AOI的視覺系統(tǒng)選擇

AOI的視覺系統(tǒng)是由相機(jī)和光源組成。

1、相機(jī)的選擇

AOI的相機(jī)按攝取圖像的模式分為面陣相機(jī)和線陣相機(jī)。面陣相機(jī)是采用拍攝一幅一幅的圖片的方式取像;線陣相機(jī)是逐行掃描方式取像，面陣相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是圖像的還原性較好，打光的角度容易調(diào)整，容易得到較清晰的圖像，因而市面上的AOI絕大多數(shù)廠商使用這類相機(jī)。線陣相機(jī)的圖像還原性較差，打光的角度難以調(diào)整，是目前誤判率最高的AOI，采用這類相機(jī)的唯一優(yōu)點(diǎn)是檢測的速度相對(duì)快一點(diǎn)，但檢測小板時(shí)，它的檢測速度又要相對(duì)慢一些。因此，對(duì)相機(jī)的選擇應(yīng)該最好選擇面陣相機(jī)。

面陣相機(jī)又分模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)（CCD）兩類。模擬相機(jī)目前在AOI的市面上應(yīng)用最多，因?yàn)槟M相機(jī)在對(duì)圖像處理時(shí)，要經(jīng)過多次ND、D/A轉(zhuǎn)換，因而圖像容易失步，從而造成圖像處理障礙，導(dǎo)致誤判，但模擬相機(jī)的價(jià)格較便宜。大量使用數(shù)字相機(jī)是AOI發(fā)展的必然趨勢，數(shù)字相機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)在于圖像的還原性好，便于軟件對(duì)圖像的分析和處理，但價(jià)格較高。

判別模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)的主要方法是：看這一相機(jī)在對(duì)圖像采集時(shí)是否需要圖像采集卡。需要圖像采集卡的相機(jī)是模擬相機(jī)，另外，模擬相機(jī)的外形尺寸也比數(shù)字相機(jī)大得多。

2、光源的選擇

光源是AOI的眼睛，光源的好壞是決定AOI檢測能力強(qiáng)弱的第一步。現(xiàn)流行的AOI一般光源分為普通熒光燈和同軸光源兩種。使用普通熒光燈光源的AOI一般采用線陣相機(jī)，這類AOI目前在被逐步淘汰。

同軸光源又分彩色同軸光源和單色同軸光源。相對(duì)而言，彩色同軸光源要好一些，因?yàn)椴捎貌噬S光源所得到的圖像比較逼真。

同軸光源還可分為塔狀同軸光源和碗狀同軸光源。相對(duì)而言碗狀同軸光源的光線較柔和均勻一些，因而不會(huì)產(chǎn)生暈光現(xiàn)象。

AOI的機(jī)械系統(tǒng)選擇

AOI的機(jī)械系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置構(gòu)成。

1、電動(dòng)機(jī)的選擇

AOI目前使用的電動(dòng)機(jī)分線性電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3種，市面上以伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為主。

線性電動(dòng)機(jī)精確度高，但價(jià)格昂貴。伺服電動(dòng)機(jī)的精確度僅次于線性電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的精確度較低，但價(jià)格十分便宜，采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置的AOI，檢測的質(zhì)量是不可信的，但打價(jià)格戰(zhàn)不是有效的方法！因此對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇要按性價(jià)比來進(jìn)行考量的話，應(yīng)選擇伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置的AOI。

2、傳動(dòng)裝置的選擇

用伺服電動(dòng)機(jī)作為AOI的傳動(dòng)裝置一般由絲桿和導(dǎo)軌組成。好的絲桿的精度較高，能滿足AOI檢測的精度要求。

AOI的軟件系統(tǒng)選擇

軟件系統(tǒng)是AOI的靈魂。軟件算法的優(yōu)劣直接影響檢測效果。軟件考量的標(biāo)準(zhǔn)大至有以下幾點(diǎn)：

1、軟件的開發(fā)環(huán)境

軟件的開發(fā)環(huán)境對(duì)AOI程序控制非常重要。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看，用VC++語言開發(fā)的AOI應(yīng)用軟件，程序穩(wěn)定可靠，其它語言開發(fā)的應(yīng)用程序，其穩(wěn)定性要差很多。

