації друкарських машин на прикладі фірми Heidelberg, що дає змогу краще орієнтуватися у виборі систем керування та у сфері їх застосування (табл.1). Встановлено, що сучасні вимоги до якості друкованого зображення викликають потребу у застосуванні новітніх підходів до методик, засобів контролювання, що дають змогу отримати оперативну та об’єктивну інформацію, пов’язану безпосередньо з якістю продукції або з важливими параметрами процесу друкування.

У розділі 2 „Моделювання розрахунку кольору растрових відбитків імітаційним методом” встановлено можливість застосування імітаційного моделювання для розрахунку координат кольору растрових відбитків на основі рівнянь Нюберга-Нейгебауера, що дозволяє використовувати результати моделювання у сучасних системах контролювання друкарського процесу. Вперше створено імітаційну модель (рис. 1), що складається з генератора відносних площ растрових елементів на відбитках, суматора відносної площі растрових елементів на відбитках, обчислювального блоку і блоку створення двовимірних графіків у прямокутній системі координат, яка забезпечує розрахунок координат кольору при зміні відносної площі растрових елементів на відбитках. Проаналізовано бібліотеки інструментів імітаційного моделювання програми MATLAB і вибрано придатні для застосовування при моделюванні технологічних поліграфічних процесів. Реалізовано моделювання розрахунку координат кольору растрових відбитків на прикладі голубої фарби та моделювання розрахунку координат кольору растрових відбитків при суміщенні голубої і пурпурної фарб методом імітації у програмі MATLAB. Створені імітаційні моделі дають змогу контролювати і співставляти кольори, наприклад, пробних відбитків і відбитків накладу та отримувати градаційну передачу для кожної з фарб.

Розділ 3 „Методики визначення критеріїв якості відбитків і проведення експериментів” містить опис об’єктів та методик досліджень.

Таблиця 1

Здійснено експертний аналіз оцінювання відбитків з визначенням оптимального джерела світла. Застосовано сучасні люмінесцентні лампи холодно-білого, холодного денного та денного світла TL-D фірми PHILIPS з різними кольоровими температурами відповідно 4100 К, 6200 К, 5300 К. Друкування накладу обсягом 1500 відбитків відбувалося на машині офсетного друку GTO-52 фірми Heidelberg.

Для накладу застосовано папір двобічного двошарового крейдування Galerie Fine silk з гра-матурою 90 г/м2. Для дослідження використано відбитки, віддруковані 13 різними марками фарб офсетного друку. Кожен відбиток містив тест-шкали - поля із відносною площею друкарських елементів 100, 95, 80, 50, 40, 20, 10, 5% CMYK.

Для визначення показників кольору на відбитках використано планшетні сканери Optic Pro 96000 P і Canon Scan 340 P та калібратор Colortron II X-Rite. На основі отриманих значень побудовані криві залежності коефіцієнтів відбивання RGB-кольорів від площі друкарських елементів.

Для дослідження амплітуди оптичної густини фарби на відбитках у процесі друкування на офсетних друкарських машинах проведено вимірювання оптичних густин елементів шкал оперативного контролю протягом друкування накладу. Використано денситометр відбитого світла Gretag Macbeth D 19C. Досліджено два тестові зображення, котрі надруковані відповідно на малокрейдованому папері і крейдованому папері фірми „Zanders”. Для друкування використано фарбу SICPA марки “Темпо-Макс”. Друкування відбувалося на типових офсетних друкарських машинах середнього і малого формату S-Offset SORMZ та GTO 52 фірми Heidelberg. На основі проведених досліджень були побудовані графічні залежності оптичної густини фарби на відбитках протягом друкування накладу.

Розподіл оптичної густини фарби на відбитку можна представити у наступному вигляді:

, (1)

де Dв(S) – оптична густина фарби на відбитку;

S – відносна площа друкарських елементів на відбитку;

Dфф – оптична густина фарби на фотоформі;

A(S - Sфф) – амплітудна характеристика відносної площі друкарських елементів.

