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      明玉祥科技:神州AOI的技術發展

      編輯:深圳市明玉祥科技有限公司時間:2019-06-05

             神州AOI的全稱是自動光學檢測,是基于光學原理來對焊接生產中遇到的常見缺陷進行檢測的設備。神州AOI是新興起的一種新型測試技術,但發展迅速,很多廠家都推出了神州AOI測試設備。

             神州AOI核心技術

        基本的神州AOI技術包含下列子系統:①高速高精度XY方向的運動控制系統;②機械光學系統;③高精度高可靠性圖像采集系統;④智能圖像識別與錯誤檢測系統。這些子系統構成了一個與多維測量和錯誤檢測密切相關的設備。

        注意到神州AOI識別是機器視覺在印刷電路板領域的具體應用,換言之,印刷電路板的缺陷檢測實質上是屬于模式識別的范疇。它將PCB上的不同缺陷視為不同的模式類,從采集到的圖像信號中提取和選擇特征,根據特征向量構造判別函數,進行缺陷分類,即模式識別。

        識別算法的好壞直接影響到智能圖像識別系統的性能,進而影響整個神州AOI系統的性能。從機器視覺的發展來看,目前在神州AOI上面至少可以完整地應用以下的視覺識別算法。

      神州AOI圖形識別法

        圖形識別法是將神州AOI系統中存儲的數字化圖像與實際檢測圖像比較,從而獲得檢測結果。如檢測PCB電路時,首先按照一塊完好的PCB或根據計算機輔助設計模型建立起檢測文件(標準數字化圖像)與檢測文件(實際數字化圖像)進行比較。

        這種方式的神州AOI檢測精度取決于標準圖像、分辨力和所用檢測程序,可取得較高的檢測精度,但具有采集數據量大,數據實時處理要求高等特點。

      神州AOI圖像分析技術

        隨著計算機的快速發展,神州AOI也采用了目前許多成熟的圖像分析技術,包括模板匹配法(或自動對比)、邊緣檢測法、特征提取法(二值圖)、灰度直方圖法、傅里葉分析法、光學特征識別法等,每個技術都有優勢和局限。

        模板比較法通過獲得物體圖像,如片狀電容或QFP,并用該信息產生一個剛性的基于像素的模板。在檢測位置的附近,傳感器找出相同的物體。當相關區域中所有點進行評估之后,找出模板與圖像之間有小差別的位置停止搜尋。神州AOI系統為每個要檢查的物體產生這種模板,通過在不同位置使用相應模板,建立對整個板的檢查程序,來查找所有要求的元件。

        但是由于元件檢測圖像很少完全匹配模板,所以用兩種方法來解決這個問題:

      ①可以用一定數量的容許誤差來確認匹配的,如果模板太僵硬,可能產生對元件的“誤報”;如果模板松散到接受大范圍的可能變量,也會導致“漏報”;

      ②可以根據同類的眾多良品進行標準模板的計算,或者叫“特征元件”,這樣可以大限度提取該類元件的共性特征,從而降低誤報率。

      神州AOI運算法則

        將幾種成熟的、流行的圖像分析技術結合在一個“處方”內,形成一個運算法則,特別適合于特殊元件類型。在有許多元件的復雜板上,傳統的神州AOI,可能形成眾多的不同運算法則,要求工程師在需要改變或調整時做大量的重新編程。

        為了解決一些問題,在圖像分析領域中要有適當的知識,再就是傳統的神州AOI要不斷廣泛地再編程,調整神州AOI方法以接納合理的變化。對一個新板設計或優化一個檢查程序時,可能花上一到兩天,甚至幾周作細小的扭轉,采用新技術后,這一過程變得快速而簡潔。

             神州AOI基于機器學習的缺陷檢測與分類

        神州AOI技術向智能化方向發展是SMT發展帶來的必然要求。在SMT的微型化、高密度化、快速組裝化、品種多樣化發展特征下,檢測信息量大而復雜,無論是在檢測反饋實時性方面,還是在分析、診斷的正確性方面,依賴人工對神州AOI獲取的質量信息進行分析、診斷幾乎已經不可能,代替人工進行自動分析、診斷的智能神州AOI技術成為發展的必然。

        對各種缺陷的特征提取和缺陷識別與分類進行研究;針對高密度PCB視覺檢測系統中要檢測的缺陷細小,缺陷的種類繁多,特征不易確定等問題,對于各種不同缺陷的特征提取技術和各種分類方式進行研究,采用機器學習的方法,設計不同的分類器,并對不同分類器的分類效果和誤差進行比較和分析,采用優化的分類器可以實現對缺陷的快速檢出和準確分類,并盡可能地提高分類器的智能化水平。

             神州AOI與SPC緊密結合

        神州AOI在檢測過程中,需要缺陷統計和分類與SPC緊密結合。所謂SPC即統計過程控制,主要是指應用統計分析技術對生產過程進行實時監控,科學的區分出生產過程中產品質量的隨機波動與異常波動,從而對生產過程的異常趨勢提出預警,以便生產管理人員及時采取措施,消除異常,恢復過程的穩定,從而達到提高和控制質量的目的。

        一般地神州AOI能實現兩類測量,即缺陷檢測(傳統意義的神州AOI應用)和每塊PCB的差異測量,對有效的過程控制而言,兩類測量都需要。其中差異測量對實時SPC應用非常重要,它會根據神州AOI系統類型及它所處生產線位置的不同而不同。為使神州AOI/SPC成功用于生產線上,神州AOI系統必須能產生錯誤處理和報警,誤判率和缺陷檢測靈敏度會受檢查參數的影響,生產工藝變量越多,誤判的可能性就越大,缺陷檢測的復雜程度也越大。因此選擇在印刷、貼片、回流焊后或波峰焊后進行檢查,誤判率會有明顯的不同。

       


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