2、軟件的運(yùn)算法則

AOI軟件運(yùn)算法則很多，有灰度相關(guān)法（又叫灰度提取法）、邊緣識(shí)別法、固態(tài)建模法、統(tǒng)計(jì)外形建模法等。

灰度相關(guān)法的缺點(diǎn)在于受光線的明暗度的影響較大，容易產(chǎn)生誤判。但隨著光源設(shè)計(jì)的日益完善，這一影響現(xiàn)較小。

邊緣識(shí)別法的缺點(diǎn)在于被檢測物的邊緣往往不是一條標(biāo)準(zhǔn)的直線，只有通過降低像元尺寸來達(dá)到提高檢測效果的目的，但其效果也不十分理想。

固態(tài)建模法是將幾個(gè)二維圖像合并成一個(gè)三維圖像。但拼接的部分往往出現(xiàn)重疊，因而對(duì)軟件分析會(huì)造成干擾，從而影響檢測效果。

統(tǒng)計(jì)外形建模法是采用學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)的方法，從而發(fā)現(xiàn)被檢物的規(guī)律，來建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，借以實(shí)現(xiàn)其檢測的目的。這種方法的缺點(diǎn)在于在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)過程中，人的干擾因素太多，因而存在一定的不確定因素，從而影響檢測的質(zhì)量。

總之AOI軟件的運(yùn)算法則是多種多樣的，每一種法則既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，關(guān)鍵看檢測效果。

3、軟件的穩(wěn)定性

軟件的穩(wěn)定性是AOI的核心。軟件的穩(wěn)定性包括：檢測時(shí)會(huì)不會(huì)發(fā)生死機(jī);檢測框是否會(huì)發(fā)生不明真相的偏移：檢測時(shí)是否發(fā)生系統(tǒng)崩潰;檢測過程中系統(tǒng)是否會(huì)出文件丟失：隨著檢測時(shí)間越長，誤判是否會(huì)相應(yīng)增多等，這些都有是軟件不穩(wěn)的重要標(biāo)志。

檢測AOI程序是否穩(wěn)定的最簡單而又有效的方法是：將一塊問題PCBA板反復(fù)檢測，看每次檢測出的NG數(shù)的振幅是否過大，其一致性是否良好，也就是AOI的可重復(fù)性是多少，一般來講AOI的可重復(fù)性越高，AOI的軟件分析處理能力也就越強(qiáng)，軟件的穩(wěn)定性也就越高。

可重復(fù)性是判斷AOI軟件優(yōu)劣的重要指標(biāo)。現(xiàn)市面上流行的AOI的可重復(fù)性在20%-30%之間，也就是說將一塊問題PCBA板進(jìn)行100次的反復(fù)檢測，最好的AOI同一個(gè)NG數(shù)出現(xiàn)20—30次，其它NG數(shù)均表現(xiàn)為無規(guī)律的振蕩。

4、軟件操作的便利性

軟件操作的便利性分為制程的便利性和人工確定的便利性。好的AOI軟件系統(tǒng)，它的制程相當(dāng)人性化，且易學(xué)、易用。現(xiàn)市面上的AOI的制程分調(diào)試型和學(xué)習(xí)型兩種。

調(diào)試型：這類AOI在程序編制完成后，要將已做好的程序進(jìn)行必要的調(diào)試后方能進(jìn)行正常的檢測運(yùn)行，這一調(diào)試過程少則五六個(gè)小時(shí)，多則幾天，甚至幾十天，只有待程序相對(duì)穩(wěn)定后，才能投入正常的運(yùn)行，這類AOI的致命弱點(diǎn)在于調(diào)試的參數(shù)很難確定，很難找到一個(gè)理想的標(biāo)準(zhǔn)值，表現(xiàn)的特征為：參數(shù)值如果放得太寬，就會(huì)產(chǎn)生漏判;參數(shù)值如果放得過嚴(yán)，就會(huì)造成誤判的大幅攀升，讓操作員無法接受。檢測效率較低。目前國外的AOI多屬于這一類型。