Розроблено та застосовано методику розрахунку амплітуди відхилень оптичної густини фарби (AD) протягом друкування накладу за формулою 2:

, (2)

де Dmax – максимальна оптична густина фарби на відбитку;

Dmin - мінімальна оптична густина фарби на відбитку;

– сумарне значення оптичної густини фарби на відбитку;

N - кількість вимірювань.

Для дослідження динаміки змін критеріїв якості відбитків у процесі друкування використано прямий плоский та офсетний спосіб друку. Наклад газети – 60 тис. відбитків надруковано на ролевій машині офсетного друку SOLNA 200 D. Для друкування використано газетний папір марки Б з граматурою 48,8 г/м2. Дана машина була переобладнана таким чином, що в одній з друкарських секцій паперова стрічка проходить між формним та офсетним циліндрами, де офсетний циліндр виконує функцію друкарського. За рахунок цього зображення було надруковано двома способами друку: офсетним та прямим плоским способом друкування. Для дослідження оптичних та розмірних параметрів елементів зображень на відбитках використано шкали оперативного контролю надруковані прямим плоским та офсетним способом друку. Виміряно розміри растрових елементів за допомогою мікроскопа МБИ з мікрометричною насадкою МОВ-1-16x як на фотоформі, так і на відбитках. Розраховано відносну площу друкарських елементів як частку площі зайнятої растровою крапкою у повній площі растрового елемента.

Розроблено і застосовано методику розрахунку амплітуди (AS) та кроку (K) відносної площі друкарських елементів на відбитках і проаналізовано їх динаміку протягом друкування накладу. Параметр, що характеризує розкид значень відносної площі друкарських елементів на відбитку, визначено за формулою 3:

, (3)

де Smax – максимальна відносна площа друкарських елементів на відбитку певного кольору;

Smin - мінімальна відносна площа друкарських елементів на відбитку певного кольору;

– сумарне значення відносної площі друкарських елементів на відбитку певного кольору;

N - кількість вимірювань.

Для характеристики точності відтворення окремих деталей зображення використано крок відносної площі друкарських елементів на відбитках. Розрахунок цього параметра виконано для кожного поля контрольної шкали за формулою 3.

Для обробки результатів експерименту застосовувалися стандартні прийоми математичної статистики.

У розділі 4 „Аналіз критеріїв якості відбитків та розроблення моделі базової структури вимірювальної системи” подані результати експериментів у вигляді графічних залежностей, таблиць, схем та охарактеризовано їх.

У результаті експертного аналізу відбитків з використанням штучних джерел світла різного спектрального складу побудовані гістограми насиченості кольору, котрі дозволили стверджувати, що до сприйняття кольору з природним освітленням наближається лампа денного світла TL-D 18W/950 PHILIPS з кольоровою температурою 5300 К, тому її можна рекомендувати для освітлення спеціальних кабін для перегляду поліграфічних відбитків.

Встановлено, що одними із методів об’єктивного оцінювання якості відбитків є визначення координат кольору зображення на відбитку у системі RGB за допомогою сканера та калібратора. Для правильного кольоровідтворення сканер повинен забезпечувати необхідну роздільну здат-ність, глибину кольору (не менше 30 bit), динамічний діапазон (не менше 2,4 D).

У результаті проведеного дослідження амплітуди оптичної густини фарби на відбитках у процесі друку встановлено, що амплітуда оптичної густини є чутливим критерієм якості друко-ваного зображення для оцінювання діапазону відхилень оптичної густини протягом друкування накладу (рис. 2). Максимальні значення амплітуди оптичних густин при друкуванні на офсетних машинах S-Offset і GTO-52 зафіксовані для перших 100 відбитків накладу, що пояснюється явищем перехідних процесів у фарбовому апараті друкарських машин.

