自动光学检测(automatedopticalinspection,AOI)技术,也称为机器视觉检测(machinevisioninspection,MVI)技术或自动视觉检测(automatedvisualinspection,AVI)技术。在有些行业,如平板显示、半导体、太阳能等制造行业,AOI这一术语更加流行,被人知晓。但是AOI和MVI/AVI在概念和功能上还是有细微差别的。从狭义上来说,MVI是一种集成了图像传感技术、数据处理技术、运动控制技术,在工业生产过程中,执行测量、检测、识别和引导等任务的一种新兴的科学技术。MVI的基本原理可用图1来表示,它采用光学成像方法(如相机,或者一个复杂的光学成像系统)模拟人眼的的视觉成像功能,用计算机处理系统代替人脑执行数据处理,把结果反馈给执行机构(如机械手)代替人手完成各种规定的任务。AOI照明系统给被检测的元器件以360度多方位照明。在线AOI编程
AOI图像采集的一个关键步骤是控制系统,光电传感器的FOV(视窗)有限,物体高速运动中准确地抓拍到清晰的图像,软硬件协调动作非常重要,如下图所示,当图像传感器与机台移动速度不匹配时造成图像的拉伸,收缩等变形,所以,载物移动平台XY方向移动与图像采集光电传感器的同步移动影响到数据的准确,要在固定光照,等间距下拍摄一幅清晰的图像,高精度的导轨,电机和运动控制程序是非常必要的。数据处理阶段是图像的预处理阶段,是采集图像的加工处理过程,为图像比对提供准确可靠的图片信息,主要包含了背景噪音减少,图像增强和锐化等过程。图像背景噪音减小一般为图像的低通滤波平滑法,图像增强和锐化则是提高被检测特征的对比度,突出图像中需要关注的特征,忽略不需要关注的部分,方法是图像二值化处理,经过二值化处理的图像数据量明显减少,能凸显出需要关注的轮廓。 福建AOI原理AOI是新兴起的一种新型测试技术,但发展迅速,很多厂家都推出了AOI测试设备。
首先滤波的定义是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。在AOI检测中,噪声是造成图像退化的因素之一,起因是AOI图像获取,传输过程中,外界杂散光,光电二极管电子噪声及温度,光源的不稳定不均匀,机械系统的抖动,传感器温度等原因导致,不可避免的使得图像因含有噪音而变得模糊。给图像识别,图像切割等后续处理工作带来了困难。因此,为了获得真实的图像信息,除去噪声的滤波处理必不可少。滤波的过程简单说就是图像平滑技术,空域滤波与频域滤波是滤波经常采用的方法。具体讲空域滤波是一种邻域处理方法,通过直接在图像空间中对邻域内像素进行处理,达到平滑或锐化,图像空间中增强图像的某些特征或者减弱图像的某些特征。
随着计算机的快速发展,AOI也采用了目前许多成熟的图像分析技术,包括模板匹配法(或自动对比)、边缘检测法、特征提取法(二值图)、灰度直方图法、傅里叶分析法、光学特征识别法等,每个技术都有优势和局限。模板比较法通过获得物体图像,如片状电容或QFP,并用该信息产生一个刚性的基于像素的模板。在检测位置的附近,传感器找出相同的物体。当相关区域中所有点进行评估之后,找出模板与图像之间有Z小差别的位置停止搜寻。AOI系统为每个要检查的物体产生这种模板,通过在不同位置使用相应模板,建立对整个板的检查程序,来查找所有要求的元件。但是由于元件检测图像很少完全匹配模板,所以用两种方法来解决这个问题:可以用一定数量的容许误差来确认匹配的,如果模板太僵硬,可能产生对元件的“误报”;如果模板松散到接受大范围的可能变量,也会导致“漏报”;可以根据同类的众多良品进行标准模板的计算,或者叫“特征元件”,这样可以Zda限度提取该类元件的共性特征,从而降低误报率。 AOI运用于图像分析技术。
AOI自动光学检测设备有个比较大的缺点是有些灰阶或是阴影明暗不是很明显的地方,比较容易出现误判的情况,这些或许可以使用不同颜色的灯光来加以判别,但较麻烦的还是那些被其他零件遮盖到的元件以及位于元件底下的焊点,因为传统的AOI只能检测直射光线所能到达的地方,像是屏蔽框肋条或是其边缘底下的元件,往往就会因为AOI检测不到而漏掉。总之,AOI自动光学检测设备虽然好用但确实也有些先天上的限制,不过可以用在即时的SMT初步品质分析,并马上回馈SMT的品质状况,让SMT制程作业加以改善,的确可以有效提高SMT的产出良率。 AOI目前使用的电动机分线性电动机、伺服电动机和步进电动机3种。江苏什么是AOI品牌
图像传感器、镜头和光源三者组合构成了大多数自动光学检测系统中感知单元。在线AOI编程
AOI检测设备中常用的红绿蓝LED光源。特殊波长光源一般是指红外或紫外波长光源,一些特殊材料在可见光范围内吸收差别不大,灰阶变化不明显时可以考虑采用特殊波长光源,比如说利用紫外光能量高可以激发荧光材料的原理,检测具有荧光发光特性物质微残留时紫外光源就是一种比较有效的手段,因材料成分与红外光谱有对应关系的原理,红外光源对不具有发光性质的有机化合物残留缺陷检出就有很大的作用,甚至可以实现成分分析。特殊光源中,利用偏振光与物体相互作用后偏振态的变化,利用光学干涉原理的白光干涉(whitelightinterferometry)在特定缺陷检测中的得到了应用,例如通过相干光的干涉图案计算出对应的相位差和光程差,可以测量出被测物体与参考物体之间的差异,且分辨率与精度为可以达到亚波长,测量三维物体形貌与高度也正成为AOI检测的新需求。(下图为侧光源与同轴光源实例)在线AOI编程
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