學(xué)習(xí)型：這類AOI在程序編制完成后，要進(jìn)行一段時(shí)間的學(xué)習(xí)預(yù)測，這樣讓程序自動(dòng)地尋找待測物的變化規(guī)律，從而建立待測物的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型，這一過程往往需要20塊以上的PCBA板進(jìn)行學(xué)習(xí)建庫，這一過程也需要2個(gè)小時(shí)以上才能完成，這類AOI的致命弱點(diǎn)是在學(xué)習(xí)過程中，如果將有缺陷的待測物一旦被學(xué)習(xí)到程序里，那么該類待測物的缺陷將被視為良品，從而無法檢出。國產(chǎn)AOI屬于這一類型。

無論是調(diào)試型的AOI，還是學(xué)習(xí)型的AOI，它們有一個(gè)共同的缺陷即正確與錯(cuò)誤之間是非常接近的，也是很難調(diào)整的。因此它們的程序也很難穩(wěn)定。

AOI的功能選擇

目前AOI的功能一般都比較全，也沒有多大的差別。下面就一些常見的功用作一些簡要的說明。

1、分辨率的選擇：AOI的分辨率應(yīng)以像元的尺寸大小作為判別的條件，也就是空間分辨率來衡量。像素的大小不是判別AOI檢出能力的標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確地講像素大，是決定單位面積像元尺寸大小的因素。如果單位面積不同，像素再高也沒有可比性。

2、特殊功能的選擇：如果你要對(duì)多連板的PCBA進(jìn)行檢測，就一定要選擇有跳板功能的AOI，也就是有區(qū)域選擇功能的AOI。如果你將AOI用作質(zhì)量的過程控制，那么，你在選擇AOI時(shí)，一定要選擇具有RPC功能的AOI，也就是具有實(shí)時(shí)工藝過程控制的AOI。

3、CAD的選擇：現(xiàn)在大多數(shù)AOI都有CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，但這一功能的使用，對(duì)器件較少的PCBA板的使用效率不是很好，而對(duì)元器件較多的PCBA板的使用則能起到事半功倍的效果。

4、SPC的選擇：SPC是過程統(tǒng)計(jì)控制。統(tǒng)計(jì)控制沒有實(shí)時(shí)工藝控制（RPC）重要，RPC不但能進(jìn)行實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析，還可以進(jìn)行預(yù)警，這樣能使生產(chǎn)線長期保持正常工作狀態(tài)。

5、可重復(fù)性、誤判率和漏判率的選擇：

可重復(fù)性越高的AOI，其性能越穩(wěn)定，但由于AOI技術(shù)還不十分成熟，市面上AOI的可重復(fù)性一般為20%-30%。

誤判率是越低越好，最好的AOI的誤判率只有0.5%左右（按點(diǎn)算）。

漏判率也是越低越好，最好的AOI的漏判別率只有0.5%左右（按不良點(diǎn)算）。

由以上論述不難看出，一臺(tái)性價(jià)比較優(yōu)的AOI必須具備以下條件：

①AOI相機(jī)要是真正的面陣數(shù)字相機(jī)（CCD），這種相機(jī)不需要圖像采集卡;

②AOI光源最好是同軸碗狀光源;

③AOI機(jī)械系統(tǒng)最好是伺服電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)，用絲桿和導(dǎo)軌為傳動(dòng);

④AOI軟件系統(tǒng)的開發(fā)語言最好為VC++;

⑤AOI軟件的可重復(fù)性要高;

⑥AOI軟件的可操作性要人性化;

⑦AOI誤判率和漏判率要低;

⑧AOI檢測功能要全;

⑨AOI要能與RPC實(shí)時(shí)工藝控制軟件進(jìn)行對(duì)接。