Встановлено, що амплітуда відносної площі друкарських елементів на відбитках для офсетного і прямого плоского способу друку зростає зі зменшенням відносної площі друкарського елемента. Для обох способів друку амплітуда набуває найбільшого значення для 50% поля конт-рольної шкали, що свідчить про зростання відносної площі друкарських елементів у середніх тонах зображення. Особливо це помітно для способу „ді-літо”, де максимальна величина амп-літуди становить - 39%, тоді як у офсеті – 23% (рис.3). Причинами цього явища є більш рівно-мірний шар фарби, кращий розподіл тиску для офсетного способу друку.

Крок відносної площі друкарських елементів протягом друкування накладу характер-ризується значним розкидом значень з максимумом у 50% полі контрольної шкали (рис.4). Тому це поле було використано як елемент розробленої шкали контролювання друкарського процесу. Спотворення відносної площі друкарських елементів для офсетного і прямого плоского способів друку пов’язані з підвищеним всмоктуванням і шорсткістю газетного паперу. Внаслідок цього відбувається розтікання фарби на растрових елементах. До такого ж ефекту призводять відхилення від оптимальних режимів друкування – підвищення тиску і товщини фарбового шару.

Для визначення критеріїв якості друкованого зображення розроблено модель базової струк-тури вимірювальної системи, яка складається з відеокамери, оптичної системи збільшення, персо-нального комп’ютера, відеокарти та відповідного програмного забезпечення, що дає змогу опера-тивного контролювання геометричних спотворень друкарських елементів на відбитках у процесі друкування. Структурна схема моделі технічних і програмних компонентів вимірювальної систе-ми для оцінювання якості відбитків та її функціональна схема подані на рис. 5 і рис. 6.

Вперше розроблено тест-шкалу, яка складається з елементів для визначення введених критеріїв оцінювання якості відбитків та проковзування, розтискування, точності суміщення фарб, що дозволяють контролювати друкарський процес. Конструкція шкали представлена на рис.7.

Рис.7. Конструкція шкали для контролювання друкарського процесу,

де 1 – радіальна міра для контролювання проковзування, яка складається з однакової кількості штрихів та прогалин. Наявність проковзування проявляється по утворенню секторів різних по світлості. При надмірній товщині фарбового шару деякі з кілець з’єднуються перемичками;

2 – секторна міра для контролювання розтискування складається з друкарських і пробільних елементів однакового розміру. Кругла форма плями у центрі сигналізує про розтискування, оваль-на форма – про проковзування у перпендикулярному напрямі до осі формного циліндру, форма у вигляді числа 8 – двоїння. Розширення білого поля у центрі – непродруковування;

3, 4 – поля з 5%- і відповідно 95%-відносною площею растрових елементів для контролювання амплітуди оптичної густини фарби на відбитках;

5 – поле з 50% відносною площею растрових елементів для контролювання кроку відносної площі растрових елементів на відбитках;

6 – ноніусна шкала для контролювання точності суміщення фарб. Шкала складається з основної (нижньої) і власне ноніусної (верхньої) шкали. Інтервал поділок основної і ноніусної шкал – 0,1 мм, довжина їх – 5 мм. При точному суміщенні окремих фарб нуль ноніусної шкали повинен співпадати з нулем основної шкали. Контролювання відбувається за точністю попарного суміщення верхньої і нижньої шкал, що віддруковані наступними фарбами: голубою і чорною, пурпурною і чорною, жовтою і чорною.

Запропонована шкала завдяки малим розмірам - 1,5Ч77 мм дозволяє не тільки зменшити витрати фарби, паперу при друкуванні, але й точно визначити критерії якості отриманих зобра-жень на відбитках.

