AOI的圖像采集系統(tǒng)主要包括光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng),,照明系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)部分,。因?yàn)閿z影得到的圖像被用于與模板做對比,所以獲取的圖像信息準(zhǔn)確性對于檢測結(jié)果非常重要,,可以想象一下,,如果圖像采集器看不清楚或看不到被檢測物體的特征點(diǎn),那么也就無法談到準(zhǔn)確的檢出,。下面我們對光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng),,照明系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)部分逐一分析介紹。首先,,光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng)指的是光電二極管器件和與之搭配的成像系統(tǒng),。是獲得圖像的”眼睛”,原理都是光電二極管接受到被檢測物體反射的光線,光能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生電荷,,轉(zhuǎn)化后的電荷被光電傳感器中的電子元件收集,,傳輸形成電壓模擬信號。二極管吸收光線強(qiáng)度不同時(shí)生成的模擬電壓大小不同,,依次輸出模擬電壓值被轉(zhuǎn)化為數(shù)字灰階0-255值,,灰階值反映了物體反射光的強(qiáng)弱,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)識別不同被檢測物體的目的,。 與人工檢查做一個(gè)形象的比喻,,AOI采用的普通LED或特殊光源相當(dāng)于人工檢查時(shí)的自然光。專業(yè)AOI
光電轉(zhuǎn)化器可以分為CCD(chargeCouplingdiode)和CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor)兩種,。因?yàn)橹谱鞴に嚺c設(shè)計(jì)不同,,CCD與CMOS傳感器工作原理主要表現(xiàn)為數(shù)字電荷傳送的方式的不同,,工作原理如下圖所示,CCD采用硅基半導(dǎo)體加工工藝,,并設(shè)置了垂直和水平移位寄存器,,電極所產(chǎn)生的電場推動電荷鏈接方式傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換器。這樣的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)很難集成很多的感光單元,,制造成本高且功耗大,;而CMOS采用無機(jī)半導(dǎo)體加工工藝,每像素設(shè)計(jì)了額外的電子電路,,每個(gè)像素都可以被定位,,而無需CCD中那樣的電荷移位設(shè)計(jì),對圖像信息的讀取速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CCD芯片,,因光暈和拖尾等過度曝光而產(chǎn)生的非自然現(xiàn)象的發(fā)生頻率要低得多,,價(jià)格和功耗比CCD光電轉(zhuǎn)化器也低,但其缺點(diǎn)是半導(dǎo)體工藝制作的像素單元缺陷多,,靈敏度會有一些問題,,同時(shí),為每個(gè)像素電子電路提供所需的額外空間不會作為光敏區(qū)域,。芯片表面上的光敏區(qū)域部分(定義為填充因子)小于CCD芯片,。從理論上講,這個(gè)原因?qū)е驴梢允占膱D像信息光子數(shù)會有所減少,,所以,,CMOS光電轉(zhuǎn)化元件一般需要搭配高亮度光源,噪音也比較大,。 專業(yè)AOIAOI自動光學(xué)檢測設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)就是可以取代以前SMT爐前,,而且可以比人眼更精確的判斷出SMT的打件組裝缺點(diǎn)。
在ICT上,,相對這些情況的缺陷概率直接與情況的嚴(yán)重性成比例,。輕微的少錫很少導(dǎo)致缺陷,而嚴(yán)重的情況,,如根本無錫,,幾乎總是在ICT造成缺陷。焊錫不足可能是元件丟失或焊點(diǎn)開路的一個(gè)原因,。盡管如此,,決定哪里放置AOI需要認(rèn)識到元件丟失可能是其它原因下發(fā)生的,這些原因必須放在檢查計(jì)劃內(nèi),。這個(gè)位置的檢查較直接地支持過程跟蹤和特征化,。這個(gè)階段的定量過程控制數(shù)據(jù)包括,,印刷偏移和焊錫量信息,,而有關(guān)印刷焊錫的定性信息也會產(chǎn)生,。回流焊前,。檢查是在元件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB送入回流爐之前完成的,。這是一個(gè)典型地放置檢查機(jī)器的位置,因?yàn)檫@里可發(fā)現(xiàn)來自錫膏印刷以及機(jī)器貼放的大多數(shù)缺陷,。在這個(gè)位置產(chǎn)生的定量的過程控制信息,,提供高速片機(jī)和密間距元件貼裝設(shè)備校準(zhǔn)的信息。這個(gè)信息可用來修改元件貼放或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn),。這個(gè)位置的檢查滿足過程跟蹤的目標(biāo),。回流焊后,。在SMT工藝過程的之后步驟進(jìn)行檢查,,這是AOI較普及的選擇,因?yàn)檫@個(gè)位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯(cuò)誤,?;亓骱负髾z查提供高度的安全性,因?yàn)樗R別由錫膏印刷,、元件貼裝和回流過程引起的錯(cuò)誤,。