У роботі згідно діючої у галузі методики виконано розрахунок економічної ефективності використання вимірювальної системи контролю якості відбитків у процесі друкування накладу. Основним фактором, який забезпечує економічний ефект, є зниження втрат паперу при друкуванні за рахунок точного контролювання критеріїв якості відбитків при допомозі нової вимірювальної системи і, як наслідок, зниження собівартості друкованої продукції. Для проведення обчислень порівняльної економічної ефективності створена програма у Excel 2000. У результаті розрахунків встановлено, що річна економія від зниження собівартості продукції друкарського цеху при застосуванні вимірювальної системи контролю якості відбитків становить 99876 грн.

Удосконалення технології друкування представлено модернізованою системою керування друкарським процесом за рахунок застосування підсистеми керування контролюванням якості відбитків, що дає змогу отримувати необхідну інформацію для коректування друкарського процесу. Структура удосконаленої системи керування друкарським процесом подана на рис. 8. У такій системі дані про об’єктивні значення критеріїв якості відбитків подаються на монітор ЕОМ.

Оператор має можливість числові та візуальні дані контролю розмірних і оптичних пара-метрів друкарських елементів та результатів імітаційних моделей розрахунку координат кольору на відбитку порівнювати з базою еталонних і нормативних даних. Спеціальна опція вимірювальної системи дозволяє проектувати на екран конфігурації окремих друкарських елементів шкали, що підвищує можливості для прийняття оптимального рішення стосовно уточнення режимів прове-дення друкування, наприклад, зменшення або збільшення тиску, регулювання подавання фарби, зволожувального розчину, товщини підкладки під форму, регулювання засобів позиціювання аркушів.

Застосування вимірювальної системи контролю відбитків дозволяє удосконалити процес друкування, підвищити якість продукції та зменшити кількість відходів паперу.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі розв’язана наукова задача автоматизованого контролю і аналізу критеріїв якості відбитків для удосконалення технології друкування.

1. Розглянуто та проведено порівняння візуального та інструментальних методів оці-нювання якості відбитків. Здійснено аналіз чинних нормативних та інструктивно-методичних матеріалів щодо якості друкованого зображення з відслідковуванням динаміки їх змін протягом останніх років. Проаналізовано елементи та розміри тест-шкал для контролювання друкарського процесу, використання яких дозволяє виявити та усунути технологічні порушення у процесі друкування відбитків.

2. Розглянуто структуру системи керування друкарським процесом і принципи її функціонування на основі сучасних систем провідних зарубіжних фірм, таких як PECOM фірми Man Roland, CP 2000 фірми Heidelberg, OPERA фірми KBA. Вперше класифіковано САК на основі існуючих класифікаційних ознак за особливостями відбору і опрацювання даних для поліграфічного устаткування та проведено класифікацію друкарських машин за САК на прикладі машин фірми Heidelberg, що дає змогу краще орієнтуватися у виборі систем керування та у сфері їх застосування.

3. Вперше створено імітаційну модель для визначення координат кольору на відбитку при зміні відносної площі друкарських елементів, яку реалізовано у програмі МatLab, що дозволяє використовувати результати моделювання у сучасних системах контролювання дру-карського процесу.

4. Встановлено вплив джерел світла на експертну оцінку оптичних показників від-битків, а саме, що до сприйняття кольору з природним освітленням наближається лампа денного світла TL-D 18W/950 PHILIPS з кольоровою температурою 5300 К, яку й рекомендовано для візуального оцінювання кольору на відбитках.

5. Встановлено можливість об’єктивного оцінювання якості відбитків шляхом визна-чення координат кольору відсканованого зображення у системі RGB та визначенням координат кольору за допомогою калібратора Colortron II фірми X-Rite.

6. Для оцінювання стабільності роботи фарбового апарата офсетних друкарських ма-шин та діапазону спотворень друкарських елементів у ґрадаційній передачі введено критерії якості відбитків: амплітуду оптичної густини фарби, амплітуду та крок відносної площі друкарських еле-ментів на відбитку. Розроблено методики визначення цих критеріїв.

7. У результаті експериментального дослідження амплітуди оптичної густини фарби на відбитках у процесі друкування на офсетних друкарських машинах встановлено максимальні значення для перших 100 відбитків накладу, що характеризують явище перехідних процесів у фарбовому апараті, тобто вихід фарбового апарату на усталений режим роботи після запуску друкарської машини.

8. Встановлено максимальні значення амплітуди і кроку відносної площі друкарських елементів на відбитках для 50%-поля контрольної шкали, внаслідок цього поле рекомендовано і застосовано як елемент розробленої шкали контролювання друкарського процесу.

9. Здійснено синтез тест-шкали, яка складається з елементів для визначення проков-зування, розтискування, амплітуди оптичної густини фарби, кроку відносної площі друкарських елементів, точності суміщення фарб, що дозволяє контролювати процес друкування. Запро-понована шкала дає можливість точно оцінити критерії якості відбитків і завдяки малим розмірам - 1,5Ч77 мм скоротити витрати фарби та паперу.

10. Для визначення критеріїв якості друкованого зображення розроблено та реалізовано модель базової структури вимірювальної системи, яка складається з відеокамери, оптичної сис-теми збільшення, персонального комп’ютера, відеокарти і відповідного програмного забезпечення та дає змогу оперативного контролю геометричних спотворень друкарських елементів на відбит-ках у процесі друкування. Розраховано економічну ефективність використання вимірювальної системи контролю якості відбитків у друкарському процесі.

Основні положення дисертації опубліковано у роботах:

1. Бенеш Р.В., Шаблій І.В. Дослідження розподілення фарби при друкуванні на машині "Т-Оffset"// Квалілогія книги: 3б. наукових праць. Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2000. – Вип. 3. – С. 117-121.

Здобувачем досліджено рівномірність розподілу фарби при друкуванні накладу.

2. Бенеш Р.В., Шаблій І.В. Класифікація систем автоматичного керування у друкарському процесі// Квалілогія книги: 3б. наукових праць. - Львів: ПТВФ "Афіша", 2002.– Вип. 4. – С. 139 - 143.

Здобувачем здійснено класифікацію систем автоматичного керування за особливостями відбору і опрацювання даних для додрукарського та друкарського устаткування.

3. Бенеш Р.В. До питання стабільності роботи друкарських машин// Наукові записки: Зб. наукових праць. – Львів: УАД, 2003. – Вип.6. – С. 40 - 42.

4. Бенеш Р.В. Динаміка змін допустимих величин на діапазон оптичних густин у поліграфії// Поліграфія та видавнича справа: Зб. наукових праць. – Львів: УАД, 2003. – Вип. 40. – С. 47 - 52.

5. Бенеш Р.В. Методика визначення якості відбитків// Комп’ютерні технології друкарства: 3б. наукових праць. – Львів: УАД, 2004. – Вип. 11. – С. 234-238.

6. Бенеш Р.В., Шаблій І.В. Оперативні методи аналізу кольорових відбитків// Друкарство. – 2002. – №1. – С. 36 - 37.

Здобувачем проаналізовано оперативні методи контролю кольорових відбитків та встановлено можливість застосування планшетних сканерів для визначення показників кольору на відбитках.

7. Бенеш Р.В., Ковальський Б.М., Шаблій І.В. Якісне відтворення кольору шляхом калібрування// Друкарство. – 2002. – №4. – С. 40 - 41.

Здобувачем досліджено особливості контролювання координат кольору на відбитках за допомогою калібратора настільно-видавничих систем.

8. Якуцевич С., Бенеш Р. Інтегровані системи кольору Pantone// Упаковка. – 2002. – №6. – С. 52 - 54.

Здобувачем проведено аналіз атласів змішаних фарб Pantone.

9. Бенеш Р.В., Шаблий И.В. Средства калибрации для качественного воспроизведения цвета// Материалы І заочной Международной конференции "Проблеми современной полиграфии". – Омск: Изд-во ОмГТУ. – 2002. – С. 11 - 13.