必要的組件自動光學(xué)檢測(AOI檢測)系統(tǒng)為多層結(jié)構(gòu),而機(jī)器視覺相機(jī)只是其中的組件之一,。充足的人工或天然光源以及用于啟動相機(jī)的光柵及編碼器等信號觸發(fā)裝置,,也是必不可少的硬件組件。要對所收集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理,,還需要分析軟件,。這些軟件既可以直接集成到相機(jī),也可以置于相機(jī)外的流程下游,,將數(shù)據(jù)經(jīng)由合適的接口傳遞給所連接的計(jì)算,。去蕪存菁...如果對圖像的分析確定了某項(xiàng)特征或發(fā)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)存在偏差,則必須相應(yīng)地分揀出這個(gè)有缺陷的物體,。其中的相機(jī)數(shù)據(jù)將可供文檔編制所用,,而自動光學(xué)檢測即順利完成了它的使命。現(xiàn)在大多數(shù)AOI都有CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能,。
AOI系統(tǒng)集成技術(shù)牽涉到關(guān)鍵器件,、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整機(jī)集成,、軟件開發(fā)等,。AOI系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵器件有圖像傳感器(相機(jī))、鏡頭,、光源,、采集與預(yù)處理卡,、計(jì)算機(jī)(工控機(jī)、服務(wù)器)等,。圖像傳感器常用的是各種型號的CMOS/CCD相機(jī),,圖像傳感器、鏡頭,、光源三者組合構(gòu)成了大多數(shù)自動光學(xué)檢測系統(tǒng)中感知單元,,器件的選擇與配置需要根據(jù)檢測要求進(jìn)行合計(jì)設(shè)計(jì)與選型。光源的選擇(顏色,、波長,、功率、照明方式等)除了分辨與增強(qiáng)特征外,,還需考慮圖像傳感器對光源光譜的靈敏度范圍,。鏡頭的選擇需要考慮視場角、景深,、分辨率等光學(xué)參數(shù),,鏡頭的光學(xué)分辨率要和圖像傳感器的空間分辨率匹配才能達(dá)到比較好的性價(jià)比。一般情況下,,鏡頭的光學(xué)分辨率略高于圖像傳感器的空間分辨率為宜,,盡可能采用黑白相機(jī)成像,提高成像分辨能力,。圖像傳感器(相機(jī))采用面陣或線陣需根據(jù)具體情況而定,,選型時(shí)需要考慮的因素有成像視場、空間分辨率,、小曝光時(shí)間,、幀率、數(shù)據(jù)帶寬等,。 一般都將離線AOI檢測設(shè)備設(shè)置在生產(chǎn)線的中段,,在這個(gè)位置,設(shè)備可以產(chǎn)生的過程控制信息,。江西專業(yè)AOI檢測
經(jīng)過波峰焊后,,焊點(diǎn)所有的參數(shù)會有很大的變化,這主要是由于焊爐內(nèi)錫的老化導(dǎo)致焊盤反射特性從光亮到灰暗,。專業(yè)AOI
適應(yīng)性程序沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)到無鉛會對焊點(diǎn)質(zhì)量的檢查帶來什么影響,。缺陷看上去還是一樣的。毫無疑問,,只需要稍微修改一下數(shù)據(jù)庫,,就足以排除其他誤報(bào)可能會帶來的影響。在元件頂上的內(nèi)容改變時(shí),,就需要大量的工作,,確定門限值,。這些可以納入到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中。在元件的一端立起來時(shí),,打開其他環(huán)節(jié)的檢測,便可以進(jìn)行可靠的分析,。對于橋接的形成或者元件一端立起來的普遍看法,,證明常常不是那樣。經(jīng)驗(yàn)表明,,橋接的形成沒有改變,,元件一端立起來的現(xiàn)像就會有所減少。轉(zhuǎn)到使用無鉛焊膏并不需要投資新的系統(tǒng)或者設(shè)備,,只要使用的AOI系統(tǒng)配備了靈活的傳感器模塊,、照明和軟件,就足以適應(yīng)這些變化了,。 專業(yè)AOI
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