Здобувачем проаналізовані засоби калібрування для якісного відтворення кольору та проведено дослідження якості відбитків за допомогою калібратора настільно-видавничих систем.

10. Бенеш Р.В., Турчманович Н.М., Шаблий И.В. Анализ тестирования красок для листового офсета// Материалы научно-технической конференции "Издательско-полиграфический комплекс на пороге третьего тисячелетия". – Минск. – 2001. – С. 99 - 102.

Здобувачем проведено аналіз тестування друкарських фарб для аркушевого друку з визначенням розмірних параметрів растрових елементів зображення.

11. Бенеш Р.В., Шаблій І.В. Мікроскоп Intel Рlау QX3: нові можливості у поліграфії// Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції "Динаміка наукових досліджень". – Том 1. - Сучасні комп’ютерні інформаційні технології. – Дніпропетровськ: Наука і освіта. – 2002. – С. 3 - 5.

Здобувачем проведено порівняльний аналіз елементів зображення на друкарській формі та на відбитку за допомогою цифрового мікроскопа Intel Рlау QX3.

12. Бенеш Р.В., Шаблій І.В. Моделювання розрахунку кольору растрових відбитків імітаційним методом// Матеріали VII Міжнародної науково-практичної конференції "Наука і освіта ‘2004". – Том 72. – Сучасні інформаційні технології. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. – С. 3 - 5.

Здобувачем створено імітаційну модель розрахунку координат кольору растрових відбитків на основі рівнянь Нюберга-Нейгебауера.

АНОТАЦІЯ

Бенеш Р.В. Автоматизований аналіз критеріїв якості відбитків для удосконалення технології друкування. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.01 - машини і процеси поліграфічного виробництва. – Українська академія друкарства, Львів, 2004.

Дисертацію присвячено питанню автоматизованого аналізу критеріїв якості відбитків для удосконалення технології друкування. Вперше здійснено класифікацію систем автоматичного керування на основі відомих класифікаційних ознак за особливостями відбору і опрацювання даних для додрукарського і друкарського устаткування. Класифіковано друкарські машини за системами автоматичного керування на прикладі машин фірми Heidelberg. Вперше розроблено імітаційне моделювання для визначення координат кольору на відбитку при зміні відносної площі друкарських елементів, що реалізовано у програмі МatLab. Запропоновано нові критерії оцінювання якості відбитків: амплітуду оптичної густини фарби, амплітуду та крок відносної площі друкарських елементів на відбитку. Для визначення запропонованих критеріїв якості друкованого зображення розроблено та реалізовано модель базової структури вимірювальної системи зі застосуванням міні-відеокамери. Вперше розроблено тест-шкалу розміром 1,5Ч77 мм, яка складається з елементів для визначення запропонованих критеріїв якості відбитків та проков-зування, розтискування, точності суміщення фарб, що дозволяють контролювати друкарський процес.

Ключові слова: система автоматичного керування, імітаційне моделювання, критерії якості відбитків, вимірювальна система, шкала.

Аннотация

Бенеш Р.В. Автоматизированный анализ критериев качества оттисков для усовершенствования технологии печати. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук за специальностью 05.05.01 – машины и процессы полиграфического производства. – Украинская академия печати, Львов, 2004.

Диссертация посвящена вопросу автоматизированного анализа критериев качества оттисков для усовершенствования технологии печати. Проанализированы визуальные и инструментальные методы оценки качества оттисков, существующие нормативные и инструктивно-методические материалы относительно качества печатного изображения с отслеживанием динамики их изменений на протяжении последних лет. Проведен анализ принципов функционирования современных систем автоматизированного управления печатным процессом ведущих зарубежных фирм, таких как PECOM фирмы Man Roland, CP 2000 фирмы Heidelberg, OPERA фирмы KBA. Впервые осуществлено классификацию систем автоматического управления на основании известных классификационных признаков за особенностями отбора и обработки данных для допечатного и печатного оборудования. Классифицировано печатные машины за системами автоматического управления на примере машин фирмы Heidelberg. Предложенная классификация дает возможность лучше сориентироваться в выборе систем управления и в сфере их использования. Впервые разработана имитационная модель расчета координат цвета, что состоит из генератора относительных площадей растровых элементов на оттисках, сумматора относительной площади растровых элементов на оттисках, вычислительного блока и блока создания двумерных графиков в прямоугольной системе координат, которая обеспечивает расчет координат цвета при изменении относительной площади растровых элементов на оттисках. Имитационное моделирование реализовано в программе МatLab. Для проведения исследований выбраны современные методы и средства контролирования качества цветных изображений. Исследовано влияние современных источников света на визуальное оценивание качества оттисков. Установлено, что спектральное распределение мощности люминесцентной лампы дневного света TL-D 18W/950 PHILIPS с цветовой температурой 5300 К пригодно для экспертного анализа восприятия цвета и позволяет использовать источник света для контролирования качества оттисков. Установлена возможность объективного оценивания качества оттисков путем определения координат цвета отсканированного изображения в системе RGB и определения координат цвета с помощью калибратора настольно-издательских систем. Предложены новые критерии оценки качества оттисков: амплитуду оптической плотности краски, амплитуду и шаг относительной площади печатных элементов на оттиске, которые позволяют оценить стабильность работы красочного аппарата печатных машин и искажения печатных элементов в градационной передаче. Выявлено реакцию амплитуды оптической плотности краски для первых ста оттисков тиража, что характеризирует явление переходных процессов в красочном аппарате. Установлено, что максимального значения амплитуда и шаг относительной площади печатных элементов на оттиске достигают в 50%-поле контрольной шкалы. Вследствие чего, 50%-поле послужило элементом разработанной шкалы для контролирования печатного процесса. Для определения предложенных критериев оценки качества печатного изображения разработано и реализовано модель базовой структуры измерительной системы, что обеспечивает оперативное контролирование оттисков. Измерительная система состоит со шкалы контролирования печатного процесса, видеокамеры с оптической системой увеличения, персонального компьютера с видеокартой и соответственного программного обеспечения для обработки информации, сканирования изображения, определения оптических и размерных параметров печатных элементов на оттиске. Впервые разработано шкалу размером 1,5Ч77 мм, которая состоит с элементов для определения предложенных критериев качества оттисков и скольжения, растискивания, точности совмещения красок, что позволяет контролировать печатный процесс.

Ключевые слова: система автоматического управления, имитационное моделирование, критерии качества оттисков, измерительная система, шкала.

ANNOTATION

Benesh R.V. Automatized analysis of the criteria quality of imprints for printing technology improvement. – Manuscript.

Dissertation work for the getting of the Candidate of the technological scientific degree according to the speciality 05.05.01 – machines and processes of the printing enterprises. – Ukrainian Academy of Printing, Lviv, 2004.

This dissertation work is dedicated to the question of automatized analysis of the criteria quality of imprints for printing technology improvement. For the first time have been done the classification of the automatic control systems on base of the present classification features according to peculiarities of the selection and treatment of data for pre-printing and printing equipment. Were classified printing machines according the automatic control system on the examples of the Heidelberg company machines. For the first time have been designed the imitation modeling for the color coordinates determination on the imprint while changing of the printing elements relative area, what is show in the MATLAB program. Were offered new imprints quality criteria: paint optical density range, range and grade of the printing elements relative area on the imprints. For the determination of the offered criteria of the printed images quality had been designed and implemented the model of basic structure of the measuring system with the using of the mini-video cameras. For the first time have been designed the scale of 1,5 – 77 mm, which consists of the elements for the determination of the offered quality criteria of the printed images, sliding, pressing, exactness of ink adjustment and allows to control of the printing process.

Key words: automation control system, imitation modeling, imprints quality criteria, measuring system